CN106532932A - 基于scd完整模型的二次虚回路可视化系统和运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，包含：网络通信模块，将GOOSE报文解析成GOOSE实时模型输出；模型解析模块，接收SCD文件，补充联接光缆模型构成SCD完整模型，解析SCD文件形成二次系统虚回路模型；图模映射模块，接收二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路及逻辑链路与功能回路的映射关系；可视化展示模块，接收GOOSE实时模型和图模映射模块的映射关系，采取图模一体化技术，进行基于完整SCD模型的二次回路可视化展示。本发明可根据GOOSE报文异常情况，定位于具体物理联接环节及对于保护二次回路功能的影响，并以可视化方式展示，为智能变电站安全运行提供可靠技术保障。

Description

基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统和运行方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域的在线监测技术，具体涉及一种基于SCD完整模型的保护二次回路可视化系统和运行方法。
背景技术
随着基于IEC61850变电站自动化技术的推进，继电保护等二次设备的联接方式由光纤通讯替代了传统的电缆连接，保护装置的功能通过IEC61850所定义的GOOSE(GenericObject Oriented Substation Event， 面向通用对象的变电站事件)报文实现，变电站二次系统的关联关系由SCD（Substation Configuration Description，变电站配置描述）文件涵盖，这样，由于整个变电站二次系统变成了一个黑匣子，运行、检修人员无法直观地观察到保护等二次设备之间的关联关系，给变电站运行管理带来许多困难，也增加了变电站运行风险。
发明内容
本发明提供一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统和运行方法，使得运行、检修人员可以基于保护传统业务知识，实现智能变电站二次系统运维管理，降低变电站运行风险，为智能变电站的可靠运行提供坚实的基础。
为实现上述目的，本发明提供一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特点是，该系统包含：
网络通信模块，其通过GOOSE网络获取GOOSE报文，并解析成GOOSE实时模型输出；
模型解析模块，其通信连接网络通信模块输出端，接收SCD文件，补充联接光缆模型，构成SCD完整模型，在此基础上解析SCD文件，实现二次物理联接对象的模型化描述，形成二次系统虚回路模型并输出；
图模映射模块，其通信连接模型解析模块输出端，接收二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系并输出；
可视化展示模块，其通信连接网络通信模块和图模映射模块，接收GOOSE实时模型和图模映射模块的映射关系，采取图模一体化技术，实现基于完整SCD模型的二次回路可视化展示。
上述的网络通信模块包含：
GOOSE网络通信单元，其通过GOOSE网络通信口获取保护装置发出的GOOSE报文并输出；
数据处理单元，其通信连接GOOSE网络通信单元输出端，接收GOOSE报文，基于MAC寻址技术实时解析GOOSE报文，生成GOOSE报文所对应保护装置二次回路及虚端子模型的GOOSE实时模型。
上述的MAC寻址技术包含：根据包含MAC地址的SCD静态模型，匹配所订阅的GOOSE报文保护装置的输入端子模型，形成保护装置GOOSE报文所对应的二次回路模型。
上述的GOOSE实时模型为在线获取的GOOSE报文全部信息所表示的模型；包含：GOOSE控制块定义、Extref定义和GOOSE控制块定义中数据集的定义。
上述的模型解析模块包含：
静态模型解析单元，其接收SCD文件，采取变电站配置语言标签搜索技术，解析SCD文件得到基于保护二次回路及虚端子的静态模型；
模型补充单元，其补充SCD文件所缺少的网络设备模型，并输出至图模映射模块。
上述的图模映射模块包含：
模板匹配单元，其在静态模型与补充模型之间建立映射关系，即物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射；
数据存储单元，其通信连接模板匹配单元输出端，保存模板匹配单元建立的映射结果，输出至可视化展示模块。
上述的可视化展示模块包含：
图模转换单元，其接收图模映射模块输出的映射结果，及网络通信模块输出的GOOSE实时模型，通过采取图模一体化技术，构建可视化展示所需要的基础图元；
可视化展示单元，其接收图模转换单元输出的基础图元，采用SVG技术实现对应图元在人机界面的可视化展示。
一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的运行方法，其特点是，该运行方法包含：
网络通信模块获取GOOSE报文，解析成GOOSE实时模型输出至可视化展示模块；
模型解析模块通过网络通信模块读取SCD文件，补充联接光缆模型，采用SCL标签搜索技术，解析成二次系统虚回路模型，输出至图模映射模块；
图模映射模块根据所收到的二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系，输出至可视化展示模块；
可视化展示模块接收映射关系和GOOSE实时模型，采取图模一体化技术，实现二次回路的可视化展示。
本发明基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统和运行方法和现有技术相比，其优点在于，本发明通过采取SCL标签搜索技术解析SCD文件，形成基于保护装置二次回路及虚端子模型的SCD静态模型，并建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系，可根据GOOSE报文异常情况，定位于具体物理联接环节及对于保护二次回路功能的影响，并以可视化方式展示，为智能变电站安全运行提供可靠技术保障。
附图说明
图1为本发明基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的结构示意图；
图2为本发明基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的运行方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
如图1所示，本发明公开一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的实施例，该系统包含：网络通信模块101、模型解析模块102、图模映射模块103和可视化展示模块104。
网络通信模块101通过GOOSE网络获取GOOSE报文，并解析成GOOSE实时模型输出。
模型解析模块102通信连接网络通信模块输出端，接收SCD文件，补充联接光缆模型，构成SCD完整模型，在此基础上解析SCD文件，实现二次物理联接对象的模型化描述，形成二次系统虚回路模型并输出。
图模映射模块103通信连接模型解析模块输出端，接收二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系并输出。
可视化展示模块104通信连接网络通信模块和图模映射模块，接收GOOSE实时模型和图模映射模块的映射关系，采取图模一体化技术，实现基于完整SCD模型的二次回路可视化展示。
网络通信模块101包含：GOOSE网络通信单元和通信连接GOOSE网络通信单元输出端的数据处理单元。GOOSE网络通信单元通过GOOSE网络通信口获取保护装置发出的GOOSE报文并输出。数据处理单元接收GOOSE报文，基于MAC寻址技术实时解析GOOSE报文，生成GOOSE报文所对应保护装置二次回路及虚端子模型的GOOSE实时模型。
其中，MAC寻址技术包含：根据包含MAC地址的SCD静态模型，匹配所订阅的GOOSE报文保护装置的输入端子模型，形成保护装置GOOSE报文所对应的二次回路模型。
GOOSE实时模型为在线获取的GOOSE报文全部信息所表示的模型；包含：GOOSE控制块定义、Extref定义和GOOSE控制块定义中数据集的定义。
模型解析模块102包含：静态模型解析单元和模型补充单元。静态模型解析单元接收SCD文件，采取变电站配置语言（SCL，Substation Configuration Language）标签搜索技术，解析SCD文件得到基于保护二次回路及虚端子的静态模型。模型补充单元补充SCD文件所缺少的网络设备模型，如联接光缆等，并输出至图模映射模块。
SCL标签搜索技术是指：依据SCL各种标签在SCD文件中的特定位置，将每一个标签设定为一个状态，根据状态的变化寻找所对应的的模型。所搜索的标签类别，如<IED 、>、</IED>，Inputs标签类别：<Inputs、>、</Inputs> 、/>，GSEcontrol标签类别：<GSEControl 、>、</GSEControl> ，LD标签类别：<LDevice 、>、</LDevice> 、/>，LN标签类别：<LN 、>、</LN> 、/>，Dataset 标签类别：<DataSet、>、</DataSet> 、/>等。
SCD静态模型是指：仅包含保护装置虚回路相关的全部信息所表示的模型，包括GOOSE控制块定义（含Mac地址）、Extref定义、GOOSE控制块中数据集的定义等。
图模映射模块103包含：模板匹配单元和数据存储单元。模板匹配单元在静态模型与补充模型之间建立映射关系，即物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射。数据存储单元通信连接模板匹配单元输出端，保存模板匹配单元建立的映射结果，输出至可视化展示模块。
可视化展示模块104包含：图模转换单元和通信连接图模转换单元输出端的可视化展示单元。图模转换单元接收图模映射模块输出的映射结果，及网络通信模块输出的GOOSE实时模型，通过采取图模一体化技术，构建可视化展示所需要的基础图元。可视化展示单元接收图模转换单元输出的基础图元，采用SVG技术实现对应图元在人机界面的可视化展示。
如图2所示，本发明还公开了一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的运行方法，该运行方法包含：
S1、网络通信模块获取GOOSE报文，解析成GOOSE实时模型输出至可视化展示模块。
S2、模型解析模块通过网络通信模块读取SCD文件，补充联接光缆模型，采用SCL标签搜索技术，解析成二次系统虚回路模型，输出至图模映射模块。
S3、图模映射模块根据所收到的二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系，输出至可视化展示模块。
S4、可视化展示模块接收映射关系和GOOSE实时模型，采取图模一体化技术，实现二次回路的可视化展示。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，该系统包含：
网络通信模块，其通过GOOSE网络获取GOOSE报文，并解析成GOOSE实时模型输出；
模型解析模块，其通信连接网络通信模块输出端，接收SCD文件，补充联接光缆模型，构成SCD完整模型，在此基础上解析SCD文件，实现二次物理联接对象的模型化描述，形成二次系统虚回路模型并输出；
图模映射模块，其通信连接模型解析模块输出端，接收二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系并输出；
可视化展示模块，其通信连接网络通信模块和图模映射模块，接收GOOSE实时模型和图模映射模块的映射关系，采取图模一体化技术，实现基于完整SCD模型的二次回路可视化展示。
2.如权利要求1所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的网络通信模块包含：
GOOSE网络通信单元，其通过GOOSE网络通信口获取保护装置发出的GOOSE报文并输出；
数据处理单元，其通信连接GOOSE网络通信单元输出端，接收GOOSE报文，基于MAC寻址技术实时解析GOOSE报文，生成GOOSE报文所对应保护装置二次回路及虚端子模型的GOOSE实时模型。
3.如权利要求2所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的MAC寻址技术包含：根据包含MAC地址的SCD静态模型，匹配所订阅的GOOSE报文保护装置的输入端子模型，形成保护装置GOOSE报文所对应的二次回路模型。
4.如权利要求2所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的GOOSE实时模型为在线获取的GOOSE报文全部信息所表示的模型；包含：GOOSE控制块定义、Extref定义和GOOSE控制块定义中数据集的定义。
5.如权利要求1所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的模型解析模块包含：
静态模型解析单元，其接收SCD文件，采取变电站配置语言标签搜索技术，解析SCD文件得到基于保护二次回路及虚端子的静态模型；
模型补充单元，其补充SCD文件所缺少的网络设备模型，并输出至图模映射模块。
6.如权利要求1所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的图模映射模块包含：
模板匹配单元，其在静态模型与补充模型之间建立映射关系，即物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射；
数据存储单元，其通信连接模板匹配单元输出端，保存模板匹配单元建立的映射结果，输出至可视化展示模块。
7.如权利要求1所述的基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统，其特征在于，所述的可视化展示模块包含：
图模转换单元，其接收图模映射模块输出的映射结果，及网络通信模块输出的GOOSE实时模型，通过采取图模一体化技术，构建可视化展示所需要的基础图元；
可视化展示单元，其接收图模转换单元输出的基础图元，采用SVG技术实现对应图元在人机界面的可视化展示。
8.一种基于SCD完整模型的二次虚回路可视化系统的运行方法，其特征在于，该运行方法包含：
网络通信模块获取GOOSE报文，解析成GOOSE实时模型输出至可视化展示模块；
模型解析模块通过网络通信模块读取SCD文件，补充联接光缆模型，采用SCL标签搜索技术，解析成二次系统虚回路模型，输出至图模映射模块；
图模映射模块根据所收到的二次系统虚回路模型，建立物理联接与逻辑链路，及逻辑链路与功能回路的映射关系，输出至可视化展示模块；
可视化展示模块接收映射关系和GOOSE实时模型，采取图模一体化技术，实现二次回路的可视化展示。
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