CN109446747A - 一种基于cim模型和cad的三维阀塔自动建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法：包括以下步骤：（1）获取PCS‑9700的CIM模型和CAD图形；（2）根据CAD自动生成三维阀塔；（3）根据CIM模型关联三维阀塔模型参数；（4）三维阀塔模型关联获取实时数据；（5）实时定位展示故障子模块。本发明采用此种建模方法，自动建模得到具有多种交互功能的三维阀塔，由于采用三维模型显示阀塔结构，并且将模型和实际电网运行情况和数据进行实时同步，当某个子模块发生异常故障时，能够自动定位三维模型中位置。提高了换流站值班员的观看体验，便于值班员快速定位故障，从而有利于迅速做出调度决策。

Description

一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法。

背景技术

在直流换流站中，阀塔、子模块的状态监视，与故障时定位是非常重要的一项工作。

传统的平面子模块状态监视，已不能满足监视的需要，具有以下不足：（1）展现形式不直观，看到子模块而不能和实际子模块位置对应，值班员不能迅速定位位置。（2）信息量单薄，值班员不能直接看到阀塔的整体状态信息。（3）功能单一，只能根据子模块的名称去查对应表，查找实际位置，不能自动定位。（4）不具有交互性，从而进一步降低了值班员的信息获取和使用体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，能够自动定位三维模型中位置，提高了换流站值班员的观看体验，便于值班员快速定位故障，从而有利于迅速做出调度决策。

本发明采用以下方案实现：一种基于CIM模型（公共信息模型）和CAD的三维阀塔自动建模方法，提供一PCS-9700监控系统，包括以下步骤：

步骤S1：获取PCS-9700的CIM模型和CAD图形；

步骤S2：根据CAD自动生成三维阀塔；

步骤S3：根据步骤S1得到的CIM模型更新步骤S2中三维阀塔模型参数；

步骤S4：利用三维阀塔模型关联获取实时数据；

步骤S5：实时定位展示故障子模块。

进一步地，所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：从PCS-9700监控系统上获取CIM数据文件，解析电网CIM模型文件，将电网CIM模型中电网设备的ID、类型、电气参数、电压等级、设备静态参数、设备遥测遥信ID和关联关系保存到PCS-9700监控系统数据库，同时将电网设备之间的拓扑连接关系保存到PCS-9700监控系统数据库；

步骤S12：从PCS-9700监控系统上获取更新的CAD数据文件。

进一步地，步骤S11中所述的电网设备包括阀塔、子模块、开关和线路。

进一步地，所述步骤S2还包括以下步骤：

步骤S21： 载入每一类电网设备的设备三维模型到程序的模型库；

步骤S22： 读取所述CAD数据文件，并获取每一类电网设备的设备图元、每个电网设备ID和相对位置信息；然后根据每个电网设备的相对位置信息，在程序中的三维阀塔载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与CAD中电网设备之间的相对位置一致；

步骤S23：对于步骤S22映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤S21预先载入的对应类型的三维模型，从而得到初始三维阀塔。

进一步地，步骤S22中所述的程序包括三个模块，具体为实时数据采集器、后台和告警模块；所述实时数据采集器用以进行104协议数据通讯；所述后台用以进行数据分析和故障分析；所述告警模块用以进行告警和实时数据显示。

进一步地，所述步骤S3还包括以下步骤：

步骤S31：根据步骤S11得到的CIM模型中阀塔ID和步骤S22得到的CAD模型中阀塔ID，关联数据库中电气参数与三维阀塔模型；

步骤S32：根据每个阀塔的静态参数，运行参数形成阀塔信息列表关联三维阀塔；阀塔信息列表信息包括所属极、编号、位置、层数、每层子模块总数、和桥臂编号信息。

进一步地，所述步骤S4还包括以下步骤：

步骤S41：根据步骤S11得到的CIM中设备遥测遥信ID与电网实时数据采集器映射，实时数据采集器采集遥测遥信状态，更新所述阀塔信息列表。

步骤S42：实时更新电网遥测遥信信息，保存对应的子模块遥测遥信与保护信息；

步骤S43：当所述三维阀塔模型的某个子模块被触发时，所述告警模块通过调取所述对应的阀塔信息列表，推送阀塔参数信息和当前实时数据状态。

进一步地，所述步骤S5还包括以下步骤：

步骤S51：建立子模块状态定义表，定义子模块状态与遥信ID，根据遥信ID映射实时数据采集器；

步骤S52：三维阀塔运行后，所述后台自动接收电网实时数据采集器推送的遥测遥信数据；

步骤S53：当接收到子模块异常遥信号后，在三维阀塔上用醒目颜色标记故障子模块，三维阀塔视角自动定位到相应子模块位置。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

（1）本发明由于采用三维模型显示技术，因此比传统的平面图更形象，使值班员能够更直观的观察到子模块相对阀塔的位置，从而进一步提了电网值班员的视觉体验。

（2）本发明减少维护人员重复建模和数据维护的繁重工作，提高了自动化水平。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种基于CIM模型（公共信息模型）和CAD的三维阀塔自动建模方法，提供一PCS-9700监控系统，包括以下步骤：

步骤S1：获取PCS-9700的CIM模型和CAD图形；

步骤S2：根据CAD自动生成三维阀塔；

步骤S3：根据步骤S1得到的CIM模型更新步骤S2中三维阀塔模型参数；

步骤S4：利用三维阀塔模型关联获取实时数据；

步骤S5：实时定位展示故障子模块。

在本实施例中，所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：从PCS-9700监控系统上获取CIM数据文件，解析电网CIM模型文件，将电网CIM模型中电网设备的ID、类型、电气参数、电压等级、设备静态参数、设备遥测遥信ID和关联关系保存到PCS-9700监控系统数据库，同时将电网设备之间的拓扑连接关系保存到PCS-9700监控系统数据库；

步骤S12：从PCS-9700监控系统上获取更新的CAD数据文件。

在本实施例中，步骤S11中所述的电网设备包括阀塔、子模块、开关和线路。

在本实施例中，所述步骤S2还包括以下步骤：

步骤S21： 载入每一类电网设备的设备三维模型到程序的模型库；

步骤S22： 读取所述CAD数据文件，并获取每一类电网设备的设备图元、每个电网设备ID和相对位置信息；然后根据每个电网设备的相对位置信息，在程序中的三维阀塔载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与CAD中电网设备之间的相对位置一致；

步骤S23：对于步骤S22映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤S21预先载入的对应类型的三维模型，从而得到初始三维阀塔。

在本实施例中，步骤S22中所述的程序包括三个模块，具体为实时数据采集器、后台和告警模块；所述实时数据采集器用以进行104协议数据通讯；所述后台用以进行数据分析和故障分析；所述告警模块用以进行告警和实时数据显示。

在本实施例中，所述步骤S3还包括以下步骤：

步骤S31：根据步骤S11得到的CIM模型中阀塔ID和步骤S22得到的CAD模型中阀塔ID，关联数据库中电气参数与三维阀塔模型；

步骤S32：根据每个阀塔的静态参数，运行参数形成阀塔信息列表关联三维阀塔；阀塔信息列表信息包括所属极、编号、位置、层数、每层子模块总数、和桥臂编号信息。

在本实施例中，所述步骤S4还包括以下步骤：

步骤S41：根据步骤S11得到的CIM中设备遥测遥信ID与电网实时数据采集器映射，实时数据采集器采集遥测遥信状态，更新所述阀塔信息列表。

步骤S42：实时更新电网遥测遥信信息，保存对应的子模块遥测遥信与保护信息；

步骤S43：当所述三维阀塔模型的某个子模块被触发时，所述告警模块通过调取所述对应的阀塔信息列表，推送阀塔参数信息和当前实时数据状态。

在本实施例中，所述步骤S5还包括以下步骤：

步骤S51：建立子模块状态定义表，定义子模块状态与遥信ID，根据遥信ID映射实时数据采集器；

步骤S52：三维阀塔运行后，所述后台自动接收电网实时数据采集器推送的遥测遥信数据；

步骤S53：当接收到子模块异常遥信号后，在三维阀塔上用醒目颜色标记故障子模块，三维阀塔视角自动定位到相应子模块位置。

较佳的，本实施例方法基于现有的换流站的PCS-9700监控系统，该系统提供CIM模型、CAD数据文件、实时数据信息。此方法功能可由程序实现，该程序可划分为多个模块，包括实时数据采集器（104协议数据通讯功能），后台（数据分析故障分析功能），告警模块（告警和实时数据显示功能）。方法中提到的电网设备包含阀塔、子模块、开关、线路。

较佳的，本实施例建模得到的电网三维阀塔，具有多种交互功能，且交互能力强。例如，选中单个阀塔设备时，可以互动显示参展参数和实时关键指标数据、如出现子模块异常情况，在三维阀塔上用醒目颜色标记故障子模块，三维阀塔视角自动定位到相应子模块位置，从而有利于值班员更早发现故障，迅速做出调度决策。（3）实现了从电网CIM数据模型和CAD图形，自动转换为三维阀塔，同时将三维阀塔关联到实时数据接口；减少维护人员重复建模和数据维护的繁重工作，提高了自动化水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，提供一PCS-9700监控系统，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：获取PCS-9700的CIM模型和CAD图形；

步骤S2：根据CAD自动生成三维阀塔；

步骤S3：根据步骤S1得到的CIM模型更新步骤S2中三维阀塔模型参数；

步骤S4：利用三维阀塔模型关联获取实时数据；

步骤S5：实时定位展示故障子模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：从PCS-9700监控系统上获取CIM数据文件，解析电网CIM模型文件，将电网CIM模型中电网设备的ID、类型、电气参数、电压等级、设备静态参数、设备遥测遥信ID和关联关系保存到PCS-9700监控系统数据库，同时将电网设备之间的拓扑连接关系保存到PCS-9700监控系统数据库；

步骤S12：从PCS-9700监控系统上获取更新的CAD数据文件。

3.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：步骤S11中所述的电网设备包括阀塔、子模块、开关和线路。

4.根据权利要求3所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：所述步骤S2还包括以下步骤：

步骤S21：载入每一类电网设备的设备三维模型到程序的模型库；

步骤S22：读取所述CAD数据文件，并获取每一类电网设备的设备图元、每个电网设备ID和相对位置信息；然后根据每个电网设备的相对位置信息，在程序中的三维阀塔载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与CAD中电网设备之间的相对位置一致；

步骤S23：对于步骤S22映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤S21预先载入的对应类型的三维模型，从而得到初始三维阀塔。

5.根据权利要求4所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：步骤S22中所述的程序包括三个模块，具体为实时数据采集器、后台和告警模块；所述实时数据采集器用以进行104协议数据通讯；所述后台用以进行数据分析和故障分析；所述告警模块用以进行告警和实时数据显示。

6.根据权利要求4所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：所述步骤S3还包括以下步骤：

步骤S31：根据步骤S11得到的CIM模型中阀塔ID和步骤S22得到的CAD模型中阀塔ID，关联数据库中电气参数与三维阀塔模型；

步骤S32：根据每个阀塔的静态参数，运行参数形成阀塔信息列表关联三维阀塔；阀塔信息列表信息包括所属极、编号、位置、层数、每层子模块总数、和桥臂编号信息。

7.根据权利要求5所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：所述步骤S4还包括以下步骤：

步骤S41：根据步骤S11得到的CIM中设备遥测遥信ID与电网实时数据采集器映射，实时数据采集器采集遥测遥信状态，更新所述阀塔信息列表;

步骤S42：实时更新电网遥测遥信信息，保存对应的子模块遥测遥信与保护信息.

步骤S43：当所述三维阀塔模型的某个子模块被触发时，所述告警模块通过调取所述对应的阀塔信息列表，推送阀塔参数信息和当前实时数据状态。

8.根据权利要求5所述的一种基于CIM模型和CAD的三维阀塔自动建模方法，其特征在于：所述步骤S5还包括以下步骤：

步骤S51：建立子模块状态定义表，定义子模块状态与遥信ID，根据遥信ID映射实时数据采集器；

步骤S52：三维阀塔运行后，所述后台自动接收电网实时数据采集器推送的遥测遥信数据；

步骤S53：当接收到子模块异常遥信号后，在三维阀塔上用醒目颜色标记故障子模块，三维阀塔视角自动定位到相应子模块位置。