CN104993590A - 基于cid模型的继电保护装置二次回路自我监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，以继电保护装置为监测中心，在继电保护装置嵌入式系统中对CID模型进行直接解析，有效对继电保护装置二次直连回路进行监测，实现继电保护装置二次回路全面监测，在继电保护装置液晶面板生成可视化的、动态的二次回路连接关系图，便于运维人员监视，提高智能变电站继电保护二次虚回路的可视化运维水平，提高智能变电站的安全性和可靠性。

Description

基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法
技术领域
本发明属于智能变电站继电保护领域，涉及一种基于CID模型的智能变电站继电保护装置二次回路可视化自我监测方法。
背景技术
传统变电站继电保护装置的二次回路中电压、电流、开关量、控制等信号采用电缆连接，二次回路清晰、可见；智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，采用三层两网的架构体系，变电站的过程层以数字量通信方式替代大量的二次回路电缆，传统变电站的二次硬回路转变为智能变电站的二次虚回路。这种转变方式表现为原来以电缆传输单一信号构成的纯电路结构，变成以光缆传输多路数字量信号，再也无法从外部的物理连线分析整个回路。
目前，智能变电站中由于缺乏有效的二次虚回路可视化手段，原来可以“看见、摸到”的回路信息，智能变电站的二次虚回路配置信息“看不见、摸不着”，影响了继电保护安全措施实施。国内一些学者提出了智能变电站的二次虚回路监测方法，在一定程度上解决了智能变电站的二次虚回路“看不见、摸不着”的问题。
CN103455678A的专利文献《基于标准化虚端子的二次虚回路图表协同设计方法》，以及申请号为201410339756.9的《一种智能变电站过程层二次回路故障诊断方法》都涉及二次虚回路的可视化展示。
这些方案，通过SCD文件解析智能变电站继电保护装置虚端子连接关系，但是由于智能变电站全站配置信息被平面化地保存在SCD文件中，造成SCD文件体量大，继电保护装置嵌入式系统不具备直接解析SCD文件二次虚回路的能力，只能借助第三方系统对SCD文件解析，因此需要增加第三方系统设备投资，实现环节多。而且，如申请号为201410339756.9的文献中，不能实现对继电保护装置二次直连回路的全面监测，如继电保护装置的光口与合并单元、智能终端的光口直接连接，中间无任何转接环节，第三方设备无法接入这种直连的回路，无法进行监测。
综上，现有的智能变电站继电保护装置二次回路可视化监测手段存在无法完整监测继电保护装置二次回路、无法有效监测继电保护装置与合并单元、智能终端之间的二次直连回路问题。而二次直连回路的可视化监测只能通过继电保护装置自身实现，因此，针对上述问题，探索一种造价低、可视化的智能变电站继电保护装置二次回路自我监测方法迫在眉睫。
智能变电站继电保护装置CID模型包含了完整的二次回路信息，并具备体量小、结构简单的优点，能够在继电保护装置嵌入式系统进行直接解析处理，为实现智能变电站继电保护装置二次回路可视化自我监测提供了条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，用以解决现有技术无法完整监测继电保护装置的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，步骤如下：
(1)智能变电站继电保护装置通过光缆与合并单元、智能终端、过程层交换机相连接，构成继电保护装置二次回路；
(2)智能变电站继电保护装置按照IEC 61850-9-2标准获取电流电压信息，按照IEC 61850-8-1标准中得GOOSE规约实现开入开出功能；
(3)CID模型包含智能变电站继电保护装置二次回路虚端子连接信息，存储于智能变电站继电保护装置的图形组态模块；
(4)智能变电站继电保护装置的图形组态模块解析CID模型，生成静态二次回路接线图，并将二次回路接线图传递给人机接口模块；
(5)智能变电站继电保护装置的过程层信息处理模块通过光口实时获取所述IEC 61850-9-2和GOOSE数据，并将二次回路实时信息传递给人机接口模块；
(6)智能变电站继电保护装置的人机接口模块与图形组态模块和过程层信息处理模块进行实时通信，在智能变电站继电保护装置中生成动态的可视化的二次回路接线图，该动态的可视化的二次回路接线图的连线上加载有对应的所述IEC 61850-9-2和GOOSE数据。
进一步的，所述步骤(1)中，智能变电站继电保护装置二次回路包括继电保护装置间隔内的二次直连回路和继电保护装置之间信息交互的二次回路；继电保护装置通过光缆与合并单元、智能终端直接连接，无中间转接环节，构成继电保护装置间隔内的二次回路；继电保护装置通过光缆与过程层交换机相连接，构成继电保护装置之间信息交互的二次回路。
进一步的，所述步骤(2)中，智能变电站继电保护装置与合并单元、智能终端相连，按照IEC 61850-9-2和GOOSE标准实现间隔内电流电压的采集、开入开出功能；继电保护装置与过程层交换机相连，按照GOOSE标准在过程层网络实现继电保护装置之间的信息交互。
进一步的，所述步骤(3)中，CID文件包含完整的继电保护装置二次回路虚端子信息，存储于图形组态模块；二次回路虚端子包括继电保护装置与合并单元、智能终端、跨间隔保护之间的连接信息，按照xml格式内嵌于CID模型中。
进一步的，所述步骤(4)中，智能变电站继电保护装置图形组态模块解析CID模型，根据CID模型中的虚端子连线信息自动生成二次回路连接图，包含传输方式、传输方向、数据描述，以图形界面的形式可视化地静态展示继电保护装置二次虚回路连接情况；图形组态模块通过内部通信走线将二次回路接线图传递给人机接口模块。
进一步的，所述步骤(5)中，智能变电站继电保护装置过程层信息处理模块通过互相独立的光口，实时获取合并单元、智能终端、过程层交换机数据，通过内部通信走线将二次回路实时信息传递给人机接口模块。
进一步的，所述步骤(6)，中智能变电站继电保护装置人机接口模块与图形组态模块和过程层信息处理模块进行实时通信，在继电保护装置液晶界面上将所述二次回路接线图与所述实时的二次回路信息整合在一起，生成动态、可视化的二次回路自我监测图形。
本发明的特点是提出了一种基于CID模型的智能变电站继电保护装置二次回路可视化自我监测方法，以继电保护装置为监测中心，在继电保护装置嵌入式系统中对CID模型进行直接解析，能够有效对继电保护装置二次直连回路进行监测，实现继电保护装置二次回路全面监测，在继电保护装置液晶面板生成可视化的、动态的二次回路连接关系图，便于运维人员监视，提高智能变电站继电保护二次虚回路的可视化运维水平，提高智能变电站的安全性和可靠性。
附图说明
图1是智能变电站线路保护装置二次回路连接关系图；
图2是智能变电站线路保护二次回路可视化自我监测原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法包括：
(1)智能变电站继电保护装置通过光缆与合并单元、智能终端、过程层交换机相连接，构成继电保护装置二次回路；
(2)智能变电站继电保护装置按照IEC 61850-9-2标准获取电流电压信息，按照IEC 61850-8-1标准中得GOOSE规约实现开入开出功能；
(3)CID模型完成智能变电站继电保护装置二次回路虚端子连接配置后，存储于智能变电站继电保护装置的图形组态模块；
(4)智能变电站继电保护装置的图形组态模块解析CID模型，自动生成静态二次回路接线图，通过内部通信走线将二次回路接线图传递给人机接口模块；
(5)智能变电站继电保护装置的过程层信息处理模块通过光口实时获取IEC 61850-9-2和GOOSE数据，通过内部通信走线将二次回路实时信息传递给人机接口模块；
(6)智能变电站继电保护装置的人机接口模块与图形组态模块和过程层信息处理模块进行实时通信，生成动态的可视化的二次回路接线图，进行二次回路可视化自我监测。
该方法的要点在于:在智能变电站继电保护装置上对CID模型进行解析，并且以智能变电站继电保护装置为监测中心进行显示。从而不需要第三方设备介入直连结构，能够实现全面监测。其中，对CID模型进行直接解析是应用本方法的条件。
具体的，图1中，智能变电站线路保护装置的二次回路包括间隔内二次直连回路和继电保护装置之间信息交互的过程层网络二次回路。线路保护装置通过光缆与合并单元直接连接，按照IEC 61850-9-2标准采集电流电压信息；通过光缆与智能终端直接连接，按照GOOSE标准实现开入开出供能；通过光缆与过程层交换机相连，在过程层网络中以GOOSE标准与母线保护装置、相邻保护装置交互信息。智能变电站线路保护装置的二次回路，没有传统的电缆连接，全部是数字量信息交互。线路保护装置与合并单元、智能终端的二次直连回路，无任何中间环节，只能由线路保护装置自身对二次直连回路进行监测。
如图2中，智能变电站线路保护装置二次回路可视化自我监测由线路保护装置的图形组态模块、过程层信息处理模块和人机接口模块(液晶显示)配合完成。
(1)线路保护装置CID模型存储于图形组态模块存储区。在CID模型的虚端子配置中，电流电压回路信息体现在DO层，开入开出回路体现在DA层，其中，开入回路包括保护装置间信息交互的开入。图形组态模块中的解析模块对CID模型进行解析，分析线路保护装置与相关装置间的虚端子对应关系。
(2)电流电压回路解析：解析模块检索CID模型中Inputs和ExtRefdoName两个关键信息，统计所有符合条件的scl语言段，以A相电流为例，如下：
<Inputs>
<ExtRef doName＝"Amp1"iedName＝"MU110"intAddr＝"2-B:PISV/SVINGGIO1.AnIn1"ldInst＝"MUSV01"lnClass＝"TCTR"lnInst＝"1"prefix＝"PA"/>
<ExtRef doName＝"Amp2"iedName＝"MU110"intAddr＝"2-B:PISV/SVINGGIO1.AnIn2"ldInst＝"MUSV01"lnClass＝"TCTR"lnInst＝"1"prefix＝"PA"/>
</Inputs>
解析模块通过解析iedName，分析出线路保护装置的A相电流由合并单元MU110提供，两者之间的连接关系由MU110的MUSV01/PATCTR1.Amp1和2-B:PISV/SVINGGIO1.AnIn1相连。其它电流电压的连接关系，解析过程类同。
(3)开入开出回路解析：解析模块检索CID模型中Inputs和ExtRefdaName两个关键信息，统计所有符合条件的scl语言段，以母线保护动作闭锁线路保护重合闸开入为例，如下：
<Inputs desc＝"">
<ExtRef daName＝"stVal"doName＝"Ind7"iedName＝"MX110"intAddr＝"2-B:PIGO1/GGIO1.Ind1.stVal"ldInst＝"MXGO"lnClass＝"GGIO"lnInst＝"1"prefix＝"GOEvt"/>
</Inputs>
解析模块通过解析iedName，分析出线路保护装置的母差动作闭锁重合闸开入由母线保护MX110提供，两者之间的连接关系由MX110的MXGO/GOEvtGGIO1.Ind7.stVal和2-B:PIGO1/GGIO1.Ind1.stVal相连。其它开入开出的连接关系，解析过程类同。
(4)解析模块解析出全部的虚端子回路对应关系后，生成拓扑表，传递给图元生成模块。图元生成模块内置合并单元、智能终端、母线保护装置、相邻保护装置等二次设备的图元，根据解析模块的拓扑表，自动挑选二次设备图元，生成二次回路连接关系图。
(5)图形组态模块将生成的二次回路连接关系图传递给人机接口模块。
(6)过程层信息处理模块包括合并单元处理模块、智能终端处理模块和交换机处理模块。合并单元处理模块通过光口与合并单元直接连接，实时获取电流电压二次回路信息，实现对电流电压二次直连回路的实时监测；智能终端处理模块通过光口与智能终端直接连接，实时获取开入开出二次回路信息，实现对开入开出二次直连回路的实时监测；交换机处理模块通过光口与交换机连接，实时获取过程层网络中二次设备之间的交互信息，实现对保护装置间的信息交互回路的实时监测。过程层信息处理模块将线路保护装置二次回路实时信息传递给人机接口模块。
(7)人机接口模块将图形组态模块的二次回路连接关系图、过程层信息处理模块的二次回路实时信息整合在一起，在线路保护装置的液晶面板上生成动态的、可视化的线路保护装置二次回路监测图，实现线路保护装置的二次回路可视化自我监测。
以上给出了本发明的具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，步骤如下：
(1)智能变电站继电保护装置通过光缆与合并单元、智能终端、过程层交换机相连接，构成继电保护装置二次回路；
(2)智能变电站继电保护装置按照IEC 61850-9-2标准获取电流电压信息，按照IEC 61850-8-1标准中得GOOSE规约实现开入开出功能；
(3)CID模型包含智能变电站继电保护装置二次回路虚端子连接信息，存储于智能变电站继电保护装置的图形组态模块；
(4)智能变电站继电保护装置的图形组态模块解析CID模型，生成静态二次回路接线图，并将二次回路接线图传递给人机接口模块；
(5)智能变电站继电保护装置的过程层信息处理模块通过光口实时获取所述IEC 61850-9-2和GOOSE数据，并将二次回路实时信息传递给人机接口模块；
(6)智能变电站继电保护装置的人机接口模块与图形组态模块和过程层信息处理模块进行实时通信，在智能变电站继电保护装置中生成动态的可视化的二次回路接线图，该动态的可视化的二次回路接线图的连线上加载有对应的所述IEC 61850-9-2和GOOSE数据。
2.按照权利要求1所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，智能变电站继电保护装置二次回路包括继电保护装置间隔内的二次直连回路和继电保护装置之间信息交互的二次回路；继电保护装置通过光缆与合并单元、智能终端直接连接，无中间转接环节，构成继电保护装置间隔内的二次回路；继电保护装置通过光缆与过程层交换机相连接，构成继电保护装置之间信息交互的二次回路。
3.按照权利要求1所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，智能变电站继电保护装置与合并单元、智能终端相连，按照IEC 61850-9-2和GOOSE标准实现间隔内电流电压的采集、开入开出功能；继电保护装置与过程层交换机相连，按照GOOSE标准在过程层网络实现继电保护装置之间的信息交互。
4.按照权利要求1或2所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，CID文件包含完整的继电保护装置二次回路虚端子信息，存储于图形组态模块；二次回路虚端子包括继电保护装置与合并单元、智能终端、跨间隔保护之间的连接信息，按照xml格式内嵌于CID模型中。
5.按照权利要求4所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(4)中，智能变电站继电保护装置图形组态模块解析CID模型，根据CID模型中的虚端子连线信息自动生成二次回路连接图，包含传输方式、传输方向、数据描述，以图形界面的形式可视化地静态展示继电保护装置二次虚回路连接情况；图形组态模块通过内部通信走线将二次回路接线图传递给人机接口模块。
6.按照权利要求5所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，智能变电站继电保护装置过程层信息处理模块通过互相独立的光口，实时获取合并单元、智能终端、过程层交换机数据，通过内部通信走线将二次回路实时信息传递给人机接口模块。
7.按照权利要求6所述的基于CID模型的继电保护装置二次回路自我监测方法，其特征在于，所述步骤(6)，中智能变电站继电保护装置人机接口模块与图形组态模块和过程层信息处理模块进行实时通信，在继电保护装置液晶界面上将所述二次回路接线图与所述实时的二次回路信息整合在一起，生成动态、可视化的二次回路自我监测图形。
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