CN110956283A - Scd文件与软压板匹配的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种SCD文件与压板自动匹配的方法，包括：设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则；将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态；将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配；根据校验规则校验实例化的安措步骤；安措预演。本发明还公开一种SCD文件与压板自动匹配系统。本发明相比现有技术具有以下优点：给出了一种SCD文件与软压板匹配的具体步骤，特别适用于移动式设备，如手持设备；给出了一种具体的发送侧虚端子与软压板匹配的方法，提高了匹配速度，减少了人工工作量。

Description

SCD文件与软压板匹配的方法及系统

技术领域

本发明涉及电网智能变电站运维管理技术领域，具体属于二次检修安全措施自动生成技术领域。

背景技术

软压板是指软件系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能，通常以修改微机保护的软件控制字来实现。软压板是相对于硬压板而言的，是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带,关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用。传统保护使用硬连片故而称为硬压板，而软压板是在此基础上利用软件逻辑强化对功能投退和出口信号的控制，与硬压板是“与”的关系。在智能变电站中，由于信号、控制等回路的网路化，硬压板也就随着电缆回路的消失而消失，而软压板的功能则大大加强，重要性也随之提升。

在微机装置的成熟，使得远方投退装置软压板技术变得可靠，经过改造和调试，无需到达现场，就可以在电网公司内的监控中心完成数十公里外变电站的软压板投入或退出，节省大量的人力物力。如专利号为201010615717.9的专利，公开了一种基于500kV无人值守变电站的保护软压板远程控制方法，其给出了一种远程控制操作软压板的完整规范流程，使得软压板的人工操作改由计算机智能化实现，但是其中完全没有提到二次设备检修，更没有提到二次安措票如何开具。

变电站在进行二次设备检修、技改和校验等工作前，需开具二次安措票。传统方式下，二次安措票一般通过检修运维人员根据相关工作内容要求、规范要求和地区模板要求等分析检修隔离点安全措施，按屏柜或设备依次人工填写所有安全措施条目，并经相关人员审核无误后方能使用。二次安措票的开具由运维检修人员手动填写就容易造成缺项漏项，不利于电网的安全运行。并且，开具二次安措票的准确性和效率除了受运维人员对智能变电站了解程度的水平差异以及变电站的规模和检修范围的差异，也受检修运维人员水平限制。另外，目前已有的智能变电站二次检修工作安全措施的生成需要进行大量的数据建模和模型计算，已无法满足安全措施编制的效率要求。因此，研究一种智能寻找软压板的方法，解决现有的软压板完全需要人工查找的现状，是目前急需解决的问题。

智能变电站系统配置文件(SCD模型文件)是一个变电站智能化的反应，包含了该变电站的所有信息，如IED(Intelligent Electronic Device，智能电力监测装置)间的通信、网络连接、虚端子连接信息及IED建模信息等，软压板的信息也完全包含在SCD模型文件中，分析SCD模型文件便可获取该智能化变电站中所有软压板的基本信息。其中文献“QGDW396—2009《IEC_61850工程继电保护应用模型》”更是明确规定了SCD模型文件中各类软压板的命名规则。其中SV和GOOSE相关的规则如下：1)PTRC、RREC、PSCH加Strp后缀的端子为GOOSE出口软压板。允许使用数字进行扩充。2)使用GGIO.SPCSO建模的端子为GOOSE、SV接收软压板。专利号为201510182275.6的专利即公开了一种通过导入SCD文件增强IEC_61850客户端功能的方法，但是其只是为了进一步增强IEC_61850客户端的功能，并没有涉及变电站的二次设备检修、技改和校验等具体工作。

专利号为201510182275.6的专利公开了一种基于可视化展示的智能变电站二次设备在线运维方法及系统，(1)将智能变电站二次设备的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计；(2)对智能变电站二次设备的软压板功能说明和正常运行方式投退状态进行审核，将审核批准后的软压板功能说明和正常运行方式投退状态录入后台监控系统；(3)全站软压板定时自动巡检或手工巡视，对处于不正常状态的软压板进行智能报警；(4)控制智能变电站继电保护装置的所有软压板按照设定的操作逻辑和规则，自动完成软压板投退的操作，改变继电保护装置的运行状态，实现继电保护装置运行的投停顺控；(5)以智能变电站二次设备中设定的一台保护设备为核心，显示该台设备与其它设备的开关位置信号和软压板虚端子连接情况，形成二次虚回路并进行可视化展示；(6)当软压板状态发生变化时，自动弹出上述二次虚回路，显示当前软压板状态并自动闪烁。其中主要改进为对软压板的标准化设计及软压板投退异常能够智能报警，从而降低智能变电站运维检修的复杂性和不确定性。该申请文件涉及对软压板本身进行命名和更改，但实际上厂家对软压板的命名和定义与规范可能不一样，如果均对软压板进行标准化会造成执行困难，且该申请中也没有提到如何SCD文件与软压板的匹配的问题。

公开号是CN105914892A的专利申请公开了一种二次检修安措票系统及其实现方法，所述二次检修安措票系统包括模型数据管理模块、实时库、历史库、图形编辑器、安措票应用模块。二次检修安措票的实现方法实现了针对二次检修安措的智能拟票、防误校验、模拟预演、安措票管理、可视化展示一系列的功能要求。该专利解决了传统人工编制二次安措票难度大和易出错，以及二次安措票没有系统管理等问题。但是其第二步中二次回路的绘制过程中并没有详细叙述，更没有提到虚端子与软压板如何对应，在智能拟票里也没有详细叙述如何对应实际软压板的具体步骤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具体的智能寻找软压板的过程，从而实现二次检修的自动化或部分自动化，有效提高二次检修安措的效率和正确性。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种SCD文件与压板自动匹配的方法，包括：

步骤S1：通过研究变电站安全措施的相关规范，并结合分析大量典型设备的二次安措票，设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则；

步骤S2：将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，其中包括SCD文件解析、虚回路与软压板的关联关系匹配、自动生成虚回路展示SVG图，SCD文件解析包括SCD虚回路解析和软压板解析，其中SCD虚回路解析是通过SCD文件解析得到各保护装置之间虚端子连接关系，包括虚端子信号连接关系、接收装置的板卡及端口信息，软压板解析是通过SCD文件解析得到各保护装置的软压板，关联关系匹配是根据虚回路与软压板的对应原则，将虚端子与软压板信息的关联关系进行匹配，并将所有数据存库，自动生成虚回路展示SVG图，是将设备的虚回路及所对应的软压板信息展示SVG图形上；

步骤S3：将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配；

步骤S4根据校验规则校验实例化的安措步骤；

步骤S5：安措预演。

作为优化的技术方案，所述步骤S1具体包括一下步骤：

S11)通过研究变电站安全措施的规范，结合分析现场典型设备二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级、待检设备类型、一次设备运行情况、采样形式、跳闸模式、互感器类型、试验类型；

S12)根据上述提取出的二次安措票的条件，根据不同的条件，总结出不同的二次安措票模板。

作为优化的技术方案，所述步骤S12)中，每条二次安措票模板的安措步骤最多只涉及到一个压板。

作为优化的技术方案，所述步骤S12)中，安措步骤被划分为三部分：实施设备、实施设备中具体的操作对象和预期结果；将安措步骤中的实施设备和操作对象通过关键字表，将其从文字描述转为关键字存储，关键字是由英文+数字混合组成，关键字之间使用分隔符，安措步骤中的预期结果只有退出和投入，故用0表示退出，1表示投入。

作为优化的技术方案，所述步骤S2具体包括以下步骤：

1)读取SCD模型文件并解析SCD模型文件:

读取SCD模型文件为将SCD模型文件以二进制的方式读入内存中，解析SCD模型文件是根据SCD文件规范按照SCD文件结构解析，并将解析结果保存到临时内存中；

2)针对解析结果进行分析并进行关联关系匹配，包括：

21)遵照规范中SCD文件中各类软压板的命名规则将软压板划分为六类：保护功能软压板、SV发送软压板、GOOSE发送软压板、SV接收压板、GOOSE接收压板以及不确定压板；

22)通过分析SCD文件获取以检修设备为视角的逻辑关系图，逻辑关系是检修设备与其他运行设备之间的通信关系，其中通信关系是SV/GOOSE的接收/发送关系；

23)根据步骤21)和22)，匹配虚端子与软压板的关系；

24)自动匹配结束后，需要人工检查，如果根据匹配失败，需要进行人工方式进行准确关联，界面将数据集信息按照优先级顺序展示；

3)自动生成虚回路展示SVG图

匹配结束后，将当前设备的虚回路及所对应的软压板信息形成SVG图，可视化展示二次回路图。

作为优化的技术方案，步骤23)中，发送侧虚端子与软压板的匹配方法如下：

a)根据步骤22)将发送侧虚端子分为SV发送侧虚端子和GOOSE发送侧虚端子；

b)匹配SV发送侧虚端子，方法如下：

当前设备的SV发送侧的虚端子集合是

X＝{X₁,X₂,…,X_k,…X_M}

根据虚端子对应表查询出其对应的软压板描述的集合是

Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_k,…Y_M}

根据步骤21)划分的软压板类型，判断出Y一定是在SV发送软压板或未知不确定压板类中，因此假设这些发送软压板集合是

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

第k个发送侧虚端子匹配其相应的软压板即从U中找到含有Y_k的软压板U_j，其方法是Y_k顺序与U中的元素进行比较，直至查询到U_j或全部比较完成，其中Y_k与U中某个元素U_i的比较采用了KMP算法。

作为优化的技术方案，KMP算法的步骤如下：

首先定义U_i用S表示，Y_k用P表示，S和P都是字符串，是由中文、英文、数字组成的字符的集合，也就是S和P都是字符数组，字符数组的下标是从0开始；

假设用i指向S的下标，j指向P的下标，表示S匹配到i位置，P匹配到j位置，其中i的初始值为0，j的初始值为-1；

如果j＝-1，或者当前字符匹配成功(即S[i]＝＝P[j])，S[i]表示第i个位置上对应到S上的字符，P[j]表示第j个位置上对应到P上的字符，S[i]＝＝P[j]意思是S[i]与P[j]字符完全一致，都令i后移一位，j后移一位，继续匹配下一个字符；

如果j！＝-1，且当前字符匹配失败，即S[i]！＝P[j]，则令i不变，j＝next[j]。此举意味着匹配失败时，P相对于S向右移动了j-next[j]位，换言之，当匹配失败时，P向右移动的位数为：失配字符所在位置减去失配字符对应的next值，即移动的实际位数为：j-next[j]，且此值大于等于1；

next数组中值代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀，也被称为失效函数，例如如果next[j]＝k，代表j之前的字符串中有最大长度为k的相同前缀后缀，因此也意味着在某个字符失配时，该字符对应的next值会告诉你下一步匹配中，P应该跳到哪个位置(跳到next[j]的位置)，如果next[j]等于0或-1，则跳到模式串的开头字符，若next[j]＝k且k>0，代表下次匹配跳到j之前的某个字符，而不是跳到开头，且具体跳过了k个字符。

作为优化的技术方案，步骤23)中，接收软压板与虚端子的匹配采用模糊语句匹配的方法。

作为优化的技术方案，所述步骤S3具体包括：

1)确定变电站设计方案类型，即确定变电站电压等级、接线方式、待检设备类型、保护配置、一次设备运行情况、检修工作类型、采样形式、是否采用合并单元、是否采用智能终端；

2)提取关键词，根据关键词表，将转为文字描述，根据语义规则，将该文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象，具体为：

提取安措步骤的关键词；

根据关键字分隔符以及关键词的前后顺序，判断出实施设备的关键词、实施设备中具体的操作对象的关键词；

通过关键词表找到关键词对应的文字描述；

通过语义规则以及SCD文件中设备描述，将文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象；

上述通过关键词查找操作对象是利用的AC自动机算法。

作为优化的技术方案，假设设备的软压板集合为：

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

AC自动机快速查找软压板的方法步骤为：

1)提取出数据库中设备对应厂家的关键词，并将所有的关键词按照其关键词编码的字符顺序排列；

2)建立关键词树，将所有关键词按字符顺序加入到该关键词树上，其中每个节点为一个字符，且都有一条从根节点到它的路径，代表一个关键词；

3)为关键词树上每个非虚根节点加入前缀指针，前缀指针是指孩子节点指向父亲节点的指针；

4)为关键词树上每个非虚根节点加入失败指针，失败指针是指当前字符失配时跳转到具有最长公共前后缀的字符的指针，能够在当前字符失配时跳转到失败指针指向的字符继续匹配，AC自动机在匹配时如果当前字符匹配失败，那么利用失败指针进行跳转,由此可知如果跳转，跳转后的串的前缀，必为跳转前的关键词的后缀并且跳转的新位置的深度一定小于跳之前的节点，所以利用广度优先搜索在关键词树上面进行失败指针的求解；

5)顺序与U中的元素U_i进行AC自动机匹配即根据包括前缀指针与失败指针的关键词树在U_i中查询；如果与某个关键词匹配成功，则记录下该软压板信息。

作为优化的技术方案，为了方便表示U_i用M表示，AC自动机的匹配原理是：

1)从根节点开始，每次根据读入的字符沿着自动机向下移动；

2)获取M的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；

3)在相应的子树上，取得M的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。

4)如果当前字符匹配成功，表示从当前结点沿着树边有一条路径可以到达目标字符，此时只需沿该路径走向下一个结点继续匹配即可，目标字符串指针移向下个字符继续匹配；如果当前字符匹配失败，则去当前结点的失败指针所指向的字符继续匹配，匹配过程随着指针指向根节点结束，其中目标字符串指与在M中可以匹配成功的关键词；

5)重复第4)步，直到M全部匹配完成。

作为优化的技术方案，步骤S4的校验规则是根据现场安措生成规则制定而成，主要步骤如下：

1)断开待检修设备的SV发送软压板；

2)断开待检修设备的GOOSE软压板；

3)投入检修压板；

4)如果是线路保护，退出智能终端的出口压板；

如果在条件中一次设备不停电，安措步骤需严格按照该校验规则来排序，如果一次设备停电，则安措步骤顺序不必按照该校验规则来排列。

本发明还提供一种SCD文件与压板自动匹配系统，包括：

规则生成模块：通过分析大量典型设备二次安措票，并结合变电站安全措施的相关规范，设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则；

分析及图像显示模块：将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，其中包括SCD文件解析、虚回路与软压板的关联关系匹配、自动生成虚回路展示SVG图，SCD文件解析包括SCD虚回路解析和软压板解析，其中SCD虚回路解析是通过SCD文件解析得到各保护装置之间虚端子连接关系，包括虚端子信号连接关系、接收装置的板卡及端口信息，软压板解析是通过SCD文件解析得到各保护装置的软压板，关联关系匹配是根据虚回路与软压板的对应原则，将虚端子与软压板信息的关联关系进行匹配，并将所有数据存库，自动生成虚回路展示SVG图，是将设备的虚回路及所对应的软压板信息展示SVG图形上；

匹配模块：将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配；

校验模块：根据校验规则校验实例化的安措步骤；

安措预演模块：用于安措预演。

作为优化的技术方案，规则生成模块具体包括：

提取单元：通过研究变电站安全措施的规范，结合分析现场典型设备二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级、待检设备类型、一次设备运行情况、采样形式、跳闸模式、互感器类型、试验类型；

模板总结单元：根据上述提取出的二次安措票的条件，根据不同的条件，总结出不同的二次安措票模板。

作为优化的技术方案，模板总结单元中，每条二次安措票模板的安措步骤最多只涉及到一个压板。

作为优化的技术方案，模板总结单元中，安措步骤被划分为三部分：实施设备、实施设备中具体的操作对象和预期结果；将安措步骤中的实施设备和操作对象通过关键字表，将其从文字描述转为关键字存储，关键字是由英文+数字混合组成，关键字之间使用分隔符，安措步骤中的预期结果只有退出和投入，故用0表示退出，1表示投入。

作为优化的技术方案，所述分析及图像显示模块具体包括：

SCD模型文件解析单元：用于读取SCD模型文件并解析SCD模型文件:

读取SCD模型文件为将SCD模型文件以二进制的方式读入内存中，解析SCD模型文件是根据SCD文件规范按照SCD文件结构解析，并将解析结果保存到临时内存中；

关联关系匹配单元：用于针对解析结果进行分析并进行关联关系匹配，包括：

软压板划分子单元：用于遵照规范中SCD文件中各类软压板的命名规则将软压板划分为六类：保护功能软压板、SV发送软压板、GOOSE发送软压板、SV接收压板、GOOSE接收压板以及不确定压板；

逻辑关系图获取子单元：用于通过分析SCD文件获取以检修设备为视角的逻辑关系图，逻辑关系是检修设备与其他运行设备之间的通信关系，其中通信关系是SV/GOOSE的接收/发送关系；

虚端子与软压板匹配子单元：用于根据软压板划分子单元和逻辑关系图获取子单元的工作，匹配虚端子与软压板的关系；

人工检查子单元：自动匹配结束后，需要人工检查，如果根据匹配失败，需要进行人工方式进行准确关联，界面将数据集信息按照优先级顺序展示；

自动生成虚回路展示SVG图子单元：匹配结束后，将当前设备的虚回路及所对应的软压板信息形成SVG图，可视化展示二次回路图。

作为优化的技术方案，虚端子与软压板匹配子单元中，发送侧虚端子与软压板的匹配方法如下：

a)根据软压板划分子单元将发送侧虚端子分为SV发送侧虚端子和GOOSE发送侧虚端子；

b)匹配SV发送侧虚端子，方法如下：

当前设备的SV发送侧的虚端子集合是

X＝{X₁,X₂,…,X_k,…X_M}

根据虚端子对应表查询出其对应的软压板描述的集合是

Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_k,…Y_M}

根据划分的软压板类型，判断出Y一定是在SV发送软压板或未知不确定压板类中，因此假设这些发送软压板集合是

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

第k个发送侧虚端子匹配其相应的软压板即从U中找到含有Y_k的软压板U_j，其方法是Y_k顺序与U中的元素进行比较，直至查询到U_j或全部比较完成，其中Y_k与U中某个元素U_i的比较采用了KMP算法。

作为优化的技术方案，KMP算法的步骤如下：

首先定义U_i用S表示，Y_k用P表示，S和P都是字符串，是由中文、英文、数字组成的字符的集合，也就是S和P都是字符数组，字符数组的下标是从0开始；

假设用i指向S的下标，j指向P的下标，表示S匹配到i位置，P匹配到j位置，其中i的初始值为0，j的初始值为-1；

如果j＝-1，或者当前字符匹配成功(即S[i]＝＝P[j])，S[i]表示第i个位置上对应到S上的字符，P[j]表示第j个位置上对应到P上的字符，S[i]＝＝P[j]意思是S[i]与P[j]字符完全一致，都令i后移一位，j后移一位，继续匹配下一个字符；

如果j！＝-1，且当前字符匹配失败，即S[i]！＝P[j]，则令i不变，j＝next[j]。此举意味着匹配失败时，P相对于S向右移动了j-next[j]位，换言之，当匹配失败时，P向右移动的位数为：失配字符所在位置减去失配字符对应的next值，即移动的实际位数为：j-next[j]，且此值大于等于1；

next数组中值代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀，也被称为失效函数，例如如果next[j]＝k，代表j之前的字符串中有最大长度为k的相同前缀后缀，因此也意味着在某个字符失配时，该字符对应的next值会告诉你下一步匹配中，P应该跳到哪个位置(跳到next[j]的位置)，如果next[j]等于0或-1，则跳到模式串的开头字符，若next[j]＝k且k>0，代表下次匹配跳到j之前的某个字符，而不是跳到开头，且具体跳过了k个字符。

c)匹配GOOSE发送侧虚端子与匹配SV发送侧虚端子方法一致。

作为优化的技术方案，虚端子与软压板匹配子单元中，接收软压板与虚端子的匹配采用模糊语句匹配的方法。

作为优化的技术方案，所述匹配模块具体包括：

1)变电站设计方案类型确定单元，用于确定变电站设计方案类型，即确定变电站电压等级、接线方式、待检设备类型、保护配置、一次设备运行情况、检修工作类型、采样形式、是否采用合并单元、是否采用智能终端；

2)实施设备和操作对象查找单元，用于提取关键词，根据关键词表，将转为文字描述，根据语义规则，将该文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象，具体为：

提取安措步骤的关键词；

根据关键字分隔符以及关键词的前后顺序，判断出实施设备的关键词、实施设备中具体的操作对象的关键词；

通过关键词表找到关键词对应的文字描述；

通过语义规则以及SCD文件中设备描述，将文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象；

上述通过关键词查找操作对象是利用的AC自动机算法。

作为优化的技术方案，假设设备的软压板集合为：

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

AC自动机快速查找软压板的方法步骤为：

1)提取出数据库中设备对应厂家的关键词，并将所有的关键词按照其关键词编码的字符顺序排列；

2)建立关键词树，将所有关键词按字符顺序加入到该关键词树上，其中每个节点为一个字符，且都有一条从根节点到它的路径，代表一个关键词；

3)为关键词树上每个非虚根节点加入前缀指针，前缀指针是指孩子节点指向父亲节点的指针；

4)为关键词树上每个非虚根节点加入失败指针，失败指针是指当前字符失配时跳转到具有最长公共前后缀的字符的指针，能够在当前字符失配时跳转到失败指针指向的字符继续匹配，AC自动机在匹配时如果当前字符匹配失败，那么利用失败指针进行跳转,由此可知如果跳转，跳转后的串的前缀，必为跳转前的关键词的后缀并且跳转的新位置的深度一定小于跳之前的节点，所以利用广度优先搜索在关键词树上面进行失败指针的求解；

5)顺序与U中的元素U_i进行AC自动机匹配即根据包括前缀指针与失败指针的关键词树在U_i中查询；如果与某个关键词匹配成功，则记录下该软压板信息。

作为优化的技术方案，为了方便表示，U_i用M表示，AC自动机的匹配原理是：

1)从根节点开始，每次根据读入的字符沿着自动机向下移动；

2)获取M的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；

3)在相应的子树上，取得M的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。

4)如果当前字符匹配成功，表示从当前结点沿着树边有一条路径可以到达目标字符，此时只需沿该路径走向下一个结点继续匹配即可，目标字符串指针移向下个字符继续匹配；如果当前字符匹配失败，则去当前结点的失败指针所指向的字符继续匹配，匹配过程随着指针指向根节点结束。其中目标字符串指与在M中可以匹配成功的关键词；

5)重复第4)步，直到M全部匹配完成。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明给出了一种SCD文件与软压板匹配的具体步骤，特别适用于移动式设备，如手持设备；

2、本发明给出了一种具体的虚端子与软压板匹配的方法；

3、虚端子与软压板匹配的过程中采用KMP算法，KMP算法减少了字符串查找过程中的回退，尽可能减少不用的操作，假设P字符串的长度是m，S字符串的长度是n，则传统暴力匹配算法时间复杂度是O(n*m)，而KMP的算法复杂度是O(n+m)，由于P是在U上循环匹配，直至匹配成功或全部匹配，所以大大缩减了比较时间，实现了快速匹配接收侧虚端子与软压板的快速匹配，提高了匹配速度，减少了人工工作量；

4、虚端子与软压板自动匹配结束后，界面将数据集信息按照优先级顺序展示，其中前缀为dsRelayEna的数据集优先级最高，其他按照名称顺序排列，由于同一变电站中相同厂家的IED结构基本一致，即其软压板和虚通道描述等基本一致，当配置完某一个厂家的某一台IED软压板之后，该厂家的其他IED可通过已配置好的IED软压板信息自动匹配其软压板信息，进一步减少人工工作量，提高工作效率；

5、本发明给出了一种具体的安措票步骤与实际软压板匹配的方法，并且通过AC自动机算法实现了二次安措票步骤与实际压板的快速匹配，减少了手动关联选择每一条安措条目中需要执行的具体安措对象(也就是软压板)的时间，并且相比于暴力匹配算法，提升了匹配速度，进一步提高了二次安措票的生成效率。

附图说明

图1是本发明SCD文件与软压板自动匹配的方法的流程图；

图2是自动生成虚回路展示SVG图的流程图；

图3是自动生成虚回路展示SVG图的过程中关联关系匹配流程图；

图4是可视化展示二次回路示意图；

图5是发送软压板描述与虚端子的对应关系图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，本发明提供了一种SCD文件与软压板自动匹配的方法，包括：

步骤S1：通过研究变电站安全措施的相关规范，并结合分析大量典型设备的二次安措票，设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则，具体包括以下步骤：

S11)通过研究变电站安全措施的相关规范《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见(20151019)修订版》，结合分析现场典型设备二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级、待检设备类型、一次设备运行情况、采样形式、跳闸模式、互感器类型、试验类型；

S12)根据上述提取出的二次安措票的条件，根据不同的条件，总结出不同的二次安措票模板，为了方便二次安措票模板中安措步骤的存储，每条二次安措票模板的安措步骤最多只涉及到一个压板；通过仔细研究安措步骤，安措步骤可被划分为三部分：实施设备、实施设备中具体的操作对象和预期结果；为了减少二次安措票模板的存储空间，将安措步骤中的实施设备和操作对象通过关键字表，将其从文字描述转为关键字存储，关键字是由英文+数字混合组成，关键字之间用“$”作为分隔符，安措步骤中的预期结果只有退出和投入，故用0表示退出，1表示投入。

例如在一次设备停电情况下，220千伏线路保护校验的二次安措票中安措步骤如下：

1)退出220千伏第一套母线保护该间隔GOOSE启失灵接收软压板、投入该母线保护内该间隔的隔离刀闸强制分软压板；

2)退出该间隔第一套线路保护GOOSE启失灵发送软压板；

3)放上该间隔第一套线路保护、智能终端检修压板；

4)将该间隔线路保护CT短接并划开、PT回路划开；并根据一次设备状态，确认是否需短接、划开220千伏第一套母线保护该间隔CT回路。

则上述步骤S1具体为：

S11)通过研究变电站安全措施的相关规范《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见(20151019)修订版》，结合分析现场的上述二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级是220千伏，待检设备类型是线路保护设备，一次设备运行情况是停电情况，采样形式是常规采样，跳闸模式是常规跳闸，互感器类型是常规互感器，试验类型是校验；

S12)根据步骤S11)提取出的二次安措票的条件，总结出二次安措票模板。按照每条二次安措票模板的按错步骤最多只涉及到一个压板的规则，最终的二次安措票模板如下：

1)退出第一套母线保护的GOOSE启失灵接收软压板；

2)投入母线保护内的隔离刀闸强制分软压板；

3)退出第一套线路保护GOOSE启失灵发送软压板；

4)放上第一套线路保护检修压板；

5)放上智能终端检修压板；

6)短接并划开线路保护CT回路；

7)划开PT回路；

8)短接并划开第一套母线保护的CT回路；

在数据库存储中以1)为例，根据划分规则提取出要素，实施设备为“第一套母线保护”，实施设备中具体的操作对象为“GOOSE启动失灵接收软压板”，预期结果是退出，将前两个要素根据关键词表对应为相应的关键词，第一套母线保护对应的关键词是【G_FirstBusbarProtection】，GOOSE启动失灵接收软压板对应的关键词是【G_GooseStartFailureRecEna】，所以该安措步骤在数据库中存储的语句为“$G_FirstBusbarProtection$G_GooseStartFailureRecEna”，预期结果为0。

步骤S2：将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，为现场运维人员提供更为直观的状态确认手段。其中包括SCD文件解析(SCD虚回路解析、软压板解析)、虚回路与软压板的关联关系匹配、自动生成虚回路展示SVG图，流程图如图2所示。

其中SCD虚回路解析是通过SCD文件解析得到各保护装置之间虚端子连接关系，包括虚端子信号连接关系、接收装置的板卡及端口信息。软压板解析是通过SCD文件解析得到各保护装置的软压板。关联关系匹配是根据虚回路与软压板的对应原则，将虚端子与软压板信息的关联关系进行匹配，并将所有数据存库。自动生成虚回路展示SVG图，是将设备的虚回路及所对应的软压板信息展示SVG图形上。

具体包括以下步骤：

1)读取SCD模型文件并解析SCD模型文件。

读取SCD模型文件为将SCD模型文件以二进制的方式读入内存中，解析SCD模型文件是根据SCD文件规范按照SCD文件结构解析，包括SCD虚回路解析和软压板解析，并将解析结果保存到临时内存中；

2)针对解析结果进行分析并进行关联关系匹配，流程图如图3所示。

21)Q/GDW 11662-2017《智能变电站系统配置描述文件技术规范》中9.2节与Q/GDW1396—2012《IEC61850工程继电保护应用模型》规范7.2节中明确规定了SCD文件中各类软压板的命名规则：以Ena为后缀的为保护功能压板，如：远跳功能压板为RemTrEna；以Strp为后缀的为SV、GOOSE发送软压板，如远跳或远传压板OpStrp；以GGIO.SPCSO建模的为SV、GOOSE接收压板。因此，遵照此规则可以将软压板划分为六类：保护功能软压板、SV发送软压板、GOOSE发送软压板、SV接收压板、GOOSE接收压板以及不确定压板；

22)通过分析SCD文件获取以检修设备为视角的逻辑关系图，逻辑关系是检修设备与其他运行设备之间的通信关系，其中通信关系是SV/GOOSE的接收/发送关系；

23)根据步骤21)和22)，匹配虚端子与软压板的关系。

根据11662规范与1396规范中规定的虚端子表可以较为准确定位发送软压板描述与虚端子的对应关系，示例如图5所示，但每个厂家的现场描述并不是完全按照规范，因此建立虚端子对应表，将规范中虚端子对应的软压板描述总结到该表中。发送侧虚端子与软压板的匹配方法如下：

a)根据22)将发送侧虚端子分为SV发送侧虚端子和GOOSE发送侧虚端子；

b)匹配SV发送侧虚端子，方法如下：

当前设备的SV发送侧的虚端子集合是

X＝{X₁,X₂,…,X_k,…X_M}

根据虚端子对应表可以查询出其对应的软压板描述的集合是

Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_k,…Y_M}

根据步骤21)划分的软压板类型，可以判断出Y一定是在SV发送软压板或未知不确定压板类中，因此假设这些发送软压板集合是

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

第k个发送侧虚端子匹配其相应的软压板即从U中找到含有Y_k的软压板U_j，其方法是Y_k顺序与U中的元素进行比较，直至查询到U_j或全部比较完成，其中Y_k与U中某个元素U_i的比较采用了KMP算法，代替了传统的暴力匹配算法。

为了方便表示，U_i用S表示，Y_k用P表示，S和P都是字符串，是由中文、英文、数字组成的字符的集合，也就是S和P都是字符数组，字符数组的下标是从0开始的，KMP的主要思想如下：

假设用i指向S的下标，j指向P的下标，表示S匹配到i位置，P匹配到j位置，其中i的初始值为0，j的初始值为-1；

如果j＝-1，或者当前字符匹配成功(即S[i]＝＝P[j])，S[i]表示第i个位置上对应到S上的字符，P[j]表示第j个位置上对应到P上的字符，S[i]＝＝P[j]意思是S[i]与P[j]字符完全一致，都令i后移一位，j后移一位，继续匹配下一个字符；

如果j！＝-1(！＝表示不等于)，且当前字符匹配失败(即S[i]！＝P[j])，则令i不变，j＝next[j]。此举意味着匹配失败时，P相对于S向右移动了j-next[j]位。换言之，当匹配失败时，P向右移动的位数为：失配字符所在位置减去失配字符对应的next值，即移动的实际位数为：j-next[j]，且此值大于等于1。

next数组中值代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀，也被称为失效函数，例如如果next[j]＝k，代表j之前的字符串中有最大长度为k的相同前缀后缀。因此也意味着在某个字符失配时，该字符对应的next值会告诉你下一步匹配中，P应该跳到哪个位置(跳到next[j]的位置)。如果next[j]等于0或-1，则跳到模式串的开头字符，若next[j]＝k且k>0，代表下次匹配跳到j之前的某个字符，而不是跳到开头，且具体跳过了k个字符。

相对于传统的暴力匹配算法，KMP算法减少了字符串查找过程中的回退，尽可能减少不用的操作。假设P字符串的长度是m，S字符串的长度是n，则传统暴力匹配算法时间复杂度是O(n*m)，而KMP的算法复杂度是O(n+m)，由于P是在U上循环匹配，直至匹配成功或全部匹配，所以大大缩减了比较时间，提高了匹配性能。

c)匹配GOOSE发送侧虚端子与匹配SV发送侧虚端子方法一致。

在1396规范中没有规定接收软压板与虚端子的对应关系，11662规范中提到接收软压板可进行扩展，在站控层接收软压板模型DOI下增加Private元素，定义接收软压板和链路引用的关联关系。但在此条中没有涉及到发送软压板与链路引用的关联，没有规范Private元素的type属性，而且在示例中对SV/GOOSE控制块的引用是MMS规定的格式，而不是61850的格式，故对没有准确定位虚回路的对应关系，均采用模糊语句匹配，因此，接收软压板与虚端子的对应关系采用模糊语句匹配；

24)自动匹配结束后，需要人工检查，如果根据匹配失败，需要进行人工方式进行准确关联。根据1396规范中规定，软压板信息均位于数据集dsRelayEna下，但现场可能存在不规范的现象，故界面将数据集信息按照优先级顺序展示，其中前缀为dsRelayEna的数据集优先级最高，其他按照名称顺序排列；

由于同一变电站中相同厂家的IED结构基本一致，即其软压板和虚通道描述等基本一致，当配置完某一个厂家的某一台IED软压板之后，该厂家的其他IED可通过已配置好的IED软压板信息自动匹配其软压板信息，进一步减少人工工作量，提高工作效率。

3)自动生成虚回路展示SVG图

匹配结束后，将当前设备的虚回路及所对应的软压板信息形成SVG图，可视化展示二次回路图，如图4所示。

步骤S3：将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配。具体过程为：

1)确定变电站设计方案类型，即确定变电站电压等级、接线方式、待检设备类型、保护配置、一次设备运行情况、检修工作类型、采样形式(电子式互感器或常规互感器)、是否采用合并单元、是否采用智能终端。

2)提取关键词，根据关键词表，将转为文字描述，根据语义规则，将该文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象。例如，典型安措步骤为：$G_FirstBusbarProtection$G_GooseStartFailureRecEna”，根据关键字分隔符“$”以及关键词的前后顺序，可以判断出实施设备的关键词是【G_FirstBusbarProtection】，实施设备中具体的操作对象的关键词是【G_GooseStartFailureRecEna】，通过关键词表找到关键词对应的描述可以获知【G_FirstBusbarProtection】，表示实施设备为“第一套母线保护设备”，【G_GooseStartFailureRecEna】，表示操作对象为“GOOSE启动失灵接收软压板”。

从SCD文件的解析结果中可以获知当前变电站的所有IED信息，通过目前国内各个集成商配置SCD文件时IED的命名规范，可以获知设备的类型，例如IED名称以PM开头为母线保护设备，PL开头代表线路保护设备；通过该规则以及与SCD文件中设备描述，可以将“第一套母线保护”翻译为实际的保护设备名称。

由于有些软压板有可能表示多个，比如“GOOSE发送软压板”，因此操作步骤中软压板不翻译为实际软压板，而是采用关联关系表示。因此，结合预期结果可将安措步骤翻译为“退出第一套母线保护的GOOSE启动失灵接收软压板”。

“GOOSE启动失灵接收软压板”是根据软压板关键词表来查找SCD文件中的实际软压板，由于每个厂家软压板的名称基本不一致，所以此关键词可根据不同厂家来设定不同的关键词，关键词可设定为多个，上限为5个。根据关键词查找软压板的原理是在设备的所有软压板中，查找包含任一关键词的软压板，查找出来的软压板被认为是当前步骤关联的软压板，快速查找到实际软压板是利用的AC自动机(Aho-Corasick)算法，如果匹配结果不准确，可提供可视化界面手动配置。

假设设备的软压板集合为：

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

AC自动机快速查找软压板的方法步骤为：

1)提取出数据库中设备对应厂家的关键词，并将所有的关键词按照其关键词编码的字符顺序排列；

2)建立关键词树，将所有关键词按字符顺序加入到该关键词树上，其中每个节点为一个字符，且都有一条从根节点到它的路径，代表一个关键词；

3)为关键词树上每个非虚根节点加入前缀指针，前缀指针是指孩子节点指向父亲节点的指针；

4)为关键词树上每个非虚根节点加入失败指针，失败指针是指当前字符失配时跳转到具有最长公共前后缀的字符的指针，能够在当前字符失配时跳转到失败指针指向的字符继续匹配，AC自动机在匹配时如果当前字符匹配失败，那么利用失败指针进行跳转。由此可知如果跳转，跳转后的串的前缀，必为跳转前的关键词的后缀并且跳转的新位置的深度(匹配字符个数)一定小于跳之前的节点。所以我们可以利用广度优先搜索在关键词树上面进行失败指针的求解；

5)顺序与U中的元素U_i进行AC自动机匹配即根据包括前缀指针与失败指针的关键词树在U_i中查询；如果与某个关键词匹配成功，则记录下该软压板信息。

为了方便表示U_i用M表示，AC自动机的匹配原理是：

1)从根节点开始，每次根据读入的字符沿着自动机向下移动；

2)获取M的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；

3)在相应的子树上，取得M的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。

4)如果当前字符匹配成功，表示从当前结点沿着树边有一条路径可以到达目标字符，此时只需沿该路径走向下一个结点继续匹配即可，目标字符串指针移向下个字符继续匹配；如果当前字符匹配失败，则去当前结点的失败指针所指向的字符继续匹配，匹配过程随着指针指向根节点结束。其中目标字符串指与在M中可以匹配成功的关键词。

5)重复第4步，直到M全部匹配完成。

AC自动机主要包括关键词树建立、构建失败指针以及AC自动机匹配，关键词树的时间复杂度是O(m*len)，其中len表示关键词的平均长度，m表示关键词的个数，失败指针的构建过程时间复杂度是O(k*high)，k是关键词树的总的节点个数k，high是关键词树的最高高度，AC自动机匹配时间的时间复杂度也是O(n*len)，n为软压板字符串的长度。传统的关键词匹配的时间复杂度是O(n*m*len)，所以AC自动机做关键词树匹配，性能非常高。

步骤S4：根据校验规则校验实例化的安措步骤。

该校验规则是根据现场安措生成规则制定而成，主要步骤如下：

1)断开待检修设备的SV发送软压板；

2)断开待检修设备的GOOSE软压板；

3)投入检修压板；

4)如果是线路保护，退出智能终端的出口压板。

如果在条件中一次设备不停电，安措步骤需严格按照该校验规则来排序，如果一次设备停电，则安措步骤顺序可不必按照该校验规则来排列。

步骤S5：安措预演。

安措预演是检修人员生成完二次安措票之后，模拟安措的现场场景，自动或手动演示安全措施的执行和恢复流程，进一步验证二次安措票的正确性。除了突出安措的执行流程，界面可视化展示了在安措执行过程中二次回路中软压板状态的变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：包括：

步骤S1：通过研究变电站安全措施的相关规范，并结合分析大量典型设备的二次安措票，设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则；

步骤S2：将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，其中包括SCD文件解析、虚回路与软压板的关联关系匹配、自动生成虚回路展示SVG图，SCD文件解析包括SCD虚回路解析和软压板解析，其中SCD虚回路解析是通过SCD文件解析得到各保护装置之间虚端子连接关系，包括虚端子信号连接关系、接收装置的板卡及端口信息，软压板解析是通过SCD文件解析得到各保护装置的软压板，关联关系匹配是根据虚回路与软压板的对应原则，将虚端子与软压板信息的关联关系进行匹配，并将所有数据存库，自动生成虚回路展示SVG图，是将设备的虚回路及所对应的软压板信息展示SVG图形上；

步骤S3：将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配；

步骤S4根据校验规则校验实例化的安措步骤；

步骤S5：安措预演。

2.如权利要求1所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括一下步骤：

S11)通过研究变电站安全措施的规范，结合分析现场典型设备二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级、待检设备类型、一次设备运行情况、采样形式、跳闸模式、互感器类型、试验类型；

S12)根据上述提取出的二次安措票的条件，根据不同的条件，总结出不同的二次安措票模板。

3.如权利要求2所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：所述步骤S12)中，每条二次安措票模板的安措步骤最多只涉及到一个压板。

4.如权利要求2所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：所述步骤S12)中，安措步骤被划分为三部分：实施设备、实施设备中具体的操作对象和预期结果；将安措步骤中的实施设备和操作对象通过关键字表，将其从文字描述转为关键字存储，关键字是由英文+数字混合组成，关键字之间使用分隔符，安措步骤中的预期结果只有退出和投入，故用0表示退出，1表示投入。

5.如权利要求1所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：

1)读取SCD模型文件并解析SCD模型文件:

读取SCD模型文件为将SCD模型文件以二进制的方式读入内存中，解析SCD模型文件是根据SCD文件规范按照SCD文件结构解析，并将解析结果保存到临时内存中；

2)针对解析结果进行分析并进行关联关系匹配，包括：

21)遵照规范中SCD文件中各类软压板的命名规则将软压板划分为六类：保护功能软压板、SV发送软压板、GOOSE发送软压板、SV接收压板、GOOSE接收压板以及不确定压板；

22)通过分析SCD文件获取以检修设备为视角的逻辑关系图，逻辑关系是检修设备与其他运行设备之间的通信关系，其中通信关系是SV/GOOSE的接收/发送关系；

23)根据步骤21)和22)，匹配虚端子与软压板的关系；

24)自动匹配结束后，需要人工检查，如果根据匹配失败，需要进行人工方式进行准确关联，界面将数据集信息按照优先级顺序展示；

3)自动生成虚回路展示SVG图

匹配结束后，将当前设备的虚回路及所对应的软压板信息形成SVG图，可视化展示二次回路图。

6.如权利要求5所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：

步骤23)中，发送侧虚端子与软压板的匹配方法如下：

a)根据步骤22)将发送侧虚端子分为SV发送侧虚端子和GOOSE发送侧虚端子；

b)匹配SV发送侧虚端子，方法如下：

当前设备的SV发送侧的虚端子集合是

X＝{X₁,X₂,…,X_k,…X_M}

根据虚端子对应表查询出其对应的软压板描述的集合是

Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_k,…Y_M}

根据步骤21)划分的软压板类型，判断出Y一定是在SV发送软压板或未知不确定压板类中，因此假设这些发送软压板集合是

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

第k个发送侧虚端子匹配其相应的软压板即从U中找到含有Y_k的软压板U_j，其方法是Y_k顺序与U中的元素进行比较，直至查询到U_j或全部比较完成，其中Y_k与U中某个元素U_i的比较采用了KMP算法。

7.如权利要求6所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：

KMP算法的步骤如下：

首先定义U_i用S表示，Y_k用P表示，S和P都是字符串，是由中文、英文、数字组成的字符的集合，也就是S和P都是字符数组，字符数组的下标是从0开始；

假设用i指向S的下标，j指向P的下标，表示S匹配到i位置，P匹配到j位置，其中i的初始值为0，j的初始值为-1；

如果j＝-1，或者当前字符匹配成功(即S[i]＝＝P[j])，S[i]表示第i个位置上对应到S上的字符，P[j]表示第j个位置上对应到P上的字符，S[i]＝＝P[j]意思是S[i]与P[j]字符完全一致，都令i后移一位，j后移一位，继续匹配下一个字符；

如果j！＝-1，且当前字符匹配失败，即S[i]！＝P[j]，则令i不变，j＝next[j]。此举意味着匹配失败时，P相对于S向右移动了j-next[j]位，换言之，当匹配失败时，P向右移动的位数为：失配字符所在位置减去失配字符对应的next值，即移动的实际位数为：j-next[j]，且此值大于等于1；

next数组中值代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀，也被称为失效函数，例如如果next[j]＝k，代表j之前的字符串中有最大长度为k的相同前缀后缀，因此也意味着在某个字符失配时，该字符对应的next值会告诉你下一步匹配中，P应该跳到哪个位置(跳到next[j]的位置)，如果next[j]等于0或-1，则跳到模式串的开头字符，若next[j]＝k且k>0，代表下次匹配跳到j之前的某个字符，而不是跳到开头，且具体跳过了k个字符。

8.如权利要求6所述的一种SCD文件与压板自动匹配的方法，其特征在于：

步骤23)中，接收软压板与虚端子的匹配采用模糊语句匹配的方法。

9.如权利要求1所述的一种SCD文件与软压板自动匹配的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

1)确定变电站设计方案类型，即确定变电站电压等级、接线方式、待检设备类型、保护配置、一次设备运行情况、检修工作类型、采样形式、是否采用合并单元、是否采用智能终端；

2)提取关键词，根据关键词表，将转为文字描述，根据语义规则，将该文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象，具体为：

提取安措步骤的关键词；

根据关键字分隔符以及关键词的前后顺序，判断出实施设备的关键词、实施设备中具体的操作对象的关键词；

通过关键词表找到关键词对应的文字描述；

通过语义规则以及SCD文件中设备描述，将文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象；

上述通过关键词查找操作对象是利用的AC自动机算法。

10.如权利要求9所述的一种SCD文件与软压板自动匹配的方法，其特征在于：假设设备的软压板集合为：

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

AC自动机快速查找软压板的方法步骤为：

1)提取出数据库中设备对应厂家的关键词，并将所有的关键词按照其关键词编码的字符顺序排列；

2)建立关键词树，将所有关键词按字符顺序加入到该关键词树上，其中每个节点为一个字符，且都有一条从根节点到它的路径，代表一个关键词；

3)为关键词树上每个非虚根节点加入前缀指针，前缀指针是指孩子节点指向父亲节点的指针；

4)为关键词树上每个非虚根节点加入失败指针，失败指针是指当前字符失配时跳转到具有最长公共前后缀的字符的指针，能够在当前字符失配时跳转到失败指针指向的字符继续匹配，AC自动机在匹配时如果当前字符匹配失败，那么利用失败指针进行跳转,由此可知如果跳转，跳转后的串的前缀，必为跳转前的关键词的后缀并且跳转的新位置的深度一定小于跳之前的节点，所以利用广度优先搜索在关键词树上面进行失败指针的求解；

5)顺序与U中的元素U_i进行AC自动机匹配即根据包括前缀指针与失败指针的关键词树在U_i中查询；如果与某个关键词匹配成功，则记录下该软压板信息。

11.如权利要求10所述的一种SCD文件与软压板自动匹配的方法，其特征在于：为了方便表示U_i用M表示，AC自动机的匹配原理是：

1)从根节点开始，每次根据读入的字符沿着自动机向下移动；

2)获取M的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；

3)在相应的子树上，取得M的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。

4)如果当前字符匹配成功，表示从当前结点沿着树边有一条路径可以到达目标字符，此时只需沿该路径走向下一个结点继续匹配即可，目标字符串指针移向下个字符继续匹配；如果当前字符匹配失败，则去当前结点的失败指针所指向的字符继续匹配，匹配过程随着指针指向根节点结束，其中目标字符串指与在M中可以匹配成功的关键词；

5)重复第4)步，直到M全部匹配完成。

12.如权利要求1所述的一种SCD文件与软压板自动匹配的方法，其特征在于：步骤S4的校验规则是根据现场安措生成规则制定而成，主要步骤如下：

1)断开待检修设备的SV发送软压板；

2)断开待检修设备的GOOSE软压板；

3)投入检修压板；

4)如果是线路保护，退出智能终端的出口压板；

如果在条件中一次设备不停电，安措步骤需严格按照该校验规则来排序，如果一次设备停电，则安措步骤顺序不必按照该校验规则来排列。

13.一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：包括：

规则生成模块：通过分析大量典型设备二次安措票，并结合变电站安全措施的相关规范，设计安措策略自动生成的总体规则，并将该规则转化成计算机能够识别的语义规则；

分析及图像显示模块：将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，其中包括SCD文件解析、虚回路与软压板的关联关系匹配、自动生成虚回路展示SVG图，SCD文件解析包括SCD虚回路解析和软压板解析，其中SCD虚回路解析是通过SCD文件解析得到各保护装置之间虚端子连接关系，包括虚端子信号连接关系、接收装置的板卡及端口信息，软压板解析是通过SCD文件解析得到各保护装置的软压板，关联关系匹配是根据虚回路与软压板的对应原则，将虚端子与软压板信息的关联关系进行匹配，并将所有数据存库，自动生成虚回路展示SVG图，是将设备的虚回路及所对应的软压板信息展示SVG图形上；

匹配模块：将通用语义规则中的实施设备和操作对象具体为SCD文件中定义的实施设备实例和操作对象实例相匹配；

校验模块：根据校验规则校验实例化的安措步骤；

安措预演模块：用于安措预演。

14.如权利要求13所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：规则生成模块具体包括：

提取单元：通过研究变电站安全措施的规范，结合分析现场典型设备二次安措票，提取出二次安措票的条件：变电站检修设备电压等级、待检设备类型、一次设备运行情况、采样形式、跳闸模式、互感器类型、试验类型；

模板总结单元：根据上述提取出的二次安措票的条件，根据不同的条件，总结出不同的二次安措票模板。

15.如权利要求14所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：模板总结单元中，每条二次安措票模板的安措步骤最多只涉及到一个压板。

16.如权利要求14所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：模板总结单元中，安措步骤被划分为三部分：实施设备、实施设备中具体的操作对象和预期结果；将安措步骤中的实施设备和操作对象通过关键字表，将其从文字描述转为关键字存储，关键字是由英文+数字混合组成，关键字之间使用分隔符，安措步骤中的预期结果只有退出和投入，故用0表示退出，1表示投入。

17.如权利要求13所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：所述分析及图像显示模块具体包括：

SCD模型文件解析单元：用于读取SCD模型文件并解析SCD模型文件:

读取SCD模型文件为将SCD模型文件以二进制的方式读入内存中，解析SCD模型文件是根据SCD文件规范按照SCD文件结构解析，并将解析结果保存到临时内存中；

关联关系匹配单元：用于针对解析结果进行分析并进行关联关系匹配，包括：

软压板划分子单元：用于遵照规范中SCD文件中各类软压板的命名规则将软压板划分为六类：保护功能软压板、SV发送软压板、GOOSE发送软压板、SV接收压板、GOOSE接收压板以及不确定压板；

逻辑关系图获取子单元：用于通过分析SCD文件获取以检修设备为视角的逻辑关系图，逻辑关系是检修设备与其他运行设备之间的通信关系，其中通信关系是SV/GOOSE的接收/发送关系；

虚端子与软压板匹配子单元：用于根据软压板划分子单元和逻辑关系图获取子单元的工作，匹配虚端子与软压板的关系；

人工检查子单元：自动匹配结束后，需要人工检查，如果根据匹配失败，需要进行人工方式进行准确关联，界面将数据集信息按照优先级顺序展示；

自动生成虚回路展示SVG图子单元：匹配结束后，将当前设备的虚回路及所对应的软压板信息形成SVG图，可视化展示二次回路图。

18.如权利要求17所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：

虚端子与软压板匹配子单元中，发送侧虚端子与软压板的匹配方法如下：

a)根据软压板划分子单元将发送侧虚端子分为SV发送侧虚端子和GOOSE发送侧虚端子；

b)匹配SV发送侧虚端子，方法如下：

当前设备的SV发送侧的虚端子集合是

X＝{X₁,X₂,…,X_k,…X_M}

根据虚端子对应表查询出其对应的软压板描述的集合是

Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_k,…Y_M}

根据划分的软压板类型，判断出Y一定是在SV发送软压板或未知不确定压板类中，因此假设这些发送软压板集合是

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

第k个发送侧虚端子匹配其相应的软压板即从U中找到含有Y_k的软压板U_j，其方法是Y_k顺序与U中的元素进行比较，直至查询到U_j或全部比较完成，其中Y_k与U中某个元素U_i的比较采用了KMP算法。

19.如权利要求18所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：

KMP算法的步骤如下：

首先定义U_i用S表示，Y_k用P表示，S和P都是字符串，是由中文、英文、数字组成的字符的集合，也就是S和P都是字符数组，字符数组的下标是从0开始；

假设用i指向S的下标，j指向P的下标，表示S匹配到i位置，P匹配到j位置，其中i的初始值为0，j的初始值为-1；

如果j＝-1，或者当前字符匹配成功(即S[i]＝＝P[j])，S[i]表示第i个位置上对应到S上的字符，P[j]表示第j个位置上对应到P上的字符，S[i]＝＝P[j]意思是S[i]与P[j]字符完全一致，都令i后移一位，j后移一位，继续匹配下一个字符；

如果j！＝-1，且当前字符匹配失败，即S[i]！＝P[j]，则令i不变，j＝next[j]。此举意味着匹配失败时，P相对于S向右移动了j-next[j]位，换言之，当匹配失败时，P向右移动的位数为：失配字符所在位置减去失配字符对应的next值，即移动的实际位数为：j-next[j]，且此值大于等于1；

next数组中值代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀，也被称为失效函数，例如如果next[j]＝k，代表j之前的字符串中有最大长度为k的相同前缀后缀，因此也意味着在某个字符失配时，该字符对应的next值会告诉你下一步匹配中，P应该跳到哪个位置(跳到next[j]的位置)，如果next[j]等于0或-1，则跳到模式串的开头字符，若next[j]＝k且k>0，代表下次匹配跳到j之前的某个字符，而不是跳到开头，且具体跳过了k个字符。

20.如权利要求18所述的一种SCD文件与压板自动匹配系统，其特征在于：

虚端子与软压板匹配子单元中，接收软压板与虚端子的匹配采用模糊语句匹配的方法。

21.如权利要求13所述的一种SCD文件与软压板自动匹配系统，其特征在于：所述匹配模块具体包括：

1)变电站设计方案类型确定单元，用于确定变电站设计方案类型，即确定变电站电压等级、接线方式、待检设备类型、保护配置、一次设备运行情况、检修工作类型、采样形式、是否采用合并单元、是否采用智能终端；

2)实施设备和操作对象查找单元，用于提取关键词，根据关键词表，将转为文字描述，根据语义规则，将该文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象，具体为：

提取安措步骤的关键词；

根据关键字分隔符以及关键词的前后顺序，判断出实施设备的关键词、实施设备中具体的操作对象的关键词；

通过关键词表找到关键词对应的文字描述；

通过语义规则以及SCD文件中设备描述，将文字描述转为实际的实施设备和实施设备中具体的操作对象；

上述通过关键词查找操作对象是利用的AC自动机算法。

22.如权利要求21所述的一种SCD文件与软压板自动匹配系统，其特征在于：假设设备的软压板集合为：

U＝{U₁,U₂,…,U_i,…U_N}

AC自动机快速查找软压板的方法步骤为：

1)提取出数据库中设备对应厂家的关键词，并将所有的关键词按照其关键词编码的字符顺序排列；

2)建立关键词树，将所有关键词按字符顺序加入到该关键词树上，其中每个节点为一个字符，且都有一条从根节点到它的路径，代表一个关键词；

3)为关键词树上每个非虚根节点加入前缀指针，前缀指针是指孩子节点指向父亲节点的指针；

4)为关键词树上每个非虚根节点加入失败指针，失败指针是指当前字符失配时跳转到具有最长公共前后缀的字符的指针，能够在当前字符失配时跳转到失败指针指向的字符继续匹配，AC自动机在匹配时如果当前字符匹配失败，那么利用失败指针进行跳转,由此可知如果跳转，跳转后的串的前缀，必为跳转前的关键词的后缀并且跳转的新位置的深度一定小于跳之前的节点，所以利用广度优先搜索在关键词树上面进行失败指针的求解；

5)顺序与U中的元素U_i进行AC自动机匹配即根据包括前缀指针与失败指针的关键词树在U_i中查询；如果与某个关键词匹配成功，则记录下该软压板信息。

23.如权利要求22所述的一种SCD文件与软压板自动匹配系统，其特征在于：为了方便表示，U_i用M表示，AC自动机的匹配原理是：

1)从根节点开始，每次根据读入的字符沿着自动机向下移动；

2)获取M的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；

3)在相应的子树上，取得M的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。

4)如果当前字符匹配成功，表示从当前结点沿着树边有一条路径可以到达目标字符，此时只需沿该路径走向下一个结点继续匹配即可，目标字符串指针移向下个字符继续匹配；如果当前字符匹配失败，则去当前结点的失败指针所指向的字符继续匹配，匹配过程随着指针指向根节点结束。其中目标字符串指与在M中可以匹配成功的关键词；

5)重复第4)步，直到M全部匹配完成。

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