CN111143315A - 基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，在服务器端安装数据库服务器和Git服务器；输入变电站工程信息和Git版本仓库名称到数据库服务器；在Git服务器中创建Git版本仓库和对应的版本号；通过客户端子系统更新Git服务器中的Git版本仓库和版本号。本发明支持多客户端子系统对Git服务器中的Git版本仓库进行操作更新，不会造成版本更新混乱；增加了身份及权限管理功能，确保变电站关键数据在安全合规的场合下使用；为了保证Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件的正确有效，进行了必要的比对验证。

Description

基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法
技术领域
本发明涉及电力领域，更具体涉及基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法。
背景技术
智能变电站是智能电网的重要组成部分，它实现信息的自动采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。
智能变电站二次系统由二次设备及设备间的二次回路构成，其二次回路包含物理回路（实回路）以及逻辑回路（虚回路）两部分，由变电站配置描述文件(SCD)描述智能装置（IED）间的逻辑回路联系，由变电站物理配置描述文件（SPCD）来描述智能装置（IED）间物理光纤连接构成的物理回路，物理回路是实现逻辑回路的媒介，逻辑回路和物理回路是智能变电站二次系统设计的核心部分。
在智能变电站中二次虚回路的信息流有面向通用对象的变电站事件(GenericObject Oriented Substation Event,GOOSE)和采样值（Sampled Valued,SV）2种，其中跳闸和开关量使用GOOSE报文来传输，电压、电流等采样值通过SV报文传输。在进行变电站过程层网络通信设计时，需要指定智能装置的GOOSE报文、SV报文发出后由那些IED装置接收，发出报文的一方称之为发布方，接收报文的一方称之为接收方或订阅方，它们之间这种发送接收关系也称之为订阅发布关系。
智能变电站系统配置描述文件（SCD）是一种采用基于XML扩展的SCL语言描述变电站二次系统结构以及相关联的逻辑节点，描述所有智能装置（IED）的实例配置和通信参数、智能装置之间的通信配置（即订阅发布关系），包括智能装置（IED）、逻辑设备(LD)、逻辑节点(LN)、数据对象(DO)、数据属性(DA)、GOOSE控制块（GSEControl）、采样控制块（SMVControl）、应用程序标识（APPID）、数据集(DataSet)、连接点（ConnecteAP）、逻辑节点模板（LNodeType）、数据对象模板（DOType）、数据属性模板（DAType）、数据条目（FCDA）、订阅关系集（Inputs）等信息。其中每个逻辑节点(LN)都是某个逻辑节点模板（LNodeType）的实例，每个数据对象（DO）是某个数据对象模板（DOType）的实例，每个数据属性(DA)是某个数据属性模板（DAType）的实例，在《Q/GDW 1396-2012 IEC61850工程继电保护应用模型》规范中明确了逻辑节点模板（LNodeType）、数据对象模板（DOType）、数据属性模板（DAType）规定逻辑节点(LN)、数据对象(DO)、数据属性(DA)应该包含的数据名和相应含义。
变电站物理配置描述文件（SPCD）是一种采用XML文件格式描述变电站光纤及双绞线物理回路的配置文件，其描述的物理对象包括变电站、小室、屏柜、智能装置、交换机、光纤配线架、板卡、端口、光纤或双绞线及光缆等信息。
过程层交换机端口映射信息数据文件中存放着变电站站过程层交换机各端口的转发关系，通过端口转发关系可以看出各哪些端口在同一个虚拟局域网（VLAN）内。
智能变电站二次设备实现了信息化、网络化，二次设备之间的电缆回路由光纤回路所替代，由于一根光纤中可以传递多路信号，设备之间的物理连接关系大大简化，但是信息流并未简化并且变得更加复杂，物理与逻辑之间的割裂，使得二次设备之间的回路抽象化，不便于运维。
由于全站配置描述（SCD）文件中并不包含逻辑回路（也称虚回路）与物理回路（也称实回路）之间具体的对应关系，同样，站内的光纤通信网络的链路路由等情况，在SCD中也没有具体信息的描述，这类信息只有通过厂家装置的下装工具或者是相关设计图纸才能准确获知线缆及纤芯的准确含义和虚端子信息，需要专业的工具和厂家人员配合才能得到，这给变电站运行、维护、管理带来很大的挑战。
目前在智能变电站运维过程中需要通过SCD文件来查看虚回路信息，而物理连接信息需要通过查看设计图纸或SPCD文件，而虚实回路关联则需要变电站运维人员进一步加工整理。目前变电站二次回路信息涉及的相关文件分散在不同的部门或个人手中，无法进行有效的管理，造成大量数据冗余及版本混乱的问题。在本系统中将智能变电站二次回路信息模型文中物理回路和逻辑回路当做一个统一的对象来进行全局管控，并且利用了物理回路和逻辑回路之间的关联映射关系来进行相互验证，提高了数据的正确性。
Git作为开源的、分布式版本控制系统，管理方便，逻辑明确，集中式服务器能保证数据的完整和同一，分布式工作站可以提供多人协同工作的平台。Git版本仓库分为本地仓库和远程仓库，本地仓库是存储在操作者所在的机器上，远程仓库一般存储在服务器上，用远程仓库可实现用户间的文件数据共享、操作管控和跟踪。因此可以将变电站二次回路信息模型数据文件的版本管理与Git结合，对同一建设单位或同一地区的变电站二次回路信息模型数据文件进行统一管理，最大限度地管控文件的安全性、完整性和一致性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法。解决现有技术对变电站二次回路信息模型数据文件进行统一有效管理的不足的问题。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，包括以下步骤：
步骤1、在服务器端安装数据库服务器和Git服务器；
步骤2、登录服务器端；
步骤3、向服务器端的数据库服务器输入变电站工程信息；
步骤4、数据库服务器接收到变电站工程信息，生成对应的由数字和字母组成唯一标识的Git版本仓库名称，将Git版本仓库名称与变电站工程信息关联并存储；
步骤5、服务器端调用Git命令在Git服务器中创建Git版本仓库和对应的版本号，Git版本仓库的Git版本仓库名称是步骤4中生成获得；
步骤6、客户端子系统从数据库服务器中读取Git版本仓库名称与变电站工程信息的关联关系，从Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库形成本地离线Git版本仓库，从Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库的版本号作为老版本号；
步骤7、客户端子系统在本地离线Git版本仓库中添加变电站二次回路信息模型数据文件；
步骤8、客户端子系统根据老版本号生成本地离线Git版本仓库的待更新版本号，
步骤9、获取Git服务器中与本地离线Git版本仓库对应的Git版本仓库的版本号作为新版本号，
步骤10、若待更新版本号高于新版本号，则客户端子系统将本地离线Git版本仓库和待更新版本号上传至Git服务器，Git服务器根据接收到的本地离线Git版本仓库和待更新版本号更新对应的Git版本仓库和版本号；
若待更新版本号等于或者低于新版本号，则客户端子系统将本地离线Git版本仓库与Git服务器中Git版本仓库合并更新本地离线Git版本仓库，根据新版本号再次生成待更新版本号，返回步骤9。
如上所述的步骤7还包括对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行校验的步骤，具体为：
步骤7.1、客户端子系统分别对本地离线Git版本仓库中的变电站二次回路信息模型数据文件进行解析，确定从起点智能装置、终点智能装置以及之间连接的光纤或纤芯组成的物理回路，确定虚回路，还确定起点智能装置的发送端口发送的变电站事件和采样值信息；
步骤7.2、对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验，比对校验结果由以Excel或可视化界面展示。
如上所述的对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件包括SCD文件和SPCD文件，所述的对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验包括：
步骤7.2.1、对SCD文件中的通信参数进行校验，检查通信参数的唯一性和正确性；
步骤7.2.2、对SCD文件中的参数节点实例化检查；
步骤7.2.3、对SCD文件中的数据集DataSet引用进行检查；
步骤7.2.4、对SCD文件中的GOOSE控制块（GSEControl）、SV控制块（SMVControl）的引用进行检查；
步骤7.2.5、对SCD文件中的订阅关系集（Inputs）中的信号引用进行检查；
步骤7.2.6、SCD文件中命名规范检查；
步骤7.2.7、物理回路检查；
步骤7.2.8、对虚回路和物理回路进行校验。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、本发明将Git服务器安装在服务器端，可从客户端子系统对Git服务器中的Git版本仓库进行操作更新，支持多客户端子系统对Git服务器中的Git版本仓库进行操作更新，不会造成版本更新混乱；
2、增加了身份及权限管理功能，确保变电站关键数据在安全合规的场合下使用；
3、为了保证Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件的正确有效，进行了必要的比对验证。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，包括以下步骤：
步骤1、在进行版本管理之前，首先需要对服务器端进行初始化操作。初始化操作包括在服务器端安装数据库服务器和Git服务器。
其中，数据库服务器用于保存：
（1）变电站工程信息，包括变电站名称、省份简称、地区简称、电压等级、变电站简称；
（2）与变电站工程信息关联的Git版本仓库名称。
服务器端用于保存：
（1）用户账号信息，包括用户登录账号和登录密码，用于对用户身份进行合法性验证；
（2）用户权限信息，保存用户对数据库服务器的变电站工程信息和Git版本仓库名称的操作权限，还用保存Git服务器端的Git版本仓库和版本号的操作权限，操作权限包括：只读权限和工程管理权限，工程管理权限包括读取、创建、删除和修改。
拥有只读权限的用户只能从服务器端的数据库服务器下载变电站工程信息和Git版本仓库名称，只能从Git服务器中下载Git版本仓库和版本号。
Git服务器用于提供Git版本仓库和版本号，Git版本仓库用于储存变电站二次回路信息模型数据文件，Git服务器中的Git版本仓库的名称与数据库服务器中存储的与变电站工程信息关联的Git版本仓库名称对应，变电站二次回路信息模型数据文件包括SCD文件、SPCD文件及过程层交换机端口映射数据文件。
通过数据库服务器中存放的变电站工程信息和对应的Git版本仓库的对应关系，客户端子系统可以计算出任何一个变电站工程的变电站二次回路信息模型数据文件在Git版本仓库中的访问地址。
Git版本仓库的创建
步骤2、用户以管理员身份登录服务器端，管理员身份拥有工程管理权限；
步骤3、创建变电站工程，向服务器端的数据库服务器输入变电站工程信息，如变电站名称、省份简称、地区简称、电压等级、变电站简称等。
步骤4、数据库服务器接收到变电站工程信息，生成对应的由数字和字母组成唯一标识的Git版本仓库名称，将Git版本仓库名称与变电站工程信息关联并存储。
步骤5、服务器端调用Git命令在Git服务器中创建Git版本仓库和对应的版本号，Git版本仓库的Git版本仓库名称是步骤4中生成的，这个Git服务器的Git版本仓库此时是一个空的Git版本仓库。
步骤6、用户在客户端子系统进行身份合法验证后，从服务器端的数据库服务器中读取Git版本仓库名称与变电站工程信息的关联关系，然后客服端子系统从服务器端的Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库到本地，形成本地离线Git版本仓库，从Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库的版本号作为老版本号。
步骤7、客户端子系统在本地离线Git版本仓库中添加变电站二次回路信息模型数据文件，变电站二次回路信息模型数据文件包括SCD文件、SPCD文件及过程层交换机端口映射数据文件，
客户端子系统添加变电站二次回路信息模型数据文件完成后，对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行校验，
步骤8、客户端子系统根据老版本号生成本地离线Git版本仓库的待更新版本号，
步骤9、获取Git服务器中与本地离线Git版本仓库对应的Git版本仓库的版本号作为新版本号，
步骤10、若待更新版本号高于新版本号（即在本地离线Git版本仓库编辑修改的同时，没有其他用户通过客户端子系统对Git服务器的Git版本仓库进行编辑并完成上传），则客户端子系统将本地离线Git版本仓库和待更新版本号上传至Git服务器，Git服务器根据接收到的本地离线Git版本仓库和待更新版本号更新对应的Git版本仓库和版本号；
若待更新版本号等于或者低于新版本号（即在本地离线Git版本仓库编辑修改的同时，其他用户通过客户端子系统对Git服务器的Git版本仓库进行编辑并完成上传，更新了版本号），则客户端子系统将本地离线Git版本仓库与Git服务器中Git版本仓库合并更新本地离线Git版本仓库，根据新版本号再次生成待更新版本号，返回步骤9。
对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行校验包括以下步骤：
步骤7.1、客户端子系统分别对本地离线Git版本仓库中的变电站二次回路信息模型数据文件进行解析，确定从起点智能装置、终点智能装置以及之间连接的光纤（或纤芯）组成的物理回路，确定虚回路，还确定起点智能装置的发送端口发送的变电站事件(GOOSE)和采样值信息（SV）。
步骤7.2、对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验，比对校验结果由以Excel或可视化界面展示比对校验结果。可依据《DL/T 1873-2018 智能变电站系统配置描述(SCD)文件技术规范》和《Q/GDW 1396-2012IEC61850工程继电保护应用模型》对SCD文件进行校验，SPCD文件中的数据可依照《Q/GDW 11765—2017 智能变电站光纤回路建模及编码技术规范》进行校验。
对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验包括但不限于：
步骤7.2.1、对SCD文件中的通信参数进行校验，检查通信参数的唯一性和正确性。具体包括：检查SCD文件里子网中的IP地址有无重复；保证同一个子网节点下一个智能装置（IED）的访问节点只关联一个连接点（ConnetedAP）；检查SCD文件中的网卡（MAC）地址和应用程序标识（APPID）有无重复。
步骤7.2.2、对SCD文件中的参数节点实例化检查。具体包括：检查逻辑节点LN与对应的逻辑节点模板（LNodeType）的一致性，数据对象（DO）、数据属性（DA）分别与数据对象模板（DOType）、数据属性模板（DAType）的一致性。
步骤7.2.3、对SCD文件中的数据集DataSet引用进行检查。具体包括：对于导入的SCD文件的检查数据集DataSet中各个数据条目（FCDA）与对应的数据对象模板（DOType）的一致性，如：数据集DataSet中各个数据条目（FCDA）在对应的数据对象模板（DOType）中需存在；数据集DataSet的数据条目（FCDA）需存在；数据集DataSet的数据条目（FCDA）的数量不能超出已声明的最大值。
步骤7.2.4、对SCD文件中的GOOSE控制块（GSEControl）、SV控制块（SMVControl）的引用进行检查。具体包括：检查SCD文件中GOOSE控制块（GSEControl）、SV控制块（SMVControl）与数据集DataSet的一致性，检查GOOSE控制块（GSEControl）、SV控制块（SMVControl）引用的数据集DataSet是否存在。
步骤7.2.5、对SCD文件中的订阅关系集（Inputs）中的信号引用进行检查。检查SCD文件中信号发布与订阅的一致性。
步骤7.2.6、SCD文件中命名规范检查。检查命名是否符合《Q/GDW 1396-2012IEC61850工程继电保护应用模型》和《DL/T 1873-2018 智能变电站系统配置描述(SCD)文件技术规范》中的命名标准，中文名称是否符合符合《DL/T 1661-2016智能变电站监控数据与接口技术规范》中的命名标准。
步骤7.2.7、物理回路检查。具体包括：起点智能装置类型和终点智能装置类型必须是下列之一：智能装置（IED）、计量装置、对时装置或电能表；光纤连接的端口必须在对应的起点智能装置或终点智能装置上存在且唯一；光纤的起点屏柜、终点屏柜必须存在且唯一，且光纤的备用芯数必须满足大于零的要求。
步骤7.2.8、对虚回路和物理回路进行校验。如：物理回路的起点和终点必须与虚回路中的起点和终点对应；每一条虚回路必须有一条物理回路与之对应，SPCD文件中的IED装置的IedName属性必须与SCD文件中的的IED节点的Name属性一一对应等等。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在服务器端安装数据库服务器和Git服务器；
步骤2、登录服务器端；
步骤3、向服务器端的数据库服务器输入变电站工程信息；
步骤4、数据库服务器接收到变电站工程信息，生成对应的由数字和字母组成唯一标识的Git版本仓库名称，将Git版本仓库名称与变电站工程信息关联并存储；
步骤5、服务器端调用Git命令在Git服务器中创建Git版本仓库和对应的版本号，Git版本仓库的Git版本仓库名称是步骤4中生成获得；
步骤6、客户端子系统从数据库服务器中读取Git版本仓库名称与变电站工程信息的关联关系，从Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库形成本地离线Git版本仓库，从Git服务器中提取与Git版本仓库名称关联的Git版本仓库的版本号作为老版本号；
步骤7、客户端子系统在本地离线Git版本仓库中添加变电站二次回路信息模型数据文件；
步骤8、客户端子系统根据老版本号生成本地离线Git版本仓库的待更新版本号，
步骤9、获取Git服务器中与本地离线Git版本仓库对应的Git版本仓库的版本号作为新版本号，
步骤10、若待更新版本号高于新版本号，则客户端子系统将本地离线Git版本仓库和待更新版本号上传至Git服务器，Git服务器根据接收到的本地离线Git版本仓库和待更新版本号更新对应的Git版本仓库和版本号；
若待更新版本号等于或者低于新版本号，则客户端子系统将本地离线Git版本仓库与Git服务器中Git版本仓库合并更新本地离线Git版本仓库，根据新版本号再次生成待更新版本号，返回步骤9。
2.根据权利要求1所述的基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，其特征在于，所述的步骤7还包括对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行校验的步骤，具体为：
步骤7.1、客户端子系统分别对本地离线Git版本仓库中的变电站二次回路信息模型数据文件进行解析，确定从起点智能装置、终点智能装置以及之间连接的光纤或纤芯组成的物理回路，确定虚回路，还确定起点智能装置的发送端口发送的变电站事件和采样值信息；
步骤7.2、对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验，比对校验结果由以Excel或可视化界面展示。
3.根据权利要求2所述的基于Git的变电站二次回路信息模型的版本管理方法，其特征在于，所述的对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件包括SCD文件和SPCD文件，所述的对本地离线Git版本仓库中的变电站二次系统信息模型数据文件进行比对校验包括：
步骤7.2.1、对SCD文件中的通信参数进行校验，检查通信参数的唯一性和正确性；
步骤7.2.2、对SCD文件中的参数节点实例化检查；
步骤7.2.3、对SCD文件中的数据集DataSet引用进行检查；
步骤7.2.4、对SCD文件中的GOOSE控制块（GSEControl）、SV控制块（SMVControl）的引用进行检查；
步骤7.2.5、对SCD文件中的订阅关系集（Inputs）中的信号引用进行检查；
步骤7.2.6、SCD文件中命名规范检查；
步骤7.2.7、物理回路检查；
步骤7.2.8、对虚回路和物理回路进行校验。
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