CN105528268B - 一种双处理单元的数字化保护程序配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双处理单元的数字化保护程序配置方法：采用图形化符号完成双处理单元程序配置，将页面类型划分为数字化接收页面、保护程序页面、数字化发送页面。在主处理单元完成上述3种页面的图形化配置，从处理单元仅需配置数字化接收页面，保护程序功能自动镜像主处理单元配置。通过分析图形化页面，形成标准的ICD文件。在SCD集成工具完成Inputs配置内容后，形成CCD文件，下载CCD文件到装置，装置自动拆分形成主处理单元、从处理单元所需的数字化发送接收配置文件。主处理单元按照数据接收、数据运算、数据发送的顺序执行相关元件功能，实现1个周期内无延时完成处理，通过镜像接收处理，提高可靠性。

Description

一种双处理单元的数字化保护程序配置方法

技术领域

本发明属于数字化变电继电保护领域，具体涉及一种双处理单元的数字化保护程序配置方法。

背景技术

基于IEC61850数字化变电站已经在国内外中广泛应用，其中装置通过GOOSE-SMV过程层数据发送接收（GOOSE是指变电站通用数据，SMV是指过程层采样数据）减少了二次电缆布线，节约了投资成本。在电力系统保护测控领域，为了提高嵌入式系统的可靠性，需要进行功能冗余配置，例如保护+启动的架构，即利用两块或多块插件进行相同的数据计算和处理，同时进行数据和逻辑的相互校验，以解决因某块插件出现故障时引起的装置误动。

常规的配置方式是1块数字化数据处理插件+2块DSP运算插件，这种方式存在两个问题：一是数字化数据插件和DSP运算插件存在2个周期的数据传输交换延时，影响了保护动作的快速性。二是保护运算插件虽然独立了，但是都接收同1块数字化数据插件的数据，当该插件出现故障时，导致2块DSP运算插件的数据源接收或发送出错，影响了装置功能。故有必要提高DSP性能，将过程层数据接收、保护运算、数据发送集中到1块插件内运行，并且基于双处理单元冗余结构，保证数据接收的独立性和数据发送的正确性。在双处理单元镜像配置架构下，尚未有文献阐述该架构的数字化保护程序的建模配置方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是以图形化的方式完成双处理单元应用程序配置，并通过分析主处理单元、从处理单元的配置和规律，自动形成相关配置文件。为了达成上述目的，本发明提供一种双处理单元镜像模式的过程层数据传输配置方法，其特征在于通过图形化元件完成主处理单元和从处理单元的功能配置，实现GOOSE镜像接收、SMV独立接收功能、GOOSE和SMV校验后发送功能，并支持在1个运算周期内完成数据接收、保护运算、数据发送功能。具体包括如下步骤：

第一步：在图形化配置工具设置主处理单元和从处理单元属性，在主处理单元中按照GOOSE接收、SMV接收、保护运算、GOOSE发送、SMV发送的页面顺序，通过绘制相关图形化元件符号和数据连线,主处理单元完成完整的功能配置。

第二步：在从处理单元创建SMV接收页面，绘制SMV接收元件。

第三步：通过分析主、从处理单元的页面数据，形成装置ICD文件，ICD文件中包括主处理单元的GOOSE和SMV接收、GOOSE和SMV发送的逻辑节点，包括从处理单元的SMV接收逻辑节点；形成装置功能配置文件，按照数据接收、数据运算、数据发送顺序排列元件执行顺序，其中从处理单元镜像复制主处理单元的GOOSE接收元件、保护运算元件列表，并下载该功能配置文件到各运算单元。

第四步：在变电站集成工具中导入ICD文件，配置数字化接收Inputs信息,形成CCD文件（数字回路配置信息文件）， 此CCD文件包括主处理单元的GOOSE发送接收和SMV发送接收、从处理单元的SMV接收端子映射关系。

第五步：下载CCD文件到装置，装置管理程序读取CCD文件，形成主处理单元的数字化发送接收配置文件。并将主处理单元的GOOSE接收内容镜像复制后，替换主处理单元的变量名，形成从处理单元的数字化接收配置文件，实现GOOSE镜像接收功能。

进一步地，图形化元件包括GOOSE接收、GOOSE发送、SMV接收、SMV发送、保护运算逻辑等类型的元件。

进一步地，从处理单元仅需绘制SMV接收页面，GOOSE接收和保护运算页面不需要绘制，在数据分析阶段，镜像复制主处理单元的GOOSE接收和保护原始页面配置，实现关键内容的冗余配置和自动同步。装置面向外部的数字化发送、接收端子只有1份，GOOSE接收配置只体现主处理单元的内容，接收镜像在内部转换环节进行自动处理。

采用上述方案后，本发明具有如下有益效果：装置开发人员通过图形化工具完成主处理单元的全部配置内容，并只需配置从处理单元的SMV接收信息，即可完成GOOSE镜像接收、保护运算镜像运行功能，极大减少了镜像模式的配置工作量。同时面向工程实施集成时，只需配置主处理单元的GOOSE接收端子，自动形成双处理单元的GOOSE镜像接收内容，装置面向外部的接口只有1份数字化发送接收端子，有效提升了数字化工程实施效率，提高了数字化工程的可靠性。

附图说明

图1是本发明中双处理单元数字化保护配置原理图；

图2是本发明中双处理单元的数字化程序配置步骤。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。双处理单元数字化保护配置原理如图1所示，主处理单元完成保护功能，从处理单元完成启动功能，主、从处理单元通过数据拉线，进行数据校验。

图2是具体实现步骤：

1)将数字化发送接收功能、保护逻辑运算功能，按照模块化设计，通过图形化配置工具，制作形成图形化元件库，图形化元件包括输入、输出、参数和逻辑节点信息。

2)在程序配置节点创建主处理单元（Main）、从处理单元节点（Main2），并设置从处理单元的源镜像对象为主处理单元。在主处理单元节点新建可视化页面，可选页面类型为数字化接收页面、保护程序页面、数字化发送页面。在数字化接收页面配置GOOSE接收元件、SMV接收元件，并将接收元件的输出拉线给保护功能元件。在保护程序页面配置电压、电流运算元件、各种保护功能元件等，用连接线进行元件间连线。在数字化发送页面，配置GOOSE发送、SMV发送元件（可选），将保护元件输出拉线给数字化发送元件。

3)在从处理单元节点，新建数字化接收页面，绘制SMV接收元件。主、从处理单元的SMV接收配置是独立的。

4)分析双处理单元配置内容，形成主处理单元、从处理单元的功能配置文件，包括元件类型、元件实例、数据拉线等内容，其中元件执行排列顺序按照数字化接收、保护运算、数字化发送依次声明，保证1个运算周期内完成数据采样接收、运算、发送整个过程，实现数字化过程层数据无延时处理。形成ICD文件，包括GOOSE-SMV相关的发送接收逻辑节点，发送数据集、发送控制块等内容。优选地，为便于SCD集成工具挑选发送接收端子，GOOSE发送LN的前缀统一为GOOUT,GOOSE接收的LN的前缀统一为GOIN，SMV发送LN的前缀统一为SMVOUT,SMV接收的LN的前缀统一为SVIN。

5)在变电站集成SCD工具中，导入双处理单元装置对应的ICD文件，进行主处理单元的GOOSE、SMV的接收端子配置和从处理单元的SMV接收端子配置，填写到Inputs节点，形成CCD文件（数字化回路配置文件）。CCD文件保护GOOSE发送数据集、SMV发送数据集、其它装置GOOSE发送端子和本装置的主处理单元GOOSE接收端子的对应关系、其它装置SMV发送端子和本装置的主处理单元、从处理单元接收端子的对应关系、发送端口信息、发送MAC地址和VLAN优先级等内容。

6)将CCD文件下载到装置，装置管理程序解析CCD文件，根据发送数据集和接收LN等信息形成主处理单元的数字化发送接收配置文件。在形成从处理单元的数字化发送接收配置文件时，从处理单元的GOOSE接收内容镜像复制主处理单元的配置，将其中的接收短地址替换为从处理单元变量,如下所示：

主处理单元数字化发送接收配置文本片段：

[FCDA1]

Ref = TEMPLATEPIGO/PTRC1$ST$Tr$general

Type = Bool

InVarName = Main.Logic.out

ACT = 1

从处理单元数字化发送接收配置文本片段：

Ref = TEMPLATEPIGO/PTRC1$ST$Tr$general

Type = Bool

InVarName = Main2.Logic.out

ACT = 1

优选地，形成从处理单元的数字化发送接收配置文本时，将主处理单元的GOOSE接收变量名前缀Main替换为从处理单元的Main2即可。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：通过图形化元件完成主处理单元和从处理单元的功能配置，实现GOOSE镜像接收、SMV独立接收功能、GOOSE和SMV校验后发送功能，其中SMV表示过程层采样数据，并支持在1个运算周期内完成数据接收、保护运算、数据发送功能，具体包括如下步骤：

步骤1：在图形化配置工具设置主处理单元和从处理单元属性，在主处理单元中按照GOOSE接收、SMV接收、保护运算、GOOSE发送、SMV发送的页面顺序，通过绘制相关图形化元件符号和数据连线,主处理单元完成完整的功能配置；

步骤2：在从处理单元创建SMV接收页面，绘制SMV接收元件并通过连接线完成SMV输出和保护程序输入的连接；

步骤3：通过分析主、从处理单元的页面数据，形成装置ICD文件和装置功能配置文件，按照数据接收、数据运算、数据发送顺序排列元件执行顺序，其中从处理单元镜像复制主处理单元的GOOSE接收元件、保护运算元件列表，并下载该功能配置文件到各核；

步骤4：在变电站集成工具中导入ICD文件，配置数字化接收Inputs信息,形成CCD文件，其中CCD文件表示数字回路配置信息文件；

步骤5：根据CCD文件，形成主处理单元的数字化发送接收配置文件，并将主处理单元的GOOSE接收内容镜像复制后，替换主处理单元的变量名，形成从处理单元的数字化接收配置文件，实现GOOSE镜像接收功能。

2.如权利要求1所述的一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：所述步骤1中，所述图形化元件包括GOOSE接收、GOOSE发送、SMV接收、SMV发送、保护运算逻辑类型的元件。

3.如权利要求1所述的一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：所述步骤1中，从处理单元仅绘制SMV接收页面，GOOSE接收和保护运算页面不需要绘制，在数据分析阶段，镜像复制主处理单元的GOOSE接收和保护原始页面配置，实现关键内容的冗余配置和自动同步。

4.如权利要求1所述的一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：所述步骤3中，装置面向外部的数字化发送、接收端子只有1份，GOOSE接收配置只体现主处理单元的内容，接收镜像在内部转换环节进行自动处理。

5.如权利要求1所述的一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：步骤3中，所述ICD文件包括主处理单元的GOOSE和SMV接收、GOOSE和SMV发送的逻辑节点，还包括从处理单元的SMV接收逻辑节点。

6.如权利要求1所述的一种双处理单元的数字化保护程序配置方法，其特征在于：步骤4中，所述CCD文件包括主处理单元的GOOSE和SMV接收、从处理单元的SMV接收端子映射关系。