CN110768372A - 基于iec61850标准的保护信息系统源端建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，保信子站利用符合IEC61850标准的变电站系统配置工具进行变电站完整建模，生成包含变电站一次设备及拓扑结构、二次设备及一二次设备关联关系的SCD模型文件。保信主子站间通过SCD文件交换模型信息。保信主站利用SCD文件自动生成包含变电站一次设备信息、二次设备信息及两者之间关联关系的数据库，为保护信息的应用分析提供模型基础，实现了保信系统的源端建模。本发明可有效解决保信系统中由于103规约缺少模型信息导致主站无法对保护信息进行深入分析的问题。

Description

基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，尤其涉及基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法。

背景技术

保护信息系统简称保信系统，由位于厂站端的继电保护装置、子站以及位于调度端的主站构成，该系统实现了对继电保护装置的实时监视、控制和电网故障的实时分析。

随着智能电网技术的快速发展，智能变电站得到了推广应用。智能变电站基于IEC61850标准实现了全站数据的统一建模和信息共享。而保信系统主子站之间大都基于103规约进行通信，通过103信息点表进行数据交互。对于智能变电站，保信子站需要将站内的IEC61850数据转换成103数据进行上送，导致数据上送的不完整。同时103信息点表没有明确语义,缺少一二次设备模型信息，保信子站仅能用于保护信息的监视，无法进行深入的分析。主站的电网智能故障分析等高级应用为了实现对保护信息的分析，还需要单独建立保护分析模型，增加了调度端的维护工作量，还容易出现调度端与厂站端保护模型不一致性的问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于IEC61850标准的保信系统源端建模方法，将IEC61850标准引入保信系统，保信主子站之间采用IEC 61850标准进行通信以解决目前保信系统中由于103规约缺少模型信息导致主站无法对保护信息进行深入分析的问题。

为了达成上述目的，本发明所采用的技术方案是基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，包括以下步骤：

步骤1，保信子站利用符合IEC61850标准的变电站系统配置工具进行变电站完整建模，生成包含变电站一次设备及拓扑结构、二次设备及一二次设备关联关系的SCD模型文件；

步骤2，保信主站配置子站的IP地址，与子站建立MMS连接，通过IEC61850文件服务从子站召唤SCD模型文件；SCD模型文件路径为“/SCD”，文件名称为“厂站名.SCD”；

步骤3，保信主站利用数据库组态工具，导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库；通过解析SCD文件，将一次设备配置信息及其拓扑关系、二次设备配置信息、一二次设备的关联关系写入到主站数据库中，在导入SCD文件过程中，挑选所需导入的一二次设备模型，实现对全站模型的抽取。

上述建模方法中，所述步骤1具体包括：

步骤11：建立一次设备模型，采用图形化的方式，绘制变电站一次单线图，配置一次设备名称及其参数，并对变电站的间隔进行合理划分，形成包含变电站一次设备及拓扑关系的SSD模型文件；

步骤12：建立IED设备模型，增加IED设备，导入ICD模型文件，对IED设备进行实例化配置，包括IED名称、通信参数、数据集、报告控制块、GOOSE和SV连线；

步骤13：进行一二次设备关联建模，根据保信系统的要求，将保护装置不同的逻辑节点关联到不同的导电设备上，体现出保护装置的逻辑功能和保护范围；

步骤14：导出包含SSD信息的全站SCD模型文件。

上述建模方法中，步骤3中的所述保信主站数据库包含变电站分区、IEC61850模型分区、测点信息分区三个部分；变电站分区包括厂站表、电压等级表、变压器表、间隔表、母线表、导电设备表；IEC61850模型分区包括IED表、逻辑装置表、逻辑节点表、数据集表、数据集项表、报告控制块表、定值控制块表；测点信息分区包括保护遥测表、保护遥信表、定值表、告警信号表、动作事件表、压板表。

上述建模方法中，所述步骤3中保信主站导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库的过程具体包括：

步骤31，导入一次设备信息，将SCD中一次模型相关对象写入到变电站分区对应的表中，所述一次模型包括厂站、电压等级、变压器、间隔、母线、导电设备；一次拓扑关系连接节点、端点信息转换成数据库中设备的拓扑连接号属性；对于导电设备，还要进一步设置设备类型，所述设备类型包括开关、刀闸、馈线；

步骤32，导入二次设备信息，将SCD文件中的二次模型相关对象写入到IEC61850模型分区对应的表中，所述二次模型包括服务器、逻辑装置、逻辑节点、数据集、数据集项、报告控制块、定值控制块；同时根据IED数据集模型，生成保护遥测、保护遥信、定值、告警信号、动作事件测点对象，写入测点信息表；

步骤33，根据SCD文件中一次设备关联的逻辑节点信息，在数据库中建立一次设备与保护装置、逻辑节点的关联关系。

本发明的有益效果：采用本发明的所述方法和系统，保信子站采用IEC 61850标准对变电站进行完整建模，保信主子站间通过SCD文件交换模型信息，保信主站利用SCD文件自动生成包含变电站一次设备信息、二次设备信息及两者之间关联关系的数据库，为保护信息的应用分析提供了模型基础，实现了保信系统的源端建模。

附图说明

图1基于IEC61850标准的保信系统源端建模过程。

图2保信主站数据库结构。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

为了解决目前保信系统中由于103规约缺少模型信息导致主站无法对保护信息进行深入分析的问题，本发明提出了一种基于IEC61850标准的保信系统源端建模方法将IEC61850标准引入保信系统。保信主子站之间采用IEC 61850标准进行通信，子站无需进行数据转换，可将保护信息完整的上送到主站；子站直接将变电站SCD模型文件提供主站，主站能够充分利用SCD文件所包含的完整变电站模型信息，实现对保护信息的高级分析。

实施例1

本基于IEC61850标准的保信系统源端建模，具体流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1，保信子站利用符合IEC61850标准的变电站系统配置工具进行变电站完整建模，生成包含变电站一次设备及拓扑结构、二次设备及一二次设备关联关系的SCD模型文件；

步骤2，保信主站配置子站的IP地址，与子站建立MMS连接，通过IEC61850文件服务从子站召唤SCD模型文件；SCD模型文件路径为“/SCD”，文件名称为“厂站名.SCD”；

步骤3，保信主站利用数据库组态工具，导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库；通过解析SCD文件，将一次设备配置信息及其拓扑关系、二次设备配置信息、一二次设备的关联关系写入到主站数据库中，在导入SCD文件过程中，挑选所需导入的一二次设备模型，实现对全站模型的抽取。

上述建模方法中，所述步骤1具体包括：

步骤11：建立一次设备模型，采用图形化的方式，绘制变电站一次单线图，配置一次设备名称及其参数，并对变电站的间隔进行合理划分，形成包含变电站一次设备及拓扑关系的SSD模型文件；

步骤12：建立IED设备模型，增加IED设备，导入ICD模型文件，对IED设备进行实例化配置，包括IED名称、通信参数、数据集、报告控制块、GOOSE和SV连线；

步骤13：进行一二次设备关联建模，根据保信系统的要求，将保护装置不同的逻辑节点关联到不同的导电设备上，体现出保护装置的逻辑功能和保护范围；

步骤14：导出包含SSD信息的全站SCD模型文件。

上述建模方法中，步骤3中的所述保信主站数据库包含变电站分区、IEC61850模型分区、测点信息分区三个部分，数据库结构如图2所示；变电站分区包括厂站表、电压等级表、变压器表、间隔表、母线表、导电设备表；IEC61850模型分区包括IED表、逻辑装置表、逻辑节点表、数据集表、数据集项表、报告控制块表、定值控制块表；测点信息分区包括保护遥测表、保护遥信表、定值表、告警信号表、动作事件表、压板表。

上述建模方法中，所述步骤3中保信主站导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库的过程具体包括：

步骤31，导入一次设备信息，将SCD中一次模型相关对象写入到变电站分区对应的表中，所述一次模型包括厂站、电压等级、变压器、间隔、母线、导电设备；一次拓扑关系连接节点、端点信息转换成数据库中设备的拓扑连接号属性；对于导电设备，还要进一步设置设备类型，所述设备类型包括开关、刀闸、馈线；

步骤32，导入二次设备信息，将SCD文件中的二次模型相关对象写入到IEC61850模型分区对应的表中，所述二次模型包括服务器、逻辑装置、逻辑节点、数据集、数据集项、报告控制块、定值控制块；同时根据IED数据集模型，生成保护遥测、保护遥信、定值、告警信号、动作事件测点对象，写入测点信息表；

步骤33，根据SCD文件中一次设备关联的逻辑节点信息，在数据库中建立一次设备与保护装置、逻辑节点的关联关系。

本方法所对应的实现系统通常应用在保信系统中，具体实施实例如下：

(1)保信子站利用PCS_Station系统配置工具进行变电站完整建模，生成包含变电站一次设备及拓扑结构、二次设备及一二次设备关联关系的SCD模型文件。

(2)将SCD模型文件下装到保信子站中，并完成保信子站的通信配置。

(3)保信主站配置保信子站的通信参数。

(4)保信主站与保信子站建立MMS连接，通过MMS文件服务召唤SCD模型文件。

(5)保信主站解析SCD模型文件，将SCD模型文件中的一次设备、二次设备、一二次设备关联信息写入数据库，生成保信主站数据库。

(6)保信主站验证并发布数据库。

(7)保信主站前置从数据库中读取IED通信模型信息，从保信子站采集各类保护信息，进行分类处理。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何等同替换或改动，并不超出本发明保护范围。

Claims (4)

1.基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，保信子站利用符合IEC61850标准的变电站系统配置工具进行变电站完整建模，生成包含变电站一次设备及拓扑结构、二次设备及一二次设备关联关系的SCD模型文件；

步骤2，保信主站配置子站的IP地址，与子站建立MMS连接，通过IEC61850文件服务从子站召唤SCD模型文件；SCD模型文件路径为“/SCD”，文件名称为“厂站名.SCD”；

步骤3，保信主站利用数据库组态工具，导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库；通过解析SCD文件，将一次设备配置信息及其拓扑关系、二次设备配置信息、一二次设备的关联关系写入到主站数据库中，在导入SCD文件过程中，挑选所需导入的一二次设备模型，实现对全站模型的抽取。

2.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤11：建立一次设备模型，采用图形化的方式，绘制变电站一次单线图，配置一次设备名称及其参数，并对变电站的间隔进行合理划分，形成包含变电站一次设备及拓扑关系的SSD模型文件；

步骤12：建立IED设备模型，增加IED设备，导入ICD模型文件，对IED设备进行实例化配置，包括IED名称、通信参数、数据集、报告控制块、GOOSE和SV连线；

步骤13：进行一二次设备关联建模，根据保信系统的要求，将保护装置不同的逻辑节点关联到不同的导电设备上，体现出保护装置的逻辑功能和保护范围；

步骤14：导出包含SSD信息的全站SCD模型文件。

3.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，其特征在于，步骤3中的所述保信主站数据库包含变电站分区、IEC61850模型分区、测点信息分区三个部分；变电站分区包括厂站表、电压等级表、变压器表、间隔表、母线表、导电设备表；IEC61850模型分区包括IED表、逻辑装置表、逻辑节点表、数据集表、数据集项表、报告控制块表、定值控制块表；测点信息分区包括保护遥测表、保护遥信表、定值表、告警信号表、动作事件表、压板表。

4.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的保护信息系统源端建模方法，其特征在于，所述步骤3中保信主站导入SCD模型文件，自动生成保信主站数据库的过程具体包括：

步骤31，导入一次设备信息，将SCD中一次模型相关对象写入到变电站分区对应的表中，所述一次模型包括厂站、电压等级、变压器、间隔、母线、导电设备；一次拓扑关系连接节点、端点信息转换成数据库中设备的拓扑连接号属性；对于导电设备，还要进一步设置设备类型，所述设备类型包括开关、刀闸、馈线；

步骤32，导入二次设备信息，将SCD文件中的二次模型相关对象写入到IEC61850模型分区对应的表中，所述二次模型包括服务器、逻辑装置、逻辑节点、数据集、数据集项、报告控制块、定值控制块；同时根据IED数据集模型，生成保护遥测、保护遥信、定值、告警信号、动作事件测点对象，写入测点信息表；

步骤33，根据SCD文件中一次设备关联的逻辑节点信息，在数据库中建立一次设备与保护装置、逻辑节点的关联关系。

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