CN105117532B - 一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，具体包括以下步骤：建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，划分二次设备间隔模型，二次设备元素自动归集到二次设备间隔模型。本发明建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，有力支撑智能化分析改扩建的相互影响和智能告警、五防联闭锁、数据辨识等高级应用，减少人工费时费力的工作，提高变电站和电网的安全稳定，有利于加强变电站对主站的支撑；本发明可以准确的分析出智能变电站SCD模型中一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，避免信息模型之间孤立的状态，有利于智能变电站中智能告警、五防闭锁、数据辨识和源端维护的功能正确分析应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种建模方法，具体涉及一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法。
背景技术
国家电网公司2009年开始开展智能变电站试点建设，为了进一步规范细化IEC61850建模规则和配置流程，国家电网公司组织开展了工程模型建模原则与流程的研究,并制定了相关标准规范。在智能变电站系统组态工作的一项重要工作是根据设备厂商提供的ICD(IED capability description)文件将IED实例化,配置相关通信参数及虚端子连接后形成全站变电站配置说明(substation configuration description,SCD)文件。
智能变电站SCD模型中二次设备建模是单个IED离散的信息建模，未能按照间隔划分，将二次设备归集到具体的间隔中，形成一二次设备关联关系。随着智能变电站快速发展，已投运智能变电站面临扩建或改造的愈来愈迫切的需求，智能变电站SCD模型二次设备孤立的信息建模，无法满足基于间隔的改扩建智能分析评估的要求；同时，智能变电站SCD模型未建立二次设备与间隔关联模型，不能有效支撑变电站智能告警、数据辨识、源端维护等高级应用功能，未满足智能变电站提供对主站支持的要求。因此，亟需要开展智能变电站二次设备间隔建模方法的研究。
文献《智能变电站设计配置一体化技术及方案》(电力系统自动化，2013，37(14)：70-74)提出了一种在通用设计软件Auto CAD中嵌入辅助设计功能模块的解决方案,通过设计配置一体化思想,在输出设计图纸的同时,输出变电站配置描述(S CD)文件和光缆清册,有效解决了智能变电站设计工作中,通信组网和虚端子配置的工作量极大,对设计人员IEC61850知识要求较高的问题。
文献《输变电设备远程诊断信息平台中的统一状态监测模型研究》(电力系统保护与控制，2014，6(42)：86-91)提出了输变电设备统一状态监测模型范围及建模原则和方法。基于IEC TC57公共信息模型裁制出统一信息模型基础，扩展建立监测装置和监测点模型、电力设备试验报告、缺陷信息、环境监测模型，补充部分电力系统资源和资产设备技术参数属性，建立了支撑远程诊断中心信息平台建设和数据分析的完备的统一信息模型，并应用于远程诊断中心的建设，解决输变电设备状态监测模型缺失问题。
文献《基于IEC 61850的DER并网监控信息模型研究》(电力系统保护与控制，2014年42(9)：1-6)以IEC61850标准为基础，研究DER并网监控的信息内容，设计了一种基于IEC61850的综合并网监控信息模型。该模型采用面向对象的抽象方法，将DER并网监控系统各设备抽象为逻辑功能节点，分析DER接入10kV配网的监控信息流，定义了各信息所属的数据对象，建立逻辑设备节点信息模型。该方法利用IEC 61850建模技术解决了DER并网模型缺失问题。
综上，关于IEC 61850信息建模、配置工具的研究在电网系统已经开展，而对智能变电站二次设备进行间隔建模研究，解决智能变电站方面每个IED设备离散孤立，无法支撑变电站以及调度主站高级功能应用的问题鲜见报道，因此亟需开展智能变电站二次设备间隔信息建模方法研究。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，采取如下技术方案：
本发明提供一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，所述建模方法具体包括以下步骤：
步骤1：建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系；
步骤2：划分二次设备间隔模型；
步骤3：二次设备元素自动归集到二次设备间隔模型。
所述步骤1中，二次设备模型通过逻辑节点与一次设备模型建立关联关系；
所述一次设备模型包括设备容器模型、导电设备模型和拓扑连接关系模型；
所述设备容器模型包括变电站元素、电压等级元素和间隔元素；
所述导电设备模型包括断路器元素、隔离开关元素、接地刀闸元素、电流互感器元素、电压互感器元素、电容器元素、电抗器元素、线路元素和母线元素；
所述拓扑连接关系模型包括设备端子元素和连接点元素。
所述导电设备模型中的元素采用标签属性标识对应的一次设备类型；具体有：
1)断路器元素的标签属性为CBR；
2)隔离开关元素的标签属性为DIS；
3)接地刀闸元素的标签属性为GDIS；
4)电流互感器元素的标签属性为CTR；
5)电压互感器元素的标签属性为VTR；
6)电容器元素的标签属性为CAP；
7)电抗器元素的标签属性为REA；
8)线路元素的标签属性为IFL；
9)母线元素的标签属性为BUS。
所述步骤2中，将二次设备间隔模型划分为典型间隔模型、公共设备间隔模型和交换机间隔模型。所述二次设备间隔模型直接由变电站模型派生出来，形式为：变电站—>间隔，其特点是不破坏现有模型结构。
所述典型间隔模型包括线路间隔模型、母线间隔模型、母联间隔模型、变压器间隔模型和电容器间隔模型；
所述公共设备间隔模型包括跨间隔或跨电压等级的公共测控设备模型、备自投设备模型、站域保护设备模型、低周减载设备模型；
所述交换机间隔模型包括交换机设备模型。
变压器间隔模型包括主变压器本体元素和主变压器两/三侧元素，其归属于变电站容器；
所述公共设备间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器；
交换机间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器。
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：通过二次设备模型与一次设备模型关联的逻辑节点确定关联的逻辑设备、关联的服务器和关联的间隔层设备模型，间隔层设备模型包括保护模型、测控模型、计量模型、状态监测模型和二次设备虚拟回路连接关系；
步骤3-2：通过过程层设备模型与间隔层设备模型的虚回路连接关系将过程层设备模型归集到间隔层设备模型对应的间隔，过程层设备模型包括智能终端模型、合并单元模型、智能终端与合并单元一体化模型。
所述二次设备模型直接由二次设备间隔模型派生出来，形式为：间隔—>二次设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明将SCD文件原本关系离散的测控装置、保护装置等设备模型按间隔自动归类和重组，并建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，有力支撑智能化分析改扩建的相互影响和智能告警、五防联闭锁、数据辨识等高级应用，减少人工费时费力的工作，提高变电站和电网的安全稳定，有利于加强变电站对主站的支撑；
本发明可以准确的分析出智能变电站SCD模型中一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，避免信息模型之间孤立的状态，有利于智能变电站中智能告警、五防闭锁、数据辨识和源端维护的功能正确的分析应用。
附图说明
图1是本发明实施例中二次设备间隔模型和变电站模型类图；
图2是本发明实施例中二次设备模型与二次设备间隔模型类图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，所述建模方法具体包括以下步骤：
步骤1：建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系；
步骤2：划分二次设备间隔模型；
步骤3：二次设备元素自动归集到二次设备间隔模型。
所述步骤1中，二次设备模型通过逻辑节点与一次设备模型建立关联关系；
所述一次设备模型包括设备容器模型、导电设备模型和拓扑连接关系模型；
所述设备容器模型包括变电站元素、电压等级元素和间隔元素；
所述导电设备模型包括断路器元素、隔离开关元素、接地刀闸元素、电流互感器元素、电压互感器元素、电容器元素、电抗器元素、线路元素和母线元素；
导电设备模型包含拓扑布局的方向和坐标属性。
所述拓扑连接关系模型包括设备端子元素和连接点元素。
所述导电设备模型中的元素采用标签属性标识对应的一次设备类型；具体有：
1)断路器元素的标签属性为CBR；
2)隔离开关元素的标签属性为DIS；
3)接地刀闸元素的标签属性为GDIS；
4)电流互感器元素的标签属性为CTR；
5)电压互感器元素的标签属性为VTR；
6)电容器元素的标签属性为CAP；
7)电抗器元素的标签属性为REA；
8)线路元素的标签属性为IFL；
9)母线元素的标签属性为BUS。
具体如表1：“
表1
| 导电设备 | 一次设备类型 | 标签属性 |
| <ConductingEquipment> | 线路 | type＝“IFL” |
| <ConductingEquipment> | 断路器 | type＝“CBR” |
| <ConductingEquipment> | 隔离开关 | type＝“DIS” |
| <ConductingEquipment> | 接地刀闸 | type＝“GDIS” |
| <ConductingEquipment> | 电容器 | type＝“CAP” |
| <ConductingEquipment> | 电抗器 | type＝“REA” |
| <ConductingEquipment> | 电压互感器 | type＝“VTR” |
| <ConductingEquipment> | 电流互感器 | type＝“CTR” |
| <ConductingEquipment> | 母线 | type＝“BUS” |
所述步骤2中，将二次设备间隔模型划分为典型间隔模型、公共设备间隔模型和交换机间隔模型。所述二次设备间隔模型直接由变电站模型派生出来，形式为：变电站—>间隔，其特点是不破坏现有模型结构。
所述典型间隔模型包括线路间隔模型、母线间隔模型、母联间隔模型、变压器间隔模型和电容器间隔模型；
所述公共设备间隔模型包括跨间隔或跨电压等级的公共测控设备模型、备自投设备模型、站域保护设备模型、低周减载设备模型；
所述交换机间隔模型包括交换机设备模型。
变压器间隔模型包括主变压器本体元素和主变压器两/三侧元素，其归属于变电站容器；
所述公共设备间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器；
交换机间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器。
公共设备间隔模型和交换机间隔模型归属于变电站容器是在现有IEC 61850模型基础上派生出设备容器之间的层次关系，即二次设备间隔模型可直接由变电站模型派生出来，变电站—>间隔，如图1，其特点是不破坏现有的模型结构。
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：通过二次设备模型与一次设备模型关联的逻辑节点确定关联的逻辑设备、关联的服务器和关联的间隔层设备模型，间隔层设备模型包括保护模型、测控模型、计量模型、状态监测模型和二次设备虚拟回路连接关系；
关联的间隔层设备模型可直接由二次设备间隔模型派生出来，间隔—>二次设备，如图2，其特点是不破坏现有的模型结构。
所述二次设备模型直接由二次设备间隔模型派生出来，形式为：间隔—>二次设备，如图2，其特点是不破坏现有的模型结构。
步骤3-2：通过过程层设备模型与间隔层设备模型的虚回路连接关系将过程层设备模型归集到间隔层设备模型对应的间隔，过程层设备模型包括智能终端模型、合并单元模型、智能终端与合并单元一体化模型。
本发明在遵循IEC 61850标准的基础上建立母线间隔和跨电压等级主变的模型，以及建立变电站与间隔、间隔与二次设备模型的模型关联关系，将智能变电站中原本关系离散的测控装置、保护装置等设备模型按间隔自动归类和重组，建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，有力支撑智能化分析改扩建的相互影响和智能告警、五防联闭锁、数据辨识等高级应用，减少人工费时费力的工作，提高变电站和电网的安全稳定，有利于加强变电站对主站的支撑；本发明可以准确的分析出智能变电站SCD模型中一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系，避免信息模型之间孤立的状态，有利于智能变电站中智能告警、五防闭锁、数据辨识和源端维护的功能正确分析应用。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，其特征在于：所述建模方法具体包括以下步骤：
步骤1：建立一次设备模型与二次设备模型之间的关联关系；
步骤2：划分二次设备间隔模型；
步骤3：二次设备元素自动归集到二次设备间隔模型；
所述步骤2中，将二次设备间隔模型划分为典型间隔模型、公共设备间隔模型和交换机间隔模型；
所述二次设备间隔模型直接由变电站模型派生出来，形式为：变电站—>间隔；
所述典型间隔模型包括线路间隔模型、母线间隔模型、母联间隔模型、变压器间隔模型和电容器间隔模型；
所述公共设备间隔模型包括跨间隔或跨电压等级的公共测控设备模型、备自投设备模型、站域保护设备模型、低周减载设备模型；
所述交换机间隔模型包括交换机设备模型；
变压器间隔模型包括主变压器本体元素和主变压器两/三侧元素，其归属于变电站容器；
所述公共设备间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器；
交换机间隔模型归属于电压等级容器和变电站容器；
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：通过二次设备模型与一次设备模型关联的逻辑节点确定关联的逻辑设备、关联的服务器和关联的间隔层设备模型，间隔层设备模型包括保护模型、测控模型、计量模型、状态监测模型和二次设备虚拟回路连接关系；
步骤3-2：通过过程层设备模型与间隔层设备模型的虚回路连接关系将过程层设备模型归集到间隔层设备模型对应的间隔，过程层设备模型包括智能终端模型、合并单元模型、智能终端与合并单元一体化模型。
2.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，其特征在于：所述步骤1中，二次设备模型通过逻辑节点与一次设备模型建立关联关系；
所述一次设备模型包括设备容器模型、导电设备模型和拓扑连接关系模型；
所述设备容器模型包括变电站元素、电压等级元素和间隔元素；
所述导电设备模型包括断路器元素、隔离开关元素、接地刀闸元素、电流互感器元素、电压互感器元素、电容器元素、电抗器元素、线路元素和母线元素；
所述拓扑连接关系模型包括设备端子元素和连接点元素。
3.根据权利要求2所述的智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，其特征在于：所述导电设备模型中的元素采用标签属性标识对应的一次设备类型；具体有：
1)断路器元素的标签属性为CBR；
2)隔离开关元素的标签属性为DIS；
3)接地刀闸元素的标签属性为GDIS；
4)电流互感器元素的标签属性为CTR；
5)电压互感器元素的标签属性为VTR；
6)电容器元素的标签属性为CAP；
7)电抗器元素的标签属性为REA；
8)线路元素的标签属性为IFL；
9)母线元素的标签属性为BUS。
4.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备间隔信息模型的建模方法，其特征在于：所述二次设备模型直接由二次设备间隔模型派生出来，形式为：间隔—>二次设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |