CN108629097B - 一种变电站二次设备拓扑分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站二次设备拓扑分析方法，通过分析处理变电站SCD文件、梳理保护装置虚端子与压板的对应关系，构建层次性的站内二次设备拓扑数据结构。根据虚端子与压板对应关系，从数据库中获取关联压板层数据，对于GOOSE发送压板，利用虚端子Reference和压板Reference的对应关系查找，对于GOOSE接收压板、SV接收压板，利用虚端子名称和压板名称的对应关系查找。可快速检索IED间GOOSE/SV关联关系和关联压板信息。本发明将变电站二次设备信息按照层次性的结构组织，使得二次设备的属性、设备间的连接关系更加直观完整，方便二次设备可视化、二次设备状态诊断等高级应用的调用，提高了灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站二次设备拓扑分析方法，属于变电站自动化技术领域。
背景技术
目前，随着智能变电站的大规模建设，变电站二次设备的规模也在增长。变电站二次设备承担对一次设备监视、测量、控制、保护以及调节的重要任务，因此二次设备的正常运行关系到电力系统的安全稳定运行，对二次设备状态的监控也越来越受到重视。变电站二次设备拓扑分析，作为各种高级应用功能实现的前提，需要为二次设备可视化、二次设备状态诊断等功能提供二次设备网络结构数据。
以往的二次设备拓扑，缺乏二次设备压板信息，也没有有效的对外接口，无法直观地读取设备间连接关系。而二次设备可视化、二次设备状态诊断等高级应用，经常涉及二次设备关联关系和对应压板等拓扑需求，采用传统拓扑方法，就需要在使用时反复查找，造成了拓扑搜索的重复性。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种变电站二次设备拓扑分析方法，解决了现有技术中二次设备拓扑信息不完全、拓扑搜索存在较大重复性的技术问题。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种变电站二次设备拓扑分析方法，包括如下步骤：
步骤一，创建二次设备拓扑共享内存；
步骤二，判断拓扑文件是否存在，如果存在，则转至步骤十一，如果不存在则转至步骤三；
步骤三，解析SCD文件获取电压等级、间隔、IED、端子块、端子以及端子间的连接信息，转至步骤四；
步骤四，根据解析的信息获取电压等级名、间隔个数、间隔数组信息，初始化电压等级层数据结构；根据间隔名称、IED个数、IED数组信息，初始化各电压等级中间隔数组的间隔层数据结构；根据IED名和IED描述分析IED的类型，利用IED的类型、IED名、输出端子块个数、输入端子块个数、输出端子块数组、输入端子块数组信息，初始化各间隔中IED数组的IED层的数据结构；根据获取的端子块类型、连接IED的个数信息、连接信息数组信息，初始化各IED中端子块数组的端子块层的数据结构；转至步骤五；
步骤五，根据解析出来的端子连接关系，获取端子块连接的IED索引号、关联的压板个数、关联的压板数组信息，初始化各端子块中连接信息数组的连接层的数据结构，转至步骤六；
步骤六，判断端子块是否为输出块，如果是，转至步骤七，如果不是则转至步骤八；
步骤七，根据端子的Reference，对于GOOSE发送软压板，将LD字段、LN字段、DO字段、DA字段的虚端子名称用压板名称进行取代，对应关系如表1所示，分析得到压板的Reference，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
步骤八，根据端子的名称，对于GOOSE接收软压板，将名称中的关键字段之前的描述取出，对应关系如表1所示，并在后面接上“软压板”信息，分析得到压板的名称；对于SV接收软压板，按照表1中的对应关系将名称中的关键字段取出加上“SV接收软压板”，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
步骤九，利用获取的压板类型、压板名称、压板Reference，初始化共享内存中连接层中关联压板数组的关联压板层数据结构，并计算得到连接层数据结构中的压板个数信息，转至步骤十；
步骤十，将数据结构写入二次拓扑文件；
步骤十一，读取二次拓扑信息文件，得到二次设备拓扑数据结构并初始化共享内存。
作为优选方案，所述虚端子与压板的对应关系，基于功能配置统一、回路设计统一、端子排布置统一、接口标准统一、屏柜压板统一、保护定值、报告格式统一原则。
作为优选方案，还包括步骤十二，所述步骤十二：提供数据访问接口，用于供二次设备状态诊断等高级应用调用，包括获取与指定装置相关联的装置和压板、获取某装置下某一类压板信息、获取某装置关联的所有装置信息的接口。
有益效果：本发明提供的一种变电站二次设备拓扑分析方法，将变电站二次设备信息按照电压等级层、间隔层、IED层、端子块层、连接层、关联压板层形成层次性的数据结构，使得二次设备的属性和连接关系更直观、完整，为二次设备可视化、二次设备状态诊断等高级应用提供二次设备拓扑信息，提升了高级应用功能的高效性和准确性，从而保障变电站二次设备的正常运行。
附图说明
图1为本发明一种变电站二次设备拓扑分析方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种变电站二次设备拓扑分析方法，具体实施步骤如图1所示，包括：
步骤一，创建二次设备拓扑共享内存；
步骤二，判断拓扑文件是否存在，如果存在，则转至步骤十一，如果不存在则转至步骤三；
步骤三，解析SCD文件获取电压等级、间隔、IED、端子块、端子以及端子间的连接信息，转至步骤四；
步骤四，根据解析的信息获取电压等级名、间隔个数、间隔数组信息，初始化电压等级层数据结构；根据间隔名称、IED个数、IED数组信息，初始化各电压等级中间隔数组的间隔层数据结构；根据IED名和IED描述分析IED的类型，利用IED的类型、IED名、输出端子块个数、输入端子块个数、输出端子块数组、输入端子块数组信息，初始化各间隔中IED数组的IED层的数据结构；根据获取的端子块类型、连接IED的个数信息、连接信息数组信息，初始化各IED中端子块数组的端子块层的数据结构；转至步骤五；
步骤五，根据解析出来的端子连接关系，获取端子块连接的IED索引号、关联的压板个数、关联的压板数组信息，初始化各端子块中连接信息数组的连接层的数据结构，转至步骤六；
步骤六，判断端子块是否为输出块，如果是，转至步骤七，如果不是则转至步骤八；
步骤七，根据端子的Reference，将其中LD字段用“PROT”取代，DO字段通过表1中的对应关系进行取代，DA字段用“stVal”取代，分析得到压板的Reference，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
步骤八，根据端子的名称，对于GOOSE接收软压板，将名称中的关键字段即“启动失灵开入”、“失灵联跳开入”之前的描述取出，并在后面接上“软压板”信息，分析得到压板的名称，对于SV接收软压板，按照表1中的对应关系将名称中的关键字段取出加上SV接收软压板，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
步骤九，利用获取的压板类型、压板名称、压板Reference，初始化共享内存中连接层中关联压板数组的关联压板层数据结构，并计算得到连接层数据结构中的压板个数信息，转至步骤十；
步骤十，将数据结构写入二次拓扑文件；
步骤十一，读取二次拓扑信息文件，得到二次设备拓扑数据结构并初始化共享内存。
通过处理变电站系统配置描述文件(Substation Configuration Description，SCD)、基于“功能配置统一、回路设计统一、端子排布置统一、接口标准统一、屏柜压板统一、保护定值、报告格式统一”的六统一原则分析保护装置虚端子与压板的对应关系，构建层次性的站内二次设备拓扑数据结构，采用共享内存机制存放数据结构。二次设备拓扑数据结构依次为电压等级层、间隔层、IED层、端子块层、连接层、关联压板层。
二次设备拓扑数据结构中，电压等级层包括该电压等级的基本属性和该电压等级下的所有间隔信息，间隔层包括该间隔的基本属性和该间隔下的所有IED信息，IED层包含该IED的基本属性和输入块、输出块信息，端子块层包括该端子块基本属性和该端子块与其他设备的连接信息，连接层包含该端子块关联的IED索引号和对应的压板信息，压板层包含压板的基本信息。
其中电压等级层、间隔层、IED层、端子块层的数据，可直接从SCD文件中解析出来，然后根据SCD文件解析出来的虚端子信息和虚端子连接关系，得到端子块与其他装置的连接关系，形成连接层数据。
虚端子和压板的对应关系如表1所示，利用从SCD文件中解析出的虚端子信息，根据虚端子与压板对应关系，从数据库中获取关联压板数据，形成关联压板层数据。对于GOOSE发送压板，利用虚端子Reference和压板Reference的对应关系查找；对于GOOSE接收压板、SV接收压板，利用虚端子名称和压板名称的对应关系查找。
表1虚端子和压板对应关系表
二次设备拓扑数据结构，采用共享内存机制存放与管理，同时提供数据访问接口供二次设备状态诊断等高级应用调用，包括获取与指定装置相关联的装置和压板、获取某装置下某一类压板信息、获取某装置关联的所有装置信息的接口。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种变电站二次设备拓扑分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，创建二次设备拓扑共享内存；
步骤二，判断拓扑文件是否存在，如果存在，则转至步骤十一，如果不存在则转至步骤三；
步骤三，解析SCD文件获取电压等级、间隔、IED、端子块、端子以及端子间的连接信息，转至步骤四；
步骤四，根据解析的信息获取电压等级名、间隔个数、间隔数组信息，初始化电压等级层数据结构；根据间隔名称、IED个数、IED数组信息，初始化各电压等级中间隔数组的间隔层数据结构；根据IED名和IED描述分析IED的类型，利用IED的类型、IED名、输出端子块个数、输入端子块个数、输出端子块数组、输入端子块数组信息，初始化各间隔中IED数组的IED层的数据结构；根据获取的端子块类型、连接IED的个数信息、连接信息数组信息，初始化各IED中端子块数组的端子块层的数据结构；转至步骤五；
步骤五，根据解析出来的端子连接关系，获取端子块连接的IED索引号、关联的压板个数、关联的压板数组信息，初始化各端子块中连接信息数组的连接层的数据结构，转至步骤六；
步骤六，判断端子块是否为输出块，如果是，转至步骤七，如果不是则转至步骤八；
步骤七，根据端子的Reference，对于GOOSE发送软压板，将LD字段、LN字段、DO字段、DA字段的虚端子名称用压板名称进行取代，对应关系如表1所示，分析得到压板的Reference，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
所述表1如下：
表1；
步骤八，根据端子的名称，对于GOOSE接收软压板，将名称中的关键字段之前的描述取出，对应关系如表2所示，并在后面接上“软压板”信息，分析得到压板的名称；对于SV接收软压板，按照表3中的对应关系将名称中的关键字段取出加上“SV接收软压板”，并在数据库中查找对应压板的信息，包括压板名称、类型、Reference，转至步骤九；
所述表2如下：
表2；
所述表3如下：
表3；
步骤九，利用获取的压板类型、压板名称、压板Reference，初始化共享内存中连接层中关联压板数组的关联压板层数据结构，并计算得到连接层数据结构中的压板个数信息，转至步骤十；
步骤十，将数据结构写入二次拓扑文件；
步骤十一，读取二次拓扑信息文件，得到二次设备拓扑数据结构并初始化共享内存。
2.根据权利要求1所述的一种变电站二次设备拓扑分析方法，其特征在于：所述虚端子与压板的对应关系，基于功能配置统一、回路设计统一、端子排布置统一、接口标准统一、屏柜压板统一、保护定值、报告格式统一原则。
3.根据权利要求1所述的一种变电站二次设备拓扑分析方法，其特征在于：还包括步骤十二，所述步骤十二：提供数据访问接口，用于供二次设备状态诊断高级应用调用，包括获取与指定装置相关联的装置和压板、获取某装置下某一类压板信息、获取某装置关联的所有装置信息的接口。
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