CN108197401A - 基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法 - Google Patents

Abstract

一种基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法，根据智能变电站的SCD模型文件、ICD模型文件以及SPCD模型文件生成静态数学模型，同时读取智能变电站监测装置的信息生成初始的连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量；然后定义智能变电站中各个二次设备的闭锁逻辑表达式集合以及误动逻辑表达式集合，并逐步解析安措票并修正连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量后进行校核和安措票的修改，直到所有安措操作步骤校核完成。本发明能够准确表征智能变电站二次设备的状态变化情况，大幅度提高安措操作的校核效率。

Description

基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法

技术领域

本发明涉及的是一种智能变电站控制领域的技术，具体是一种基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法。

背景技术

智能变电站的通信规范由IEC61850规约给出，其中模拟量采样的交流回路采用SV报文通信，保护跳闸、开入开出量等信息采用GOOSE报文通信。由于智能变电站独特的通信特点，智能变电站在改建、扩建和装置检修时，二次设备安措的操作往往由GOOSE/SV软压板、跳合闸出口硬压板、检修硬压板等多种形式的安措操作要求组合而成，存在压板数量多，隐含不直观，无“明显电气断开点”等特点。当前智能变电站普遍以人手动校核为主，效率十分低下，缺少有效的二次安措操作校验手段的现状导致运维人员在进行安措操作时，无法确定当前进行的安措操作步骤是否会对电力系统造成不利影响。

发明内容

本发明针对现有智能变电站运维领域缺少安措操作校核方法的缺陷，提出一种通用的基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法，能够准确表征智能变电站二次设备的状态变化情况，大幅度提高安措操作的校核效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明根据智能变电站的SCD模型文件、ICD模型文件以及SPCD模型文件生成静态数学模型，同时读取智能变电站监测装置的信息生成初始的连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量；然后定义智能变电站中各个二次设备的闭锁逻辑表达式集合以及误动逻辑表达式集合，并逐步解析安措票并修正连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量后进行校核和安措票的修改，直到所有安措操作步骤校核完成。

技术效果

与现有技术相比，本发明基于SCD文件、ICD文件以及SPCD文件的数学建模方法保证了对智能变电站建模的完整性；通过连通状态矩阵的数学形式高效地刻画了智能变电站中二次设备间的连通关系；通过二次设备的闭锁逻辑表达式集合和误动逻辑表达式集合，以数学方法刻画了智能变电站中二次设备的从正常状态向非正常状态转移过程，为基于数学原理的安措操作校核提供了基础；本发明准确表征了智能变电站二次设备的各种操作以及由此引起的二次设备之间连通关系的改变和二次设备自身的状态改变；基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核数学推理方法来源于数学建模，并以逻辑计算为核心进行数学的校核计算，因此该方法是不依赖于编程语言和系统环境的通用算法，可以多种方式实现。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例具体包括以下步骤：

步骤1)根据智能变电站的SCD模型文件、ICD模型文件以及SPCD模型文件生成静态数学模型；

步骤2)读取智能变电站监测装置的信息，生成初始的连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量；

步骤3)定义智能变电站中各个二次设备的闭锁逻辑表达式集合以及误动逻辑表达式集合；

步骤4)逐步解析安措票：每发生一次安措操作时，修正连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量；

步骤5)将修正之后的连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量代入到各个二次设备的闭锁逻辑表达式，误动逻辑表达式进行一步安措操作校核：当校核不通过，则返回修改安措票；否则解析下一步的安措票继续校核，直到所有安措操作步骤校核完成。

所述的静态数学模型是指：由SCD模型文件得到设备i到设备j的直连回路行向量[k_ij]_1×m，由ICD模型文件得到操作对象软压板的开断状态行向量[m_ij]_1×m，由SPCD模型文件得到操作对象硬连接的开断状态行向量[l_ij]_1×m，则设备i输出到设备j的数据连通关系a_ij＝sign[sum(k_ij.*m_ij.*l_ij)]，其中：[k_ij]_1×m默认全为1，[m_ij]_1×m中1为投入，[l_ij]_1×m中1为硬连接存，m为设备i输出到设备j的所有二次虚回路数量，.*为矩阵点乘，即相同位置的元素对应相乘，sum()为向量中所有元素求和，sign[]为符号函数：当x>0，sign[x]＝1；当x＝0，sign[x]＝0。

所述的连通状态矩阵其中：表示从设备i到设备j的当前有向直连状态的a_ij＝sign[sum(k_ij.*m_ij.*l_ij)]，a_ij中的1表示连通，n为智能变电站中二次设备的总数量。

所述的检修硬压板状态行向量y＝[y₁ y₂ … y_n]，其中：y_i表示第i个设备的当前检修硬压板状态，1表示投入。

所述的闭锁逻辑表达式集合其中：p为智能变电站中的任一设备，时表示设备p闭锁，1≤p≤n，n为智能变电站中所有二次设备的数量，p为任取的一个智能变电站中的二次设备。

所述的误动逻辑表达式集合其中：p为智能变电站中的任一设备，时表示设备p误动，1≤p≤n，n为智能变电站中所有二次设备的数量，p为任取的一个智能变电站中的二次设备。

所述的修正包括：

a)软压板和硬连接操作对连通状态矩阵A的修正：软压板操作对应[m_ij]_1×m的改变，硬连接操作对应[l_ij]_1×m的改变。安措操作中，遇到有软压板或者硬连接的操作，则对应改变[m_ij]_1×m和[l_ij]_1×m的值，进而影响a_ij，从而造成连通状态矩阵A的改变。

b)跳合闸硬压板操作对连通状态矩阵A的修正：当i装置的跳合闸出口硬压板退出，则i装置不能输出信号，所以将a_ij，j＝1，2，…，n全部置为0，即连通状态矩阵A的第i行全部置0。

c)检修硬压板操作对检修硬压板状态行向量y的修正：当i装置的检修硬压板投入，则将y_i置为1，反之置为0。

本实施例中静态数学模型的构造，连通状态矩阵和闭锁、误动逻辑表达式集合对整体方法的实施起了至关重要的作用：静态数学模型的构造来源于智能变电站三种极其重要的配置文件，分别是配置描述文件SCD，IED功能配置描述文件ICD以及物理配置描述文件SPCD。从实际的配置文件出发进行数学建模，保证了对智能变电站建模的完整性，为后续的安措操作校核提供准确的模型；连通状态矩阵以数学方式刻画了整个智能变电站中的所有二次设备两两间的连通关系，同时矩阵的数据存储形式大大提升了存储与读取连通关系的效率，节省了人工校核时计算设备间连通关系的时间，同时避免了人工校核中对同一连通关系的计算重复；闭锁和误动逻辑表达式集合以数学形式刻画了任意二次设备的非正常状态转移过程，其针对二次设备的类型和功能进行表达式构造，只与二次设备的种类有关，因此并不受智能变电站中二次设备数量巨大特点的影响；另一方面，数学集合的形式给了逻辑表达式极其灵活的维护空间，可在实际应用中根据具体情况不断更新调整逻辑表达式的集合。根据逻辑表达式的操作校核形式是一次性针对智能变电站全局的操作校核，避免了人工校核中针对局部安措进行操作校核可能出现的疏漏。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (7)

1.一种基于逻辑计算的智能变电站安措操作校核方法，其特征在于，根据智能变电站的SCD模型文件、ICD模型文件以及SPCD模型文件生成静态数学模型，同时读取智能变电站监测装置的信息生成初始的连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量；然后定义智能变电站中各个二次设备的闭锁逻辑表达式集合以及误动逻辑表达式集合，并逐步解析安措票并修正连通状态矩阵和检修硬压板状态行向量后进行校核和安措票的修改，直到所有安措操作步骤校核完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的静态数学模型是指：由SCD模型文件得到设备i到设备j的直连回路行向量[k_ij]_1×m，由ICD模型文件得到操作对象软压板的开断状态行向量[m_ij]_1×m，由SPCD模型文件得到操作对象硬连接的开断状态行向量[l_ij]_1×m，则设备i输出到设备j的数据连通关系a_ij＝sign[sum(k_ij.*m_ij.*l_ij)]，其中：[k_ij]_1×m默认全为1，[m_ij]_1×m中1为投入，[l_ij]_1×m中1为硬连接存，m为设备i输出到设备j的所有二次虚回路数量，.*为矩阵点乘，即相同位置的元素对应相乘，sum()为向量中所有元素求和，sign[]为符号函数：当x>0，sign[x]＝1；当x＝0，sign[x]＝0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的连通状态矩阵其中：表示从设备i到设备j的当前有向直连状态的a_ij＝sign[sum(k_ij.*m_ij.*l_ij)]，a_ij中的1表示连通，n为智能变电站中二次设备的总数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的检修硬压板状态行向量y＝[y₁ y₂ …y_n]，其中：y_i表示第i个设备的当前检修硬压板状态，1表示投入。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的闭锁逻辑表达式集合其中：p为智能变电站中的任一设备，时表示设备p闭锁，1≤p≤n，n为智能变电站中所有二次设备的数量，p为任取的一个智能变电站中的二次设备。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的误动逻辑表达式集合其中：p为智能变电站中的任一设备，时表示设备p误动，1≤p≤n，n为智能变电站中所有二次设备的数量，p为任取的一个智能变电站中的二次设备。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的修正包括：

a)软压板和硬连接操作对连通状态矩阵A的修正：软压板操作对应[m_ij]_1×m的改变，硬连接操作对应[l_ij]_1×m的改变。安措操作中，遇到有软压板或者硬连接的操作，则对应改变[m_ij]_1×m和[l_ij]_1×m的值，进而影响a_ij，从而造成连通状态矩阵A的改变；

b)跳合闸硬压板操作对连通状态矩阵A的修正：当i装置的跳合闸出口硬压板退出，则i装置不能输出信号，所以将a_ij，j＝1，2，…，n全部置为0，即连通状态矩阵A的第i行全部置0；

c)检修硬压板操作对检修硬压板状态行向量y的修正：当i装置的检修硬压板投入，则将y_i置为1，反之置为0。