CN107786000B - 数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法 - Google Patents

数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，使用的测试系统包括通过光纤连接的待测数字化继电保护装置和继电保护测试仪以及与该测试仪通信连接的上位机，该方法包括以下步骤：用户利用上位机软件导入待测继电保护装置所在变电站的SCD文件和该保护装置的已有测试仪配置文件；系统解析SCD文件，得到被测保护装置的虚链接信息，并基于该虚链接信息和已有配置文件中的控制块配置信息，智能生成新的配置文件。对于相同型号的数字化继电保护装置的测试，本发明的方法只需要进行一次正确配置，之后的测试只需要通过之前的配置文件智能生成便能实现，避免了同型号装置测试时的重复配置，提高了测试效率。

Description

数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护检测方法，具体涉及一种数字化继电保护测试仪的配置文件的智能生成方法。
背景技术
随着智能变电站技术的逐步发展成熟，智能变电站也逐渐由试点转向常规化应用。智能变电站内的继电保护装置采用IEC61850-9-2采样值报文取代常规的模拟量电压、电流信号的输入，用GOOSE报文取代了常规电信号硬接点的输入输出。报文交互的方式实现了智能设备信息的数字化采集、网络化共享，同时提高了智能设备之间的互操作能力。相比于传统保护测试，利用数字化继电保护测试仪对数字保护装置进行测试时，数字化测试仪模拟输出数字化继电保护装置接收的采样值报文和GOOSE报文，同时订阅保护装置输出的GOOSE报文。对于电力系统继电保护专业的现场调试人员而言，必须学习掌握采样值报文及GOOSE报文的配置方法，并且通过配套软件手动生成配置文件。
发明人经过大量现场实际调查后发现，对于同一进线的双套配置保护一般采用不同厂家不同型号的装置，但对于不同进线的保护装置配置往往相同，同一厂家同一型号的继电保护装置在同一变电站的复用率很高。对于在不同变电站以及在同一变电站的不同间隔的相同型号的数字继电保护装置，其接收的SV报文和GOOSE报文以及发出的GOOSE报文中控制块参数和通道定义参数都是不一样的，因此数字继电保护测试仪的IEC61850配置是不一样的，对于每台保护装置的测试，都必须重新配置。使用数字化继电保护测试仪附带的配置软件逐一进行手动配置来生成配置文件，不仅步骤复杂而且很容易出错，一旦配置文件出错，保护功能的调试根本无法进行，从而严重影响调试工作的进度。基于国网的九统一规范，由于相同型号的继电保护装置采用了相同的ICD文件进行建模，因此现场同型号保护装置的输入输出虚端子定义都是相同的。在进行相同型号装置在另一变电站或是同一变电站不同间隔的测试时，只需以虚端子内部路径为依据，根据已有配置文件智能生成新的配置文件，无需重复手工配置，大大降低了现场调试的技术难度。经过多个智能变电站调试后，便可建立不同厂家不同型号保护装置的配置文件库，通过配置文件库的共享，可以提高行业整体的现场调试效率。因此，急需一种能够智能生成相同型号继电保护测试仪配置文件的方法。
发明内容
发明目的：基于以上问题，本发明提出一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，能够基于变电站SCD文件和已有配置文件智能生成相同型号继电保护装置的测试仪配置文件，避免了重复手工配置。
技术方案：一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，包括以下步骤：
步骤一：导入待测继电保护装置所在变电站的SCD文件：软件提供SCD文件的导入接口，导入成功后，经过SCD文件解析及展示模块，展示整站二次设备的拓扑结构图；
步骤二：导入已有配置文件：在拓扑结构图中选中待测继电保护装置，右击鼠标进入配置文件智能生成界面，此界面提供已有配置文件导入的接口，选择并导入与被测装置型号相同的已有配置文件；已有测试仪配置文件需要用户事先针对具体型号的数字化继电保护装置，基于任一数字变电站的SCD文件，手动编辑该保护装置的测试仪IEC61850配置文件而得到；
步骤三：新配置文件的智能生成：配置文件控制块智能生成模块结合SCD文件中被测保护装置的虚链接信息及已有配置文件信息，智能生成新的配置文件；其中，智能生成模块根据SCD文件中与该装置相连接的合并单元信息以及已有SV配置，智能生成选中的待测保护装置的SV配置；根据SCD文件中与该装置相连接的智能终端模型信息以及已有GOOSE订阅配置，智能生成选中的待测保护装置的GOOSE订阅配置；根据SCD文件中该装置GOOSE输出模型信息以及已有GOOSE发布配置，智能生成选中的待测保护装置的GOOSE发布配置；
步骤四：新配置文件的使用：上位机软件通过网线将新配置文件下载到数字化继电保护测试仪中，测试仪通过光纤输出采样值报文、GOOSE报文给继电保护装置，同时接收保护装置输出的GOOSE报文。
有益效果：与现有手动配置测试仪配置文件相比，本发明具有如下优势：
1、对相同型号的数字化继电保护装置的测试，本发明的方法只需要进行一次正确配置，之后的测试只需要通过之前的配置文件智能生成便能实现，避免了同型号装置测试时的重复配置，提高了测试效率；
2、通过实际测试过程中的积累，可以形成针对不同厂家不同型号继电保护装置的测试仪配置文件库，通过配置文件库的共享，可以弥补继电保护专业人员数字报文配置部分的不足；
3、对于具有继电保护装置模板编辑功能的数字化继电保护自动测试系统，在完成测试仪配置文件智能生成后，对于同一型号的继电保护装置便能实现模板的全部复用，完成整装置全部功能的测试工作，大大提高了测试效率。
附图说明
图1为数字化继电保护测试系统硬件连接图；
图2为SCD文件解析后得到的IED设备拓扑结构图示例；
图3为SCD文件解析后得到的IED设备列表视图示例；
图4为测试仪配置文件智能生成过程示例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明使用的测试系统硬件结构部分包括数字化继电保护测试仪、数字化继电保护装置和上位机PC，上位机PC与数字化继电保护测试仪通过网线连接，数字化继电保护测试仪与数字化继电保护装置通过光纤线连接形成测试回路。数字化继电保护测试仪模拟合并单元输出采样值报文(SVOUTt)，模拟智能终端输出GOOSE报文(GSOUTt)给继电保护装置，满足继电保护装置的动作逻辑后，装置输出跳闸的GOOSE报文(GSOUTd)给继电保护测试仪完成整个闭环测试，其中SVOUTt对应测试仪的采样值报文控制块配置信息，GSOUTt对应测试仪的GOOSE发布报文控制块配置信息，GSINt对应测试仪的GOOSE订阅报文控制块配置信息。本发明的软件在上位机PC中运行，提供了人机交互界面。软件主要包括SCD文件解析及展示模块和配置文件控制块智能生成模块，配置文件控制块智能生成模块包括测试仪SV配置控制块智能生成模块、GOOSE订阅控制块智能生成模块、GOOSE发布控制块智能生成模块。
根据本发明的方法智能生成数字化继电保护测试仪的配置文件的过程包括以下步骤：
步骤一：导入待测继电保护装置所在变电站的SCD文件。
SCD文件包含了整个智能变电站IED设备建模信息及IED设备之间的连接信息，软件提供SCD文件的导入接口。用户将SCD文件导入成功后，SCD文件解析及展示模块打开SCD文件，解析并提取全站所有IED设备并展示。经过SCD文件解析及展示模块，展示整站二次IED设备的拓扑结构图，软件还提供以表格的形式展示SCD文件中所有的IED设备。图2和图3分别示出了界面可以展示的拓扑结构图和列表视图的示例。
步骤二：导入已有配置文件。
已有配置文件需要用户事先针对具体的某种型号的数字保护装置，基于任一数字变电站的SCD文件，手动编辑该保护装置的测试仪IEC61850配置文件而得到。用户还可以将保护装置的型号作为唯一识别关键字，将手动编辑得到的配置文件保存到配置文件库中。导入时，用户选择需要测试的数字保护装置，系统自动根据数字保护装置的型号从数据库检索该装置型号的测试仪61850配置文件，并打开该配置文件。如果数据库中检索不到该装置型号的61850配置文件，可以在拓扑结构图中选中待测继电保护装置，右击鼠标进入配置文件智能生成界面，此界面提供导入已有配置文件的接口，选择并导入与被测装置型号相同的已有配置文件。
步骤三：新配置文件的智能生成。
用户选择需要需要测试的数字保护装置后，系统将选择的保护装置的保护型号传递给配置文件控制块智能生成模块，配置文件控制块智能生成模块结合SCD文件中被测保护装置的虚链接信息(包括该装置的GOOSE输出模型信息、与该装置相连接的合并单元和智能终端模型信息)以及已有配置文件相应信息(包括SV配置、GOOSE订阅配置和GOOSE发布配置)，智能生成新的配置文件并保存配置文件。具体地，智能生成模块根据SCD文件中与该装置相连接的合并单元模型信息以及已有SV配置，智能生成选中的待测保护装置的SV配置；根据SCD文件中与该装置相连接的智能终端模型信息以及已有GOOSE订阅配置，智能生成选中的待测保护装置的GOOSE订阅配置；根据SCD文件中该装置GOOSE输出模型信息以及已有GOOSE发布配置，智能生成选中的待测保护装置的GOOSE发布配置。下面详述具体过程。
测试仪模拟合并单元输出采样值报文(图1中SVOUTt)，所述测试仪SV配置智能生成模块的处理流程如下：
1)解析已有测试仪配置文件，提取配置信息；
2)在选择的被测继电保护装置模型中查找配置文件中具有虚链接信息的有效虚端子通道；
3)根据对应通道的外部索引信息，找到SCD文件输出此采样值报文控制块，根据找到的控制块新建SV配置控制块；
4)将已有配置文件中的输出光口号、被查找的虚端子通道映射信息等参数填入新控制块参数中；
5)依次遍历查找所有有效虚端子通道，设置测试仪电压电流通道；
6)处理重复控制块以及无效虚端子通道，并给出提示信息。
测试仪GOOSE订阅控制块对应继电保护装置GOOSE报文输出(图1中GSOUTd)，所述GOOSE订阅控制块智能生成模块的处理流程如下：
1)根据选中被测装置的GOOSE输出控制块，新建GOOSE订阅配置控制块；
2)根据已有配置文件中GOOSE订阅控制块光口号填入新配置中；
3)遍历查找已有配置文件中具有开入量映射关系的通道，在新配置中查找并填入映射参数；
4)处理开入映射的通道在新配置中未被查找到的情况，给出通道的路径信息及对应通道中文描述信息提示。
测试仪GOOSE发布控制块模拟智能终端输出GOOSE报文(图1中GSOUTt)，所述GOOSE发布控制块智能生成模块的处理流程如下：
1)通过解析已有测试仪配置文件，提取GOOSE发布信息；
2)在选择的被测继电保护装置模型中查找配置文件中具有虚链接信息的有效虚端子通道；
3)根据对应通道的外部索引信息，找到SCD文件输出此GOOSE报文控制块，根据找到的控制块新建GOOSE发布控制块；
4)将已有配置文件中的输出光口号、被查找的虚端子通道开出量映射信息等参数填入新控制块参数中；
5)依次遍历查找所有有效虚端子通道，设置测试仪开入通道；
6)处理重复控制块以及无效虚端子通道，并给出提示信息。
步骤四：新配置文件的使用。
上位机软件通过网线将新配置文件下载到数字化继电保护测试仪中，测试仪通过光纤输出采样值报文、GOOSE报文给继电保护装置，同时接收保护装置输出的GOOSE报文。
图4示出了测试仪配置文件智能生成过程的示例。源配置文件即为已有配置文件，为1号主变第一套主变保护的SV配置信息，其中高压侧电压、高压侧电流分别来自不同的合并单元。智能生成时，软件首先查找源配置文件中15个具有虚链接信息的采样值输入虚端子，并根据其内部建模路径找到其在新SCD文件中的虚链接信息以及与之相连的对侧装置的报文输出配置信息。通过图示可见，源配置文件中15个虚端子来自3台装置的输出报文，新配置文件中15个虚端子来自2台装置的输出报文。智能配置说明如下：
1)被测主变保护装置的SV输入是固定不变的；
2)根据SCD文件与该主变保护装置相连接的合并单元控制块，新建SV配置信息；
3)根据新建SV配置信息中与主变保护连接的通道，在已有SV配置信息中找到关联的SV通道，设置测试仪电压电流通道，图4中500us、Ua、Ub、Uc、Ua'、Ub'、Uc'、Ia、Ib、Ic、Ia”、Ib'、Ic'。
智能生成后生成2号主变第一套主变保护，其电压电流来自同一合并单元，其对应电流通道仍映射为Ia、Ib、Ic，电压通道映射为Ua、Ub、Uc，光口号采用前一个的电流合并单元的光口号；对于低压侧合并单元，对应的通道分别映射为500us、Ua'、Ub'、Uc'、Ia”、Ib'、Ic'，光口号映射为光口3。已有配置文件中低压侧总通道数为10个，新配置文件中对应合并单元的总通道数为13，两者相互独立。

Claims (4)

1.一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，使用的测试系统包括通过光纤连接的待测数字化继电保护装置和继电保护测试仪以及与该测试仪通信连接的上位机，其特征在于，该方法包括以下步骤：
用户利用上位机软件导入待测继电保护装置所在变电站的SCD文件和该保护装置的已有测试仪配置文件；
系统解析SCD文件，得到被测保护装置的虚链接信息，并基于该虚链接信息和已有配置文件中的控制块配置信息，智能生成新的配置文件；
其中，所述被测保护装置的虚链接信息包括该被测保护装置的GOOSE输出模型信息、与该被测保护装置相连接的合并单元和智能终端模型信息，所述已有配置文件的控制块配置信息包括SV配置、GOOSE订阅配置和GOOSE发布配置，所述智能生成新的配置文件由配置文件控制块智能生成模块完成，所述配置文件控制块智能生成模块包括测试仪SV配置控制块智能生成模块、GOOSE订阅控制块智能生成模块和GOOSE发布控制块智能生成模块，其中，
所述测试仪SV配置控制块智能生成模块根据SCD文件中与该装置相连接的合并单元模型信息以及已有SV配置，智能生成待测保护装置的SV配置；
所述GOOSE订阅控制块智能生成模块根据SCD文件中与该装置相连接的智能终端模型信息以及已有GOOSE订阅配置，智能生成待测保护装置的GOOSE订阅配置；
所述GOOSE发布控制块智能生成模块根据SCD文件中该装置的GOOSE输出模型信息以及已有GOOSE发布配置，智能生成待测保护装置的GOOSE发布配置。
2.根据权利要求1所述的一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，其特征在于，已有测试仪配置文件需要用户事先针对具体型号的数字化继电保护装置，基于任一数字变电站的SCD文件，手动编辑该保护装置的测试仪IEC61850配置文件而得到。
3.根据权利要求1所述的一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，其特征在于，用户导入SCD文件后，由SCD文件解析及展示模块打开SCD文件，展示整站二次IED设备的拓扑结构图和列表视图。
4.根据权利要求1所述的一种数字化继电保护测试仪配置文件的智能生成方法，其特征在于，还包括新配置文件的使用：上位机软件通过网线将新配置文件下载到数字化继电保护测试仪中，测试仪通过光纤输出采样值报文、GOOSE报文给继电保护装置，同时接收继电保护装置输出的GOOSE报文。
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