CN108845827A - 一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法和系统，生成方法包括如下步骤：获取相应操作的逻辑表达式；消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；将逻辑表达式分解为子表达式，子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；将子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；根据逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，得到图元控制链表；根据图元控制链表生成演算图。本发明提供的技术方案，在将逻辑表达式转化成为可视化的逻辑演算图时，先消除了括号对逻辑表达式中逻辑运算优先级的影响，解决现有技术中在生成继电保护逻辑可视化演算图时，由于逻辑表达式解析过程比较繁琐而造成工作效率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法和系统。
背景技术
随着电力系统的高速发展，电网规模日益壮大，电力系统网络结构更显复杂，提高电力系统的安全运行水平尤为重要。
继电保护设备能够在电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号给工作人员，由工作人员消除故障。由此可见，继电保护设备是确保电力系统安全可靠运行的重要设备，其动作的正确性直接影响着整个系统运行的稳定性，一旦继电保护设备出现错误，就可能导致电力系统中事故的发生。
继电保护设备通常包括监控后台和测控装置，测控装置检测电力系统的运行状态，并根据检测到的电力系统运行状态控制继电保护设备动作，监控后台将继电保护设备所执行的动作逻辑显示出来，以供工作人员查看。目前继电保护设备操作逻辑的编辑，一直都是在监控后台和测控装置上分别进行，并且两者所编辑的动作逻辑需要保持一致，如此便会出现工作重复，造成工作量大的问题。并且继电保护设备中所采用的继电器、断路器等装置的厂家不同，为测控装置和监控后台编辑动作逻辑的人员也不同，因此还可能造成在监控后台所显示的内容与机电保护设备实际动作不一致的问题。
另外，在监控后台显示时需要先对逻辑表达式进行解析，但是逻辑表达式中通常都设有多个复杂的逻辑，解析过程比较繁琐，生成速度慢，工作效率低。
发明内容
本发明提供一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法和系统，用于解决现有技术中在生成继电保护逻辑可视化演算图时，由于逻辑表达式解析过程比较繁琐而造成工作效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，包括如下步骤：
(1)获取相应操作的逻辑表达式；
(2)对获取逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；
(3)将处理后的逻辑表达式分解为子表达式；所述子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；
(4)将所述子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；
(5)根据所述逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，进而得到与所述逻辑表达式链表所对应的图元控制链表；
(6)根据所述图元控制链表生成演算图。
本发明所提供的技术方案，在将逻辑表达式转化成为可视化的逻辑演算图时，先对逻辑表达式的优先级做处理，消除了括号对逻辑表达式中逻辑运算优先级的影响，从而降低逻辑表达式的逻辑复杂程度，解决现有技术中在生成继电保护逻辑可视化演算图时，由于逻辑表达式解析过程比较繁琐而造成工作效率低的问题。
作为对逻辑表达式链表的进一步改进，所述逻辑表达式链表的各节点的结构包括相应动作逻辑或逻辑运算符的标识码、运算符、别名缓冲区首地址、行位置、列位置和列宽值。
作为对图元控制链表的进一步改进，所述图元控制链表中各节点的结构包括相应图元的索引值、关联遥信、绘制特性集、邻接关系数组、图元行位置、图元列位置和图元列宽值。
作为对关联遥信的进一步改进，所述关联遥信包括相应图元的遥信表ID值、遥信序号和遥信别名。
作为对绘制特性集的进一步改进，所述绘制特性集包括：用于标示相应图元在逻辑演算图中左位置的像素值、用于标示相应图元在逻辑演算图中上位置的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中高度的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中宽度的像素值，以及相应图元的类型码、颜色码、弧线半径、文本字符、邻接图元的数量和邻接图元索引列表。
一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机指令；当处理器执行所述计算机指令时，实现如下步骤：
(1)获取相应操作的逻辑表达式；
(2)对获取逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；
(3)将处理后的逻辑表达式分解为子表达式；所述子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；
(4)将所述子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；
(5)根据所述逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，进而得到与所述逻辑表达式链表所对应的图元控制链表；
(6)根据所述图元控制链表生成演算图。
作为对逻辑表达式链表的进一步改进，所述逻辑表达式链表的各节点的结构包括相应动作逻辑或逻辑运算符的标识码、运算符、别名缓冲区首地址、行位置、列位置和列宽值。
作为对图元控制链表的进一步改进，所述图元控制链表中各节点的结构包括相应图元的索引值、关联遥信、绘制特性集、邻接关系数组、图元行位置、图元列位置和图元列宽值。
作为对关联遥信的进一步改进，所述关联遥信包括相应图元的遥信表ID值、遥信序号和遥信别名。
作为对绘制特性集的进一步改进，所述绘制特性集包括：用于标示相应图元在逻辑演算图中左位置的像素值、用于标示相应图元在逻辑演算图中上位置的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中高度的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中宽度的像素值，以及相应图元的类型码、颜色码、弧线半径、文本字符、邻接图元的数量和邻接图元索引列表。
附图说明
图1为方法实施例中继电保护逻辑可视化演算图生成方法的流程图；
图2为方法实施例中61850参引别名列表的结构示意图；
图3为方法实施例中逻辑表达式列表的结构示意图；
图4为方法实施例中逻辑表达式链表中各节点的结构示意图；
图5为方法实施例中图元控制链表中各节点的结构示意图；
图6为方法实施例中关联遥信的结构示意图；
图7为方法实施例中绘制特性集的结构示意图；
图8为方法实施例中邻接关系的结构示意图；
图9为方法实施例中生成的继电保护逻辑可视化演算图。
具体实施方式
本发明提供一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法和系统，用于解决现有技术中在生成继电保护逻辑可视化演算图时，逻辑表达式解析过程比较繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，包括如下步骤：
(1)获取相应操作的逻辑表达式；
(2)对获取逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；
(3)将处理后的逻辑表达式分解为子表达式；所述子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；
(4)将所述子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；
(5)根据所述逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，进而得到与所述逻辑表达式链表所对应的图元控制链表；
(6)根据所述图元控制链表生成演算图。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
方法实施例：
本实施例提供一种继电保护测控操作逻辑可视化演算逻辑生成方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)获取逻辑表达式；
根据61850参引别名列表和逻辑表达式列表获取逻辑表达式
61850参引别名列表的结构如图2所示，其中设有对逻辑表达式中索引的装置遥信、遥测和遥控61850参引别名的映射，61850参引别名要简单易懂，最好和实际刀闸上的标牌名一致，以使用户能够从逻辑演算图中直接确定具体是哪个刀闸执行动作：
61850参引别名列表由“[token dictionary]”表示开始，其中的各项采用“别名＝61850参引”的格式存储；
逻辑表达式列表的结构如图3所示，是对遥控操作逻辑的编辑设定，由“[Operation rules]”表示开始，其中的各项采用“遥控别名{分/合逻辑}：操作逻辑表达式”的格式存储；
在得到遥控互锁逻辑的描述对象后，根据61850参引别名列表得到相应的61850参引列表，根据逻辑表达式列表获取相应的逻辑表达式；
例如对于遥控互锁逻辑的描述对象为50232_wfObj{合操作}，即对象为50232_wfObj，遥控操作逻辑为合逻辑；50232_wfObj对于的参引别名通过参引别名列表tokendictionary得到相应的参引为：
FCK851DAGB2CTRL/CSWI3.Pos[CO]；
得到参引后，通过参引可以参引和模型数据表映射文件之间的对应关系可以查找到该参引对应的数据表ID以及遥控序号，以及遥测表ID的遥测序号，以确定该图元和模型数据表中的数据关联；识别到该操作对象所对应的逻辑为合逻辑，通过逻辑表达式列表中可确定，相应的逻辑表达式为：
((502327＝01)|(50232＝01))&(KR5555555566666＝01)；
(2)对逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响，将逻辑表达式中的优先级转化为同等优先级，生成逻辑表达式链表；
首先对逻辑表达式链表中的节点定义进行定义；逻辑表达式链表中各节点的结构如图4所示，主要包括以下各个域：
标识码：数据类型为整型编码，长度为4字节，是用于标识逻辑表达式的最基本元素；
运算符：数据类型为字符串数据，长度为4字节，是用于标识逻辑或者关系运算符的显式名称；
别名缓冲区首地址：数据类型为字符指针，长度为4字节，是用于标识逻辑表达式中参与运算的别名；
行位置：数据类型为整型，长度为4字节，是用于标识逻辑表达式基本单元在逻辑演算图中行位置值；
列位置：数据类型为整型，长度为4字节，是用于标识逻辑表达式基本单元在逻辑演算图中列位置值；
列宽值：数据类型为整型，长度为4字节，是用于标识逻辑表达式基本单元在逻辑演算图中占列数；
例如，在得到逻辑表达式：
((502327＝01)|(50232＝01))&(KR5555555566666＝01)
后，如果将该逻辑表达式转换成基本元素链表，则得到的逻辑表达式链表中包括(，(，502327，＝，01，)，|，(，50232，＝，01，)，)，&，(，KR5555555566666，＝，01，)15个基本元素的链表，对基本链表进行关系运算符的合并，得到逻辑运算链表：
(，(，502327＝01，)，|，(，50232＝01，)，)，&，(，KR5555555566666＝01，)；
经检查发现，该逻辑表达式链表中存在括号对其中逻辑运算或的优先级造成影响的情况，因此需要先对该逻辑表达式进行转换；将该逻辑表达式进行分解处理，使逻辑表达式中只存在逻辑与和逻辑或，将逻辑表达式中各步骤的优先级保持一致，不存在括号对其中逻辑运算优先级造成影响的情况；经处理后得到如下逻辑表达式：
(502327＝01)&(KR5555555566666＝01)|((50232＝01)&(KR5555555566666＝01))
此时逻辑表达式分解过后的表达式中各操作的优先级一致，不存在括号影响逻辑运算优先级的情况；将该处理后的逻辑表达式分解成为子表达式，子表达式为逻辑运算符或逻辑表达式，例如上述表达式经过分解后得到
(，502327＝01，)，&，(，KR5555555566666＝01，)，|，(，(，50232＝01，)，)，&，(，KR5555555566666＝01，)
这17个子表达式；将各子表达式存储到链表的相应节点中，形成逻辑表达式链表；
(3)根据逻辑表达式链表，生成相应的图元控制链表；
对上述得到的逻辑表达式链表进行逻辑预演算，根据演算规则计算出逻辑表达式链表中各节点所对应图元在演算图中的位置，行列号，布放图元按照居中居左有限原则，根据表达式基本单元别名长度计算图元列宽，避免图元重叠，计算图元邻接关系；生成对应图元，插入图元控制链表，并最终生成图元控制链表；
首先图元控制列表的各节点进行定义，如图5所示，主要包括以下各个域：
索引值：数据类型为整型，长度为4字节，用于标识图元在图中的序号；
关联遥信：采用遥信数据结构，用于标识图元在图中的显示别名；
绘制特性集：采用绘制特性集结构，用于标识图元在逻辑图中的绘制特性，比如图元left,top,height,width实际像素值；
邻接关系数组：采用邻接关系结构数组，最大支持32个邻接关系描述，用于标识图元与图中其它图元的邻接关系；本实施例中的邻接关系组只描述前进方向的邻接关系，即右向的邻接关系；
图元行位置：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示图元在逻辑演算图中行位置值；
图元列位置：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示图单元在逻辑演算图中列位置值；
图元列宽值：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示图元在逻辑演算图中占列数；
上述关联遥信如图6所示，主要包括以下各个域：
遥信表ID值：数据类型为整型，长度为4字节，是遥信表的ID值；
遥信序号：数据类型为整型，长度为4字节，是遥信在遥信表中的序号；
遥信别名：数据类型为字符串数据，长度为64字节，是在逻辑表达式中映射的别名，在逻辑演算图中标示参与运算的图元；
上述绘制特性集如图7所示，主要包括以下各个域：
left：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示相应图元在逻辑演算图中左位置的像素；
top：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示相应图元在逻辑演算图中上位置的像素数；
height：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示相应图元在逻辑演算图中高度的像素数；
width：数据类型为整型，长度为4字节，用于标示相应图元在逻辑演算图中宽度的像素数；
类型码：数据类型为整型，长度4字节，支持点，线，文字，弧线；
颜色码：数据类型为整型，长度4为字节，用于标示相应图元的颜色；
弧线半径：数据类型为整型，长度为4字节；
文本字符：数据类型为字符型，长度为1字节；
上述邻接关系结构如图8所示，邻接关系结构主要包括以下各个域：
邻接关系数量：数据类型为整型，长度为4字节，用于表示会相应图元所邻接的图元个数；
邻接图元索引列表：数据类型为整型数组，最大支持32个，默认值-1；
预演算过程中遇到不合法的表达式情况，返回异常编码，停止继续执行，并同时销毁已经生成的图元以及图元控制链表控制体；
例如对于上述步骤(2)中得到的逻辑表达式链表，首先计算出502327＝01，KR5555555566666＝01，50232＝01，KR5555555566666＝01这四个节点所对应图元在逻辑可视化图中的行列号和各图元与其他图元之间的邻接关系；图元初始采用默认大小，并且能够根据实际的需求调节图元的大小；按照此方法生成与逻辑表达式相对应的图元控制链表；
计算图元位置时，邻接关系为逻辑与的图元设置在同一行，当出现逻辑或的土元时，将图元上下分列设置；按照该设置方式，四个逻辑表达式所对应的图元中502327＝01和KR5555555566666＝01所对应的图元设置在同一列，50232＝01和KR5555555566666＝01所对应的图元设置在同一列，并且这两列是逻辑或的关系；逻辑表达式链表中各节点所对应图元尺寸的大小根据需求设置，避免在显示时图元的位置重叠；
(4)根据图元控制链表生成演算图。
图元控制链表生成可视化逻辑演算图，根据每个图元的行列位置，生成该图元的绘制特性集数据，同时将逻辑不同或线连接不通行的逻辑图元控件加入图元控制链表，如图9所示；刷新每一个图元的邻接关系集数据，检查每个图元的绘制特性集数据是否重叠，邻接关系和绘制特性集数据是否一致，是否存在悬空左端的图元，如果存在，需要把悬空左端的图元左移连接起始线。
根据图元控制链表中各个图元的绘制特性数据输出可视化逻辑图数据，按照许继电气主接线图文件格式进行输出。
最后，对生成的可视化逻辑图数据进行加载检查，判断是否异常，一切正常返回0，生成对应的可视化逻辑图文件供其它模块使用。
上下两列的图元控制链表自动生成可视化逻辑演算图数据，经过计算，按照居左或者居右布放原则，生成各个图元的位置信息和大小尺寸信息。502327＝01，KR5555555566666＝01，50232＝01，KR5555555566666＝01作为图元的显示名称信息，按照许继电气主接线图文件格式进行输出保存文件。
系统实施例：
本实施例提供一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，包括存储器和处理器，存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机指令；当处理器执行存储器上所存储的计算机指令时，实现如上述方法实施例中所提供的继电保护逻辑可视化演算图生成方法，该方法已在上述方法实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。
Claims (10)
1.一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)获取相应操作的逻辑表达式；
(2)对获取逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；
(3)将处理后的逻辑表达式分解为子表达式；所述子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；
(4)将所述子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；
(5)根据所述逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，进而得到与所述逻辑表达式链表所对应的图元控制链表；
(6)根据所述图元控制链表生成演算图。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，其特征在于，所述逻辑表达式链表的各节点的结构包括相应动作逻辑或逻辑运算符的标识码、运算符、别名缓冲区首地址、行位置、列位置和列宽值。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，其特征在于，所述图元控制链表中各节点的结构包括相应图元的索引值、关联遥信、绘制特性集、邻接关系数组、图元行位置、图元列位置和图元列宽值。
4.根据权利要求3所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，其特征在于，所述关联遥信包括相应图元的遥信表ID值、遥信序号和遥信别名。
5.根据权利要求3或4所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成方法，其特征在于，所述绘制特性集包括：用于标示相应图元在逻辑演算图中左位置的像素值、用于标示相应图元在逻辑演算图中上位置的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中高度的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中宽度的像素值，以及相应图元的类型码、颜色码、弧线半径、文本字符、邻接图元的数量和邻接图元索引列表。
6.一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机指令；其特征在于，当处理器执行所述计算机指令时，实现如下步骤：
(1)获取相应操作的逻辑表达式；
(2)对获取逻辑表达式进行优先级处理，消除逻辑表达式中括号对逻辑运算优先级的影响；
(3)将处理后的逻辑表达式分解为子表达式；所述子表达式为逻辑表达式或逻辑运算符；
(4)将所述子表达式依次存储在相应的链表节点中，形成逻辑表达式链表；
(5)根据所述逻辑表达式链表中各节点所存储的逻辑运算符得到相应的图元节点，进而得到与所述逻辑表达式链表所对应的图元控制链表；
(6)根据所述图元控制链表生成演算图。
7.根据权利要求6所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，其特征在于，所述逻辑表达式链表的各节点的结构包括相应动作逻辑或逻辑运算符的标识码、运算符、别名缓冲区首地址、行位置、列位置和列宽值。
8.根据权利要求7所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，其特征在于，所述图元控制链表中各节点的结构包括相应图元的索引值、关联遥信、绘制特性集、邻接关系数组、图元行位置、图元列位置和图元列宽值。
9.根据权利要求8所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，其特征在于，所述关联遥信包括相应图元的遥信表ID值、遥信序号和遥信别名。
10.根据权利要求8或9所述的一种继电保护逻辑可视化演算图生成系统，其特征在于，所述绘制特性集包括：用于标示相应图元在逻辑演算图中左位置的像素值、用于标示相应图元在逻辑演算图中上位置的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中高度的像素值，用于标示相应图元在逻辑演算图中宽度的像素值，以及相应图元的类型码、颜色码、弧线半径、文本字符、邻接图元的数量和邻接图元索引列表。
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