CN108054720B - 面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，基于CIM核心包中的设备类，继承和扩展了智能变电站继电保护装置对象信息模型，为智能变电站继电保护装置运维管理建立了标准化的信息模型基础，提升了智能变电站继电保护装置运维管理的标准化、信息化、智能化水平。

Description

面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法
技术领域
本发明涉及一种面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，属于二次运维领域。
背景技术
随着我国智能变电站建设步伐的进一步加快，变电站无人值守，变电站智能化二次设备规模也将快速增长，智能变电站继电保护装置的数量和重要性也在不断上升，智能变电站继电保护装置的正常稳定运行直接影响了变电站一次系统的安全可靠运行。因此，加强对智能变电站继电保护装置的全景状态监视、故障智能诊断定位和精细化运维管理，实现二次设备状态全景化、数据分析智能化、运检管理精益化，切实提高对智能变电站继电保护装置运检效率和智能化水平，是当前加强智能继电保护运维管理建设的重点。
构建面向智能变电站继电保护装置运维管理业务需要的智能变电站继电保护信息模型，是实现变电站继电保护设备运维检修信息化、精益化和智能化的基础和关键。IEC61970公共信息模型(CIM)在二次系统建模方面，提供了保护包，但仅仅包含了保护设备对象和继电器对象信息模型的建模，《基于CIM扩展的通用保护模型及其应用》、《保护信息系统IEC 61850建模及CIM扩展的研究与应用》等相关文献主要是基于IEC 61970CIM对继电保护设备功能和定值、压板、事件、故障保护等保护信息管理的范畴，对继电保护装置模型进行了扩展，并不涉及对智能变电站继电保护物理装置结构及其所包含的各类部件和元器件方面的信息建模，不能支撑对智能变电站继电保护装置运维监视、故障诊断定位、缺陷分析和精益化管理等方面高级应用的需要。因此，亟需要开展面向物理对象的智能变电站继电保护装置信息模型建模的研究。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，包括以下步骤，
对继电保护装置运维检修业务应用需求进行分析，建立继电保护装置对象模型属性；
将继电保护装置分解为机箱、面板、母板和插件，建立机箱对象模型、面板对象模型、母版对象模型和插件对象模型；
面板上的元器件包括指示灯、以太网口和液晶屏，建立指示灯对象模型、以太网口对象模型和液晶屏对象模型；
将插件分为电源模件、HMI模件、保护CPU模件、前置模件、开入开出模件和交流模件，建立电源模件对象模型、HMI模件对象模型、保护CPU模件对象模型、前置模件对象模型、开入开出模件对象模型和交流模件对象模型；
对HMI模件、保护CPU模件、前置模件和开入开出模件结构进行分析，建立各类插件上包含的通信端口对象模型，并定义各插件上的通信端口和外部对象的关联属性；
建立继电保护装置所属设备容器类对象模型，定义变电站对象模型包含若干个二次小室对象模型，二次小室对象模型包含若干个二次屏柜对象模型，二次屏柜对象模型包含若干个继电保护装置对象模型，完成继电保护装置对象模型的构建。
基于CIM中保护包的保护设备类扩展出继电保护装置对象类，建立继电保护装置对象模型属性。
基于CIM中核心包的设备类扩展出机箱对象类、面板对象类、母版对象类和插件对象类，建立箱对象模型、面板对象模型、母版对象模型和插件对象模型。
基于插件对象类扩展出电源模件对象类、HMI模件对象类、保护CPU模件对象类、前置模件对象类、开入开出模件对象类和交流模件对象类，建立电源模件对象模型、HMI模件对象模型、保护CPU模件对象模型、前置模件对象模型、开入开出模件对象模型和交流模件对象模型。
基于CIM中核心包的设备类扩展出指示灯对象类、以太网口对象类和液晶屏对象类，建立指示灯对象模型、以太网口对象模型和液晶屏对象模型。
若保护CPU模件和前置模件上的通信端口为光纤模块通信端口，则建立其关联的光模块对象模型。
本发明所达到的有益效果：1、本发明基于CIM核心包中的设备类，继承和扩展了智能变电站继电保护装置对象信息模型，为智能变电站继电保护装置运维管理建立了标准化的信息模型基础，提升了智能变电站继电保护装置运维管理的标准化、信息化、智能化水平；2、本发明建立了智能变电站继电保护装置各类型插件对象模型及各插件对象上通信端口对象模型，构建完整的智能变电站继电保护装置物理对象结构模型，有利于智能变电站继电保护装置全景状态监视、故障诊断和定位等高级应用功能的实现，能够大大提升智能变电站继电保护装置精益化管理水平。
附图说明
图1为基于插件对象类扩展的类图；
图2为继电保护装置对象模型类图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，包括以下步骤：
步骤1，对继电保护装置运维检修业务应用需求进行分析，基于CIM中保护包的保护设备类扩展出继电保护装置对象类，建立继电保护装置对象模型属性。
继电保护装置对象模型属性如表1所示。
如表1继电保护装置对象模型属性表
Figure BDA0001504082740000041
Figure BDA0001504082740000051
步骤2，分析继电保护装置结构，继电保护装置包括机箱、面板、母板和插件，对其进行分解，基于CIM中核心包的设备类扩展出机箱对象类、面板对象类、母版对象类和插件对象类，建立箱对象模型、面板对象模型、母版对象模型和插件对象模型；继电保护装置对象模型与各部件对象模型之间的关系是聚合关系。
步骤3，面板上的元器件包括指示灯、以太网口和液晶屏，基于CIM中核心包的设备类扩展出指示灯对象类、以太网口对象类和液晶屏对象类，建立指示灯对象模型、以太网口对象模型和液晶屏对象模型；面板对象模型与面板上的各元器件对象模型之间的关系是聚合关系。
步骤4，将插件按类型分为电源模件、HMI模件、保护CPU模件、前置模件、开入开出模件和交流模件，如图1所示，基于插件对象类扩展出电源模件对象类、HMI模件对象类、保护CPU模件对象类、前置模件对象类、开入开出模件对象类和交流模件对象类，建立电源模件对象模型、HMI模件对象模型、保护CPU模件对象模型、前置模件对象模型、开入开出模件对象模型和交流模件对象模型。
步骤5，对HMI模件、保护CPU模件、前置模件和开入开出模件结构进行分析，建立各类插件上包含的通信端口对象模型，并定义各插件上的通信端口和外部对象的关联属性；各插件对象模型与通信端口对象模型之间的关系是聚合关系。
若保护CPU模件和前置模件上的通信端口为光纤模块通信端口(Optical fiberCommPort)，则建立其关联的光模块对象模型(Optical module)，其关联关系为Optical
Figure BDA0001504082740000061
module。
步骤6，建立继电保护装置所属设备容器类对象模型，定义变电站对象模型包含若干个二次小室对象模型，二次小室对象模型包含若干个二次屏柜对象模型，二次屏柜对象模型包含若干个继电保护装置对象模型，其具体关系为
Figure BDA0001504082740000062
Figure BDA0001504082740000063
完成继电保护装置对象模型的构建，所有类图如图2所示。
上述方法基于CIM核心包中的设备类，继承和扩展了智能变电站继电保护装置对象信息模型，为智能变电站继电保护装置运维管理建立了标准化的信息模型基础，提升了智能变电站继电保护装置运维管理的标准化、信息化、智能化水平。
上述方法建立了智能变电站继电保护装置各类型插件对象模型及各插件对象上通信端口对象模型，构建完整的智能变电站继电保护装置物理对象结构模型，有利于智能变电站继电保护装置全景状态监视、故障诊断和定位等高级应用功能的实现，能够大大提升智能变电站继电保护装置精益化管理水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，其特征在于：包括以下步骤，
对继电保护装置运维检修业务应用需求进行分析，建立继电保护装置对象模型属性；
将继电保护装置分解为机箱、面板、母板和插件，建立机箱对象模型、面板对象模型、母版对象模型和插件对象模型；
面板上的元器件包括指示灯、以太网口和液晶屏，建立指示灯对象模型、以太网口对象模型和液晶屏对象模型；
将插件分为电源模件、HMI模件、保护CPU模件、前置模件、开入开出模件和交流模件，建立电源模件对象模型、HMI模件对象模型、保护CPU模件对象模型、前置模件对象模型、开入开出模件对象模型和交流模件对象模型；
对HMI模件、保护CPU模件、前置模件和开入开出模件结构进行分析，建立各类插件上包含的通信端口对象模型，并定义各插件上的通信端口和外部对象的关联属性；
建立继电保护装置所属设备容器类对象模型，定义变电站对象模型包含若干个二次小室对象模型，二次小室对象模型包含若干个二次屏柜对象模型，二次屏柜对象模型包含若干个继电保护装置对象模型，完成继电保护装置对象模型的构建；
基于CIM中保护包的保护设备类扩展出继电保护装置对象类，建立继电保护装置对象模型属性；
基于CIM中核心包的设备类扩展出机箱对象类、面板对象类、母版对象类和插件对象类，建立箱对象模型、面板对象模型、母版对象模型和插件对象模型；
基于CIM中核心包的设备类扩展出指示灯对象类、以太网口对象类和液晶屏对象类，建立指示灯对象模型、以太网口对象模型和液晶屏对象模型。
2.根据权利要求1所述的面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，其特征在于：基于插件对象类扩展出电源模件对象类、HMI模件对象类、保护CPU模件对象类、前置模件对象类、开入开出模件对象类和交流模件对象类，建立电源模件对象模型、HMI模件对象模型、保护CPU模件对象模型、前置模件对象模型、开入开出模件对象模型和交流模件对象模型。
3.根据权利要求1所述的面向物理设备对象的智能变电站继电保护装置建模方法，其特征在于：若保护CPU模件和前置模件上的通信端口为光纤模块通信端口，则建立其关联的光模块对象模型。
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