CN108512216B - 基于数字电压的变电站电压复制品 - Google Patents

基于数字电压的变电站电压复制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定变电站的数字电压复制品的方法。该方法包括获得变电站拓扑结构(101)并从变电站拓扑结构生成节点模型(102)。其中，生成的模型通过一对两个连接节点来表示每个开关装置。该方法进一步包括获得开关装置状态数据(103)并促动节点模型(104)。当节点模型被促动时，该方法允许确定用于目标连接节点的参考节点(105)。以这种方式，获得变电站的数字电压复制品。

Description

基于数字电压的变电站电压复制品
技术领域
本发明涉及一种数字变电站电压复制品以及一种用于获得数字变电站电压复制品的方法。
背景技术
在电网的变电站中，断路器和隔离开关用于开关高压部件。这可能是在负载条件和空载条件下。除了接通/断开负载，断路器能够在短路电流的情况下接通/断开。在负载条件下，在切换或连接不同的电力线之前，应进行检查以确保切换期间和/或切换后的安全可靠运行。特别是当断路器的每一侧上的电力系统连接时，这些电力系统在频率、电压和/或相位角方面可能不同步。其中控制信号来源于使用电压互感器(VT)的实际功率或电压线路。这需要检查每个电力线的昂贵的电压互感器，但是由于外部电力线对于所有或至少一些电压互感器将是相同的，所以可以通过可用于所有的普通环形线来提供单个参考。然而，取决于变电站的大小，实现环形线(每个表示特定的参考信号)网络所需的电缆长度可能变得广泛并且相应地昂贵。
为了降低成本，这种电压互感器可以用低功率电压互感器(LPVT)代替。然而，由于其信号不适合/强大到足以在普通的单个环形线间切换/共享，所以需要额外的放大器，否定了以前实现的成本降低。
在这两种情况下，使用一根或多根环形线提供了硬连线的解决方案，其中电压互感器的位置和参考信号直接相关。
IEC 61850定义了一种变电站自动化的通信标准。逻辑设备代表一组自动化、保护或其他功能，包括开关装置等高压设备的所有相关信息。智能电子设备(IED)可以托管一个或多个逻辑设备。每个逻辑设备又包括一个或多个逻辑节点，每个逻辑节点表示逻辑设备的功能能力。另外，还可以创建逻辑节点来提供应用功能，比如RSYN、MMXU、RDIR。可以将数据对象分配给每个逻辑节点以保存数据和属性，比如可以在逻辑节点之间交换的参数、状态和其他属性。
IEC61850标准进一步规定了采样值(SV)的测量和通信—作为导出的模拟信号的替代。这些采样信号是从电压互感器获得的，无论是LPVT还是常规的，都是通过采样信号发生器(通常称为合并单元)获得的。这些采样信号可以通过普通的以太网电缆轻松传送。用于提供参考信号的IEC61850标准的实现可以取代通过环形线的参考信号的通信和分配。然而，采样信号与信号起始位置之间的直接链接丢失。因此，为了确保在实施IEC61850时特定的信号表示变电站中的特定切换点，采样信号值的位置(即起点)需要是可检索的。这可以通过为每个切换点配备其自己的VT或LPVT和合并单元并相应地进行编码来完成，或者通过需要一个或多个放大器并且编码哪个开关装置连接到哪个环形线的环形线来完成。
为了进一步降低成本，需要减少部件的数量，并且不需要与LPVT和环形线组合的放大器。
发明内容
本发明的目的是减少变电站内的保护、控制和测量功能所需的部件的占地面积和/或数量。
根据一个方面，提供了一种用于确定变电站的数字电压复制品的方法。该方法包括获得变电站拓扑结构并从变电站拓扑结构生成节点模型。其中，生成的模型通过一对两个连接节点来表示每个开关装置。该方法进一步包括获得开关装置状态数据并促动(animate)节点模型。当节点模型被动画时，该方法允许确定对于目标连接节点的参考节点。以这种方式，获得变电站的数字电压复制品。
因此，通过利用变电站的拓扑结构是数字可用的优点，该方法允许确定找到指示参考电压电平的电压互感器的路径。
根据另一方面，提供了一种变电站模型，其具有至少两个逻辑设备，每个表示变电站的物理设备，每个逻辑设备具有一个或多个逻辑节点。并且其中，每个逻辑节点表示逻辑设备的功能能力，并且已经分配了包含用于功能能力的属性的数据对象。该模型还包括至少一个代理逻辑节点，用于收集采样值数据流并且选择其中一个用于传输。
根据另一方面，提供了一种计算机实现的方法、计算机程序产品和数据载体。
附图说明
仅通过示例，将参照附图描述本公开的实施例，其中：
图1示出了变电站的单线图和逻辑节点的示例；
图2示意性地示出了根据本发明的用于确定电压复制品的方法的示例；
图3示出了图1的单线图，包括编号连接节点的示例；
图4示出了为图1的变电站生成的节点模型的可视化；
图5示出了图4的节点模型的简化版本的可视化；
图6示出了变电站的单线图和逻辑节点的另一个示例；
图7示意性地示出了根据本发明的代理电压互感器逻辑节点(代理TVTR)的示例；
图8示出了另一变电站的单线图的示例；以及
图9是根据本发明的用于确定参考电压互感器VT的流程图的示例。
具体实施方式
在本申请中，术语“开关装置”可以指隔离开关、断路器、电路开关、负载开关或任何其他类型的能够重新定向或断开电力线、电流线或电压线的设备。
变电站可以包括各种智能电子设备(IED)、基于微处理器的控制器、PLC或能够提供实用通信架构的其他设备。
变电站设备可能安排在通过一个或多个母线连接的隔间上。术语隔间通常用来表示包含与特定给定电路相关的开关装置和控制装置的变电站的一部分。术语馈电隔间特别用来表示与至变压器、发电机或另一变电站的馈电或链路相关的变电站的隔间。有关详情，请参阅IEC60050的术语表。
如上所述，IEC61850标准允许通过互联网进行通信，其包括开放式系统接口(OSI)模型或其减少的模型变体。为了将物理层的部件链接到应用层的数据，数据包使用头部进行标识。在电压互感器VT的情况下，使用头部字段SV APPID来识别这些。
变电站控制常用的应用功能包括RSYN、MMXU、RDIR。这些功能中的每一个都可以受益于可供使用的数字电压复制品。这些功能的定义可以在与IEC61850相关的文献中找到。为了方便起见，下面简要描述这些功能。
RSYN是一种为断路器闭合命令产生闭合的功能，用于连接电压在规定的幅度、相位角和频率范围内的两个电路。
MMXU是一种用于从CT和VT获得数值并且计算电压和电流样本中的电流和电压或功率流的测量如RMS值等的功能。
RDIR是用于表示用于定向中继设置的专用LN中的定向数据对象的功能。
参考图1，变电站的示例的表示被显示为单线图和逻辑节点。这些逻辑节点的一部分与开关装置部件相关。更多的逻辑节点与应用功能相关。
单线图示出了以双母线方案布置的两个母线1、2。三个馈电隔间3、4、5连接到双母线，每个馈电隔间3、4、5经由相应的隔离开关31、41、51连接到第一母线1，并且经由相应的隔离开关32、42、52连接到第二母线。
馈电隔间3还具有断路器33、电流互感器34、隔离开关35、接地开关36、馈电输入37和电压测量互感器38。馈电隔间4还具有两个电压测量互感器43、44。馈电隔间5还具有断路器53、电流互感器54、隔离开关55、接地开关56、馈电输入57和电压测量互感器58。
每个开关装置都与一个逻辑节点相关/控制。因此，隔离开关31、32通过电路开关逻辑节点6a、6b控制，断路器33通过断路器逻辑节点7控制，且隔离开关35通过电路开关逻辑节点8控制。类似地，隔离开关41、42通过电路开关逻辑节点9a、9b控制。隔离开关51、52通过电路开关逻辑节点10a、10b控制，断路器53通过断路器逻辑节点11控制，且隔离开关55通过电路开关逻辑节点12控制。为了清楚起见，逻辑节点6a、6b到代理逻辑节点18的连接已经由单线表示。类似地，对于逻辑节点9a和9b，对于逻辑节点14a和14b，以及对于逻辑节点10a和10b。
变电站的表示还包括分别连接到电压测量互感器38、58的电压测量互感器逻辑节点(TVTR)13、15和分别连接到电压测量互感器43、44的两个逻辑节点14a、14b。还包括开关控制器逻辑节点16、同步检查逻辑节点(RSYN)17和代理逻辑节点18。
参考图2，示出了用于确定数字电压复制品的方法的示例。该方法通过在图1表示的变电站的该示例中获得变电站拓扑结构101而开始。在IEC61850框架内，拓扑结构可以是例如从符合标准配置文件格式的.SCD或.SSD文件的变电站部分获得。
从拓扑结构生成节点模型102，其中每个开关装置由一对两个连接节点表示。此外，获得开关装置状态数据103。在该示例中，在生成节点模型102之后获得开关装置数据。在其他示例中，可以在生成节点模型102之前获得开关装置数据，或者可以同时进行。节点模型的生成102可以在建立变电站的工程过程期间进行，而在运行期间可以进行获得103开关装置状态。由于开关装置的状态可能会在变电站的运行中发生变化，因此可能需要在运行期间更新此数据。而在工程过程中则表明开关装置和电压复制品之间的链接是足够的。
当生成节点模型并且开关装置状态数据可用时，节点模型可以被促动104。这包括根据开关装置的状态指示每对连接节点是否存在连接，例如可被表示为“打开”或“闭合”。
当节点模型被促动104时，可以为目标连接节点确定至少一个参考节点。可以选择目标连接节点来支持特定的应用功能，比如RSYN、MMXU或RDIR。也可以通过这样的功能来预先确定。
转向图3，更详细地描述该方法。图3示出了与图1相同的拓扑结构，其中为了清楚起见，并未示出图1中存在的所有逻辑节点。另外，逻辑节点6a、6b表示为单个元件6。类似地，逻辑节点9a、9b由元件9表示，逻辑节点10a、10b由元件10表示，且逻辑节点14a、14b由元件14表示。
在获得图1所示的拓扑结构的情况下，连接节点被标识和编号，在该示例中为从N0到N12。连接节点是单线图中代表公共电位的点。这些节点可以位于两个不同的部件之间或者位于部件与输入/输出之间。同样，每个部件都与部件两侧上的两个连接节点相关。例如，断路器33位于两个节点N3和N4之间。电流互感器34位于节点N4和N5之间。因此，每个部件可以由一对连接节点来表示，比如用于断路器33的N3-N4或用于电流互感器34的N4-N5。具体地，存在的每个开关装置由一对相应的连接节点表示。所有连接到地球即地面的连接可以用相同的节点例如N0来表示。
相应地，可以生成图1的变电站的节点模型。在图3的单线图中，节点模型可以看作连续节点对的组合串，从一对跳到另一对。节点模型也可以被视为一个矩阵，如图4所示。
图4中模型的可视化表示显示了行和列中的所有节点。矩阵的每个单元即位置表示两个节点是否通过部件连接；如果为空，则不存在部件。在生成的模型的情况下，可以获得每个开关装置的状态，并且可以由“O”表示“打开”或者由“C”表示为“闭合”。通过存储代表开关装置的每个连接对的状态，节点模型是促动的。
为了获得针对特定目标节点的参考电压，例如针对特定应用功能所需的，需要确定与电压互感器相关的有关连接节点。它需要从目标节点到参考电压互感器的路径搜索。这可以通过在包括目标节点的第一连接对处开始并且经由第一连接对的互补的即对应的节点移动到下一第二连接对来完成，并且从第二连接对继续移动到下一第三连接对。从一连接对到下一连接对的该移动完成，直到达到与电压互感器相关的参考节点。
图4中示出了从一连接对到下一连接对的该移动，以确定用于断路器33的连接的电压互感器；例如当需要进行同步检查时。假设开关装置32、33、35和42闭合。节点N6、N7、N8和N12连接到电压互感器。哪个节点连接到特定电压互感器的信息可以表示为VT-向量。因此，在该示例中的各个节点N6-N8和N12可以由指示该节点与哪个电压互感器相关的VT-向量来代替。
从表示断路器33的连接对N4-N3开始，沿着该列寻找下一连接对，N3-N2表示开关装置32。从连接对N3-N2开始，沿着该行到代表开关装置44的连接对N2-N8。当连接节点N8连接到电压互感器44时，这是第一所需参考节点。
再次从表示断路器33的连接对N3-N4开始，现在沿着该行以找到表示电流互感器34的下一连接对N4-N5。从连接对N4-N5开始，沿着该列到代表开关装置35的连接对N5-N6。当连接节点N6连接到电压互感器38时，这是第二所需参考节点。
如上所示，从由变电站的拓扑结构生成的节点模型可以得到相关的参考电压。此外，在更复杂拓扑结构的情况下，可以简化生成的节点模型以便于确定相关的参考节点。
简化节点模型可以包括消除与电流互感器相关的连接节点，因为这些不影响电压电平/电位。在图3的示例中，这意味着通过消除节点N5来移除电流互感器34，因此节点N4现在经由隔离开关35指向节点N6。并且通过消除节点N10来移除电流互感器54，因此节点N9现在经由隔离开关55指向节点N11。
进一步简化节点模型可以包括消除与接地开关相关的连接节点，因为这些将电位设置为零。在图3的示例中，这意味着通过消除节点N0来移除接地开关36和56。
进一步的简化可以包括消除与电力变压器相关的连接节点。由于电力变压器可被视为分离电压电平的边界设备。并且简化可以包括检查每个电压互感器是否与单个连接节点相关。由于电压互感器被认为是具有一个连接节点的边界设备，并且可以用VT向量表示。
得到的简化节点模型可以如图5所示在视觉上表示。在该示例中，从矩阵表示的对称性中取得用于在确定参考节点之前简化模型的进一步优点。从而将矩阵减少为对角矩阵。箭头仍然指示传播到相关参考节点的路径。
在所描述的方法中假设了一种静态操作模式，这意味着开关装置位置的变化应当触发重新促动的请求，即重新计算节点模型。注意，尽管节点模型已经被可视地表示为矩阵，但是还可以使用存储、处理和表示节点模型的其他方式，例如比如字符串数据集或其他数据类型，其可以例如更适于并行处理。
所公开的方法可以是在智能电子设备或作为变电站的自动化控制系统的一部分的其他设备中实现的计算机。该方法可以在专用代理TVTR逻辑节点中实现，如图1所示。这允许多个应用节点订阅到代理TVTR并因此获得通过该方法获得的电压复制品的访问权。以这种方式，电压复制品将可用于任何应用功能。
可替代地，该方法也可以是在需要电压复制品的应用逻辑节点中实现的计算机。如图6所示，是与图1中相同的变电站的另一示例。这显示了由与图3中所示相同的附图标记所示的相同的单线图和逻辑节点。然而，在该示例中，该方法在应用逻辑节点17'中实现。
所公开的方法允许基于拓扑结构在应用层处选择参考节点以及由此用于目标节点的参考电压互感器。因此根据拓扑结构配置，可以识别正确的APPID或SV。
尽管电压互感器逻辑节点是固定的并且仅提供采样值的一个数据流，但是代理节点的使用使得能够为在不固定于一个特定电压互感器逻辑节点的逻辑节点中通过识别和选择来提供所需的采样值数据流而提供灵活性。
转到图7，更详细地示出了代理TVTR逻辑节点的示例。代理节点具有名为变电站拓扑结构模型的功能块和名为参考TVTR的功能块。开关装置状态由各个开关装置的逻辑节点提供给输入InRef 1-7。来自参考TVTR逻辑节点的采样值被提供给输入InRef 8-10。在该示例中，示出了开关装置逻辑节点的七个输入和电压互感器逻辑节点的三个输入，但是还可以提供附加输入，取决于变电站模型中存在的逻辑节点的数量。代理TVTR逻辑节点具有用于传送采样值的所需数据流的一个输出73。然而，还可以提供多个输出，例如当在集中式架构中时，同时激活附加的路由逻辑。
功能块变电站拓扑结构模型保存所获得的变电站拓扑结构，并生成组织所有开关装置的节点模型，包括其代表物理终端的连接节点。可以在变电站拓扑结构节点模型上执行如上所述的消除电流互感器、消除接地开关以及其他简化的简化步骤。
描述所有开关装置的位置指示如“打开”或“闭合”的所获得的开关装置状态数据被处理以使促动生成的节点模型。
功能块参考TVTR布置成用于执行路由和选择逻辑，其执行路径搜索以确定特定应用功能所需的参考电压互感器节点(一个或多个)。
当确定了正确的一个或多个参考节点时，可以通过输出73选择和传送相关的采样值数据流。在该示例中，采样值数据流的选择基于与确定的参考节点相关的VT向量，其允许识别正确的SV流。
参照图8，示出了另一变电站的单线图的示例。该变电站具有两个双母线段1、2和3、4，并连接到七个隔间F01-F07，其中F01、F02、F06和F07是馈电隔间。在该图中，Q0表示断路器，T1、T10和T20表示电压互感器，Q1、Q2、Q9、Q10、Q11、Q20和Q21表示隔离开关。连接节点由M1-M22表示。
转到图9，示出了用于确定参考电压互感器VT的流程图的示例。下面将讨论该示例性流程图的步骤，同时参照图8。假设需要馈电隔间F01的断路器Q0的参考节点。在目标节点M6开始801，检查隔离开关Q9的开关装置状态802。它是闭合的，所以移动804到对应节点M7。检查电压互感器805，“是”表示一个被连接，因此发现808节点M6的第一参考电压互感器节点。
再次开始801，现在在目标节点M5处，检查隔离开关Q1的开关装置状态802。它是打开的，所以通往VT的路径不存在；结束并重新开始。然后再次在目标节点M5处开始801，检查隔离开关Q2的开关装置状态802。它是闭合的，所以移动804到对应节点M2。检查电压互感器805，没有连接，所以检查下一对806。在该示例中，存在用于节点M2的多个连接对，它们都需要根据相关的开关装置状态来检查。对于隔间F04的隔离开关Q2，开关装置状态是闭合的，所以移到对应节点M13。没有电压互感器VT805连接，所以移动到下一对806，这将是闭合的断路器Q0。上述步骤沿着隔间F04的闭合隔离开关Q10重复到双母线的节点M3。并且从节点M3沿着馈电隔间F07的闭合隔离开关Q1和Q9到馈电隔间F07的参考电压互感器节点T1。
当然，图9的流程图可被详细描述为包括如上所述的方案的各种重复。虽然流程图的原理可被视为基于开关装置状态而沿着连接对移动，但还可以实现各种其他方案以促进路径搜索。无论如何，确定参考电压互感器已被示出为通过所公开的用于确定变电站的数字电压复制品的方法而得到减轻。
所公开的方法可以作为计算机程序产品存在于变电站中。该计算机程序产品包括在至少一个计算机处理器上执行时使得至少一个计算机处理器执行如所公开的用于确定数字电压复制品的方法的指令或代码。
所公开的方法可以存储在非暂时性计算机可读介质上的变电站中。或者可以将其存储在能够存储根据所公开的方法执行指令的可执行代码的任何其他计算机可读存储设备上。
存储在存储器中的代码可被实现为软件和/或固件以编程处理器来执行上述动作。在某些实施例中，可以通过经由计算机从远程系统下载(例如经由网络适配器)来将这样的软件或固件初始提供给计算机。在一些实施例中，存储器和存储设备可以是单个实体。
这里介绍的部件可以通过例如用软件和/或固件编程的可编程电路(例如一个或多个微处理器)实现，或者完全在专用硬连线(不可编程)电路中，或者以这样的形式的组合。专用硬连线电路可以是例如一个或多个ASIC、PLD、FPGA等的形式。
用于变电站的软件或固件可以存储在机器可读存储介质上，并且可以由一个或多个通用或专用可编程微处理器执行，例如可以存在于HMI、PLC、SCADA、服务器、控制中心或者其他控制器或处理单元中。这里使用的术语“机器可读存储介质”包括可以以机器可访问的形式存储信息的任何机制。
在此上下文中，非临时性存储介质可以包括有形的设备，意味着该设备具有具体的物理形式，尽管该设备可以改变其物理状态。因此例如，非暂时性是指尽管状态发生变化但仍然保持有形的设备。
这里使用的术语“逻辑”可以包括例如用特定软件和/或固件编程的可编程电路、专用硬连线电路或其组合。
尽管以上参考具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于这里阐述的具体形式。相反，本发明仅由所附权利要求书限定，除了上述具体实施例以外的其它实施例在这些所附权利要求的范围内同样是可能的。
此外，尽管上面以部件和/或功能的一些示例性组合来描述了示例性实施例，但应该理解的是，可以通过不脱离本公开的范围的构件和/或功能的不同组合来提供替代实施例。另外，特别设想的是，单独或作为实施例的一部分描述的特定特征可以与其他单独描述的特征或其他实施例的一部分组合。

Claims (13)

1.一种用于确定变电站的数字电压复制品的计算机实现的方法，所述变电站被表示为具有开关装置部件的单线图，每个开关装置部件与逻辑节点相关，所述方法包括：
获得变电站拓扑结构(101)；
标识和编号所述拓扑结构的连接节点，每个连接节点是所述单线图中表示公共电位的点；
从所述拓扑结构生成节点模型(102)，所述模型通过一对两个连接节点来表示每个开关装置部件，所述模型包括连续连接节点对的组合串；
获得开关装置状态数据(103)；
通过对于每个开关装置，将获得的开关装置状态数据分配给相应的连接节点对(N0-N12)来促动所述节点模型(104)；
借助于从目标连接节点到参考电压互感器的路径搜索来确定对于目标连接节点的参考电压节点(105)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
消除与电流互感器(34、54)相关的连接节点；
消除与接地开关(36、56)相关的连接节点；
消除与电力变压器相关的连接节点；以及
检查要与单个连接节点相关的每个电压互感器(38、43、44、58)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，生成节点模型(102)包括：
基于唯一连接节点标识符(N0-N12)将连接节点布置在对称矩阵中；和/或
基于唯一连接节点标识符(N0-N12)将节点模型转换为对角矩阵。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定对于目标连接节点的参考电压节点(105)包括：
确定目标节点(N3)和参考节点(N6、N8)之间的至少一个连接路径。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定至少一个连接路径包括：
在包括目标节点(N3)的连接对(N3-N4)处开始；
通过节点对(N3-N4)的对应节点(N2、N4)移动到下一节点对(N3-N2；N4-N5)；
直到达到与电压互感器(38；58)相关的参考节点(N8、N6)。
6.根据权利要求5所述的方法，对于包括所述目标节点(N3)的每个连接对(N3-N4)重复权利要求5的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，选择从所述目标节点(N3)到最近的参考节点(N6、N8)的最短路径。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，生成所述模型还包括：
通过成对的连接节点表示电力变压器、电流互感器和其他变电站部件；和/或
通过一个连接节点(N6、N12)表示电压互感器。
9.一种用于确定变电站的数字电压复制品的装置，包括：
至少两个逻辑设备，每个逻辑设备表示变电站的物理设备，每个逻辑设备包括一个或多个逻辑节点；
其中，每个逻辑节点(6-15)表示所述逻辑设备的功能能力，每个逻辑节点(6-15)具有分配的数据对象，所述分配的数据对象包含用于所述功能能力的属性；
还包括执行应用功能的应用逻辑节点(16，17)；以及
其中，所述应用逻辑节点(16，17)被布置用于通过实施根据权利要求1-8中任一项所述的方法来确定变电站的数字电压复制品。
10.一种用于确定变电站的数字电压复制品的装置，包括：
至少两个逻辑设备，每个逻辑设备表示变电站的物理设备，每个逻辑设备包括一个或多个逻辑节点；
其中，每个逻辑节点(6-15)表示所述逻辑设备的功能能力，每个逻辑节点(6-15)具有分配的数据对象，所述分配的数据对象包含用于所述功能能力的属性；
还包括至少一个代理逻辑节点(18)，用于收集采样值数据流并选择其中一个用于传输；以及
其中，所述代理逻辑节点被布置用于通过实施根据权利要求1-8中任一项所述的方法来确定变电站的数字电压复制品。
11.根据权利要求10所述的装置，还包括：
执行应用功能的应用逻辑节点(16、17)；以及
其中，所述应用逻辑节点(16、17)被订阅到所述至少一个代理逻辑节点(18)，以接收所选择的采样值数据流。
12.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在至少一个计算机处理器上被执行时使得所述至少一个计算机处理器执行用于确定变电站的数字电压复制品的方法，所述变电站被表示为具有开关装置部件的单线图，每个开关装置部件与逻辑节点相关，所述方法包括：
获得变电站拓扑结构(101)；
标识和编号所述拓扑结构的连接节点，每个连接节点是所述单线图中表示公共电位的点；
从所述拓扑结构生成节点模型(102)，所述模型通过一对两个连接节点来表示每个开关装置部件，所述模型包括连续连接节点对的组合串；
获得开关装置状态数据(103)；
通过对于每个开关装置，将获得的开关装置状态数据分配给相应的连接节点对(N0-N12)来促动所述节点模型(104)；
借助于从目标连接节点到参考电压互感器的路径搜索来确定对于目标连接节点的参考电压节点(105)。
13.根据权利要求12所述的计算机可读介质，还包括用于执行根据权利要求2至8中任一项所述的方法的指令。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3598256B1 (en) * 2018-07-16 2023-11-29 ABB Schweiz AG Apparatus for prediction of the residual lifetime of an electrical system
CN112865309B (zh) * 2021-01-13 2022-08-02 湖南依中紫光电气科技有限公司 一种具有自动建模功能的智能变电站分析方法及系统
CN113609628B (zh) * 2021-07-21 2023-09-26 南方电网科学研究院有限责任公司 地铁变电站的选址方法、装置、设备及可读存储介质
CN115308535B (zh) * 2022-09-20 2023-07-11 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 一种基于监控信息事件化系统的220kV母线故障判别方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372363A (zh) * 2000-11-17 2002-10-02 阿尔斯托姆公司 用于初始化和更新高压或中压电站的拓扑的处理
JP2007097255A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Toshiba Corp 電力系統のノードグループ区分装置およびその方法
CN101385213A (zh) * 2006-02-08 2009-03-11 Abb技术有限公司 高压或中压开关站的开关站区的建立
CN101842713A (zh) * 2007-10-25 2010-09-22 Abb研究有限公司 用于变电站自动化系统的系统级测试
CN101939894A (zh) * 2008-02-04 2011-01-05 Abb技术有限公司 确定母线电压
CN105226647A (zh) * 2015-10-08 2016-01-06 南京国电南自美卓控制系统有限公司 一种高性能电气网络实时拓扑分析方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2346399T3 (es) 2000-09-21 2010-10-15 Abb Schweiz Ag Configuracion de un sistema de control de una instalacion electrica.
US7856327B2 (en) * 2007-10-09 2010-12-21 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. State and topology processor
EP2109204A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-14 ABB Technology AG Analysis of a substation automation system
US8121740B2 (en) * 2008-12-18 2012-02-21 Abb Research Ltd. Feeder automation for an electric power distribution system
EP2264967B1 (en) * 2009-06-17 2017-12-13 ABB Schweiz AG Inter-bay substation automation application
CN102648613B (zh) * 2009-06-26 2016-10-26 Abb研究有限公司 用于配置智能电子装置的方法以及子站自动化系统
EP2400617B1 (en) * 2010-06-24 2021-04-14 ABB Power Grids Switzerland AG Implementing a substation automation load transfer function
US10310495B2 (en) * 2010-07-24 2019-06-04 Abb Research Ltd. Systems and methods for monitoring automation systems
EP2854337A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-01 ABB Technology AG Testing of a substation automation system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372363A (zh) * 2000-11-17 2002-10-02 阿尔斯托姆公司 用于初始化和更新高压或中压电站的拓扑的处理
JP2007097255A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Toshiba Corp 電力系統のノードグループ区分装置およびその方法
CN101385213A (zh) * 2006-02-08 2009-03-11 Abb技术有限公司 高压或中压开关站的开关站区的建立
CN101842713A (zh) * 2007-10-25 2010-09-22 Abb研究有限公司 用于变电站自动化系统的系统级测试
CN101939894A (zh) * 2008-02-04 2011-01-05 Abb技术有限公司 确定母线电压
CN105226647A (zh) * 2015-10-08 2016-01-06 南京国电南自美卓控制系统有限公司 一种高性能电气网络实时拓扑分析方法

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