CN105930295B - 一种智能变电站二次设备即插即用的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能变电站二次设备即插即用的方法及装置，本发明在二次设备向监控系统注册，成功后上送模型文件和图形文件给监控系统；由监控系统对收到的二次设备的模型文件进行模型拆分，对模型中的测点进行筛选并导入到模型库中，并对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置；由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图。本发明通过二次设备的自发现、模型自动载入、图形自动生成实现了二次设备的即插即用。本发明减少了在智能变电站二次设备接入监控系统时的人工干预情况，解决了配置工作量大、效率低、易出错的问题，有效提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站二次设备即插即用的方法及装置，属于电力系统智能变电站综合自动化技术领域。
背景技术
随着智能电网技术的发展与完善，智能变电站逐步成为智能电网nag技术的关键，设备间的通讯网络化是智能变电站时代的重要标志。智能变电站通过设备的智能组件，实现了变电站内的测量、操作的数字化。在变电站设备向智能化发展的同时，也带带来了海量的信息。以一个220kV变电站为例，全站的四遥有数万个量测点，且不同量测点有不同的业务处理属性，如果全靠人工操作，工作量非常大，且容易引起误操作，对变电站的运行带来的不可预知的影响。目前的变电站把全站的数据模型集中在全站的SCD文件中，这使得单一设备的维护需要更改全站的SCD文件，对整个变电站的配置和维护带来了影响。
智能变电站的快速发展为变电站内设备的自动化提出了更高的要求，目前智能变电站内的二次设备与监控系统之间均采用61850协议进行通信，已实现了二次设备运行期的无缝接入，但仍需要在前期做大量的配置工作，如IP地址、通信参数、模型导入与匹配等。随着变电站高级应用的发展，无类型标识的测点模型已不能满足需求，例如拓扑着色、状态估计以及图形的自动生成，都需要详细分类的测点信息，如果人工设置测点的类型信息，工作量非常大，而且正确性也难以把握，目前的智能变电站的检修与升级改造由于过多的配置与校验的工作量使得变电站需要长时间的停电，这对越来越依赖电能的用户来说亟待改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能变电站二次设备即插即用的方法及装置，以解决现有变电站二次设备接入监控系统配置工作量大、效率低、易出错的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种智能变电站二次设备即插即用的方法，该方法包括以下步骤：
1）二次设备向监控系统注册，并在注册成功后上送模型文件和图形文件给监控系统；
2）由监控系统对收到的二次设备的模型文件进行模型拆分，对模型中的测点进行筛选并导入到模型库中，并对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置；
3）由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，利用解析图形中的一次设备信息构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图；
4）由监控系统将二次设备的通信参数加入到通道表中，并向二次设备发起数据连接，以完成运行期数据的采集和控制。
步骤2）是由监控系统通过自身构建的元数据类型规则库对二次设备模型中的测点进行筛选，通过自身构建的业务处理规则库对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置。
所述元数据类型规则库包括一次设备元类型、二次设备元类型、不同元类型对应的筛选规则和不同元类型的业务处理属性，业务处理规则库包括有不同类型测点在运行期需要进行的业务处理方法。
二次设备在设计时设置有间隔接线图，间隔接线图中包含有该间隔下的一次设备信息。
监控系统定义了装置分图的模板，将分图类型划分为多个区域，每个区域对应一个容器，容器中包括了该区域的测点类型和测点模板。
二次设备通过发送广播报文向监控系统注册，报文中包括设备名称、IP地址、模型版本号、图形版本号，监控系统收到二次设备的广播报文后，查询接入的设备列表中是否存在该设备，如果该设备已经接入，则比对模型的版本号与图形版本号，如果版本号一致，则不做处理，如果该设备未接入或版本号不一致，则与该设备发起握手请求，实现二次设备的注册。
本发明还提供了一种智能变电站二次设备即插即用的装置，该装置包括用于设置在二次设备和监控系统上的消息中心、消息服务模块、图形服务模块和模型服务模块，所述消息中心用于在监控系统与二次设备之间建立通道，并负责消息的调度及服务的管理；所述消息服务模块用于负责二次设备在接入向监控系统的注册或者登录；所述图形服务模块用于将二次设备测量间隔的接线图发送至监控系统，所述模型服务模块用于将二次设备的模型发送至监控系统，由监控系统将二次设备模型创建到模型库中，并按数据类型初始化测点业务处理类型，再根据模型库和图形模板生成装置分图。
模型服务模块在将二次设备的模型发送至监控系统后，由监控系统通过自身构建的元数据类型规则库对二次设备模型中的测点进行筛选，通过自身构建的业务处理规则库对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置。
图形服务模块在将二次设备测量间隔的接线图发送至监控系统后，由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，利用解析图形中的一次设备信息构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图。
装置分图的模板由监控系统定义，将分图类型划分为多个区域，每个区域对应一个容器，容器中包括了该区域的测点类型和测点模板。
本发明的有益效果是: 本发明在二次设备向监控系统注册，成功后上送模型文件和图形文件给监控系统；由监控系统对收到的二次设备的模型文件进行模型拆分，对模型中的测点进行筛选并导入到模型库中，并对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置；由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，利用解析图形中的一次设备信息构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图。本发明通过二次设备的自发现、模型自动载入、图形自动生成实现了二次设备的即插即用。本发明减少了在智能变电站二次设备接入监控系统时的人工干预情况，解决了配置工作量大、效率低、易出错的问题，有效提高了工作效率。
附图说明
图1是智能变电站监控系统数据流；
图2是本发明二次设备接入结构图；
图3是元数据类型规则结构图；
图4是装置分图模板示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明一种智能变电站二次设备即插即用的方法实施例：
如图1所示，智能变电站内二次设备（IED）接入到监控系统时要先将二次设备的模型导入到监控系统的模型库，同时需要设置测点的业务处理方式，再创建装置分图进行数据的监视与控制。本发明在二次设备和监控系统握手交互后主动上送设备的模型和接线图形文件，监控系统在发布时建立了元数据类型和业务处理模型规则库，当收到二次设备的模型文件后进行模型拆分，并根据元数据类型规则库进行筛选并导入到模型库中，再根据业务处理模型规则库对测点信息进行初始化，监控系统收到装置的图形文件时解析图形中的一次设备信息并构建一次设备模型，根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选并自动生成装置分图。该方法的具体实现过程如下：
1.二次设备接入到网络后发送广播报文。报文中包括设备名称、IP地址、模型版本号、图形版本号，监控系统收到二次设备的广播报文后，查询接入的设备列表中是否存在该设备，如果该设备已经接入，则比对模型的版本号与图形版本号，如果版本号一致，则不做处理。如果该设备未接入或版本号不一致，则与该设备发起握手请求，并在二次设备与监控系统建立握手后，主动上送模型文件和图形文件。
2. 监控系统收到二次设备的模型文件和图形文件后，将该二次设备加入已接入设备列表中，并记录模型文件和图形文件版本号。
3. 监控系统将收到的模型文件进行拆分，对模型中的测点按照规则库中定义的筛选规则进行分类型导入模型库，同时根据筛选的测点类型按照业务处理属性规则进行业务处理属性的设置。
如图3所示，在监控系统发布时构建了元数据类型规则库和业务处理属性规则。其中包括一次设备元类型和二次设备元类型、不同元类型对应的筛选规则、不同元类型的业务处理属性。其中元类型的筛选规则有多种方式，如按照测点参引短地址、描述模糊匹配等。业务处理属性定义了不同类型测点在运行期需要进行了业务处理方法，如告警方式、控制方式等。
4. 监控系统将收到的图形文件进行拆分。
图形文件是二次设备所测量间隔的接线图形，以标准的CIM/G的格式创建，包含了该间隔下所有的一次设备。监控系统解析图形中的一次设备信息并构建一次设备模型，同时将该图形导入至装置分图模板的间隔接线容器中。随后根据装置分图中不同类型容器跌测点类型从模型库中筛选对应类型的测点，并按照容器中的图元模板创建测点图元。
如图4所示，监控系统在发布时定义了装置分图的模板。将分图按类型划分为多个区域，每个区域对应一个容器。容器中包括了该区域的测点类型和测点模板。
5. 完成模型和图形的创建后，监控系统把该二次设备的IP地址等通信参数加入到通道表中，并通知数据服务向二次设备发起数据连接，按61850协议完成运行期数据的采集和控制功能。
本发明一种智能变电站二次设备即插即用的装置实施例
本实施例中的智能变电站二次设备即插即用的装置如图2所示，包括用于设置在二次设备和监控系统上的消息中心、消息服务模块、图形服务模块和模型服务模块，其中消息中心用于在监控系统与二次设备之间建立通道，并负责消息的调度及服务的管理；消息服务模块用于负责二次设备在接入向监控系统的注册或者登录；图形服务模块用于二次设备测量间隔的接线图发送至监控系统，模型服务模块用于将二次设备的模型发送至监控系统，由监控系统将二次设备模型创建到模型库中，并按数据类型初始化测点业务处理类型，再根据模型库和图形模板生成装置分图。各个模块的具体实现手段已在方法的实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）二次设备向监控系统注册，并在注册成功后上送模型文件和图形文件给监控系统；
2）由监控系统对收到的二次设备的模型文件进行模型拆分，对模型中的测点进行筛选并导入到模型库中，并对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置；
3）由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，利用解析图形中的一次设备信息构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图；
4）由监控系统将二次设备的通信参数加入到通道表中，并向二次设备发起数据连接，以完成运行期数据的采集和控制。
2.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，步骤2）是由监控系统通过自身构建的元数据类型规则库对二次设备模型中的测点进行筛选，通过自身构建的业务处理规则库对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置。
3.根据权利要求2所述的智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，所述元数据类型规则库包括一次设备元类型、二次设备元类型、不同元类型对应的筛选规则和不同元类型的业务处理属性，业务处理规则库包括有不同类型测点在运行期需要进行的业务处理方法。
4.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，二次设备在设计时设置有间隔接线图，间隔接线图中包含有该间隔下的一次设备信息。
5.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，监控系统定义了装置分图的模板，将分图类型划分为多个区域，每个区域对应一个容器，容器中包括了该区域的测点类型和测点模板。
6.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备即插即用的方法，其特征在于，二次设备通过发送广播报文向监控系统注册，报文中包括二次设备名称、IP地址、二次模型版本号、图形版本号，监控系统收到二次设备的广播报文后，查询接入的设备列表中是否存在二次设备，如果二次设备已经接入，则比对二次模型的版本号与图形版本号，如果二者版本号一致，则不做处理，如果二次设备未接入或版本号不一致，则与二次设备发起握手请求，实现二次设备的注册。
7.一种智能变电站二次设备即插即用的装置，其特征在于，该装置包括用于设置在二次设备和监控系统上的消息中心、消息服务模块、图形服务模块和模型服务模块，所述消息中心用于在监控系统与二次设备之间建立通道，并负责消息的调度及服务的管理；所述消息服务模块用于负责二次设备在接入向监控系统的注册或者登录；所述图形服务模块用于将二次设备测量间隔的接线图发送至监控系统，所述模型服务模块用于将二次设备的模型发送至监控系统，由监控系统将二次设备模型创建到模型库中，并按数据类型初始化测点业务处理类型，再根据模型库和图形模板生成装置分图。
8.根据权利要求7所述的智能变电站二次设备即插即用的装置，其特征在于，模型服务模块在将二次设备的模型发送至监控系统后，由监控系统通过自身构建的元数据类型规则库对二次设备模型中的测点进行筛选，通过自身构建的业务处理规则库对筛选的测点类型进行业务处理属性的设置。
9.根据权利要求8所述的智能变电站二次设备即插即用的装置，其特征在于，图形服务模块在将二次设备测量间隔的接线图发送至监控系统后，由监控系统对收到的图形文件进行图形解析，利用解析图形中的一次设备信息构建一次设备模型，并根据装置图形模板中定义的测点类型对测点进行筛选自动生成装置分图。
10.根据权利要求9所述的智能变电站二次设备即插即用的装置，其特征在于，装置分图的模板由监控系统定义，将分图类型划分为多个区域，每个区域对应一个容器，容器中包括了该区域的测点类型和测点模板。
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