CN111555445A - 一种智能变电站自动组图方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的智能变电站自动组图方法，包括相互连接的7个功能模块：定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素模块、SCD规范化校验处理模块、交换机物理连接自动组图模块、IED模型报文数据解析模块、交换机虚端子连接自动组图模块、IED模型信息映射配置模块、二次设备连接自动组图模块。本发明能够针对不同厂家的SCD文件制定图形元素库，并对SCD文件进行规范化处理后，再利用SCD解析及IED模型间的报文数据实现智能站全站交换机物理连接、交换机虚端子连接自动组图，还能够利用IED模型信息解析及IED间报文解析信息映射实现二次设备连接自动组图，最终实现实现智能站交换机网络运行状态及二次设备状态实时监视。

Description

一种智能变电站自动组图方法
技术领域
本发明涉及智能变电站技术领域，具体为一种智能变电站自动组图方法。
背景技术
随着互联网+大数据的推广，国家电网正在快速推进智能变电站的建设工作，智能变电站通过现代通信技术，能够实现变电站的环境监控、动力监测、检修辅助、运行辅助，并通过传感技术实现变电站设备之间的信息联络和共享，工作人员可实现网上巡检。且与常规变电站相比，智能变电站的主要特征是大量采用光纤通道作为信息传输媒介，大量采用电子式电流互感器和电压互感器，功能强大的高级应用功能，以及一次、二次设备的高度集成化。
目前现有的智能变电站自动成图方案主要是针对二次设备状态可视化，主要是通过SCD（变电站IEC61850标准中substation configuration description，即全站系统配置文件，简称SCD。SCD文件是智能变电站的主导文件，明确了各IED的关系，IED是指变电站中的智能电子设备）解析自动生成二次设备连接关系网络图，或者通过手动配置实现智能站物理连接网络图。并没有能够自动生成智能变电站全站可视化的技术方案。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便的智能变电站自动组图方法，能够自动生成智能变电站全站可视化，便于电网设备的运行、监控和维护。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明的智能变电站自动组图方法，其特征在于：包括相互连接的7个功能模块：定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素模块、SCD规范化校验处理模块、交换机物理连接自动组图模块、IED模型报文数据解析模块、交换机虚端子连接自动组图模块、IED模型信息映射配置模块、二次设备连接自动组图模块；
SCD规范化校验处理模块包括SCD离线schema校验模块、SCD在线IED模型校验模块。
本发明的智能变电站自动组图方法，包括以下步骤：
（1）针对不同厂家SCD文件制定设备图形元素库，并对不同厂家SCD文件进行离线语法规范及必要元素校验、在线IED模型信息校验处理，实现智能站全站配置内容完整可视化；
（2）利用SCD文件解析IED模型连接关系实现智能变电站交换机物理连接，根据SCD文件中IED模型连接关系，通过模型间报文数据解析实现交换机虚端子连接自动组图；
（3）利用SCD文件中IED模型信息及报文数据解析、IED模型相关映射配置信息实现二次设备连接关系自动组图。
本发明的智能变电站自动组图方法，详细步骤如下：
（1）定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素：通过解析大量SCD文件，提取智能站过程层和站控层网络设备类型信息、间隔信息、电压等级信息，并根据设备相关属性信息确定设备图形规格参数、大小、设备连接属性元素，形成设备图形元素库，同时提取出SCD文件必要元素信息，构建SCD文件标准元素因子特征库。
（2）SCD规范化校验处理：
包括SCD离线schema校验、SCD在线IED模型校验：
（a）SCD离线schema校验：对SCD文件语法规范、必要元素校验，首先导入SCD文件进行语法规范schema校验，校验后根据SCD文件标准元素因子特征库，进行离线一致性校验，确定SCD文件结构和内容的完整性，并进行SCD文件进行必要元素信息补充。
（b）SCD在线IED模型校验：通过提取SCD文件中的IED模型信息进行SCD文件在线校验，校验SCD与站内实际IED的模型是否一致，并根据站内实际IED模型信息更新SCD文件中的IED模型信息，完成SCD文件校验更新。
（3）交换机物理连接自动组图：通过解析上一步校验更新后的SCD文件信息，提取IED设备对应的数据模型和连接关系，获取交换机的端口信息及连接关系、交换机网段、电压等级等信息，并结合设备图形元素库中图形要求，按照连接关系组成交换机物理连接图。
（4）IED模型报文数据解析：根据上一步中提取的IED设备对应的数据模型和连接关系，按照SCD文件的描述向IED发送具有特定报文参数和数据的SV、GOOSE报文，然后解析报文数据内容，获取交换机网络图的端口、光口、板卡信息。
（5）交换机虚端子连接自动组图：根据步骤四中数据解析内容补充组成的交换机物理连接图的端口、光口、板卡信息，并对信息进行映射绑定，然后获取SCD文件对应设备间隔信息、电压等级信息，结合设备图形元素库按照补充后的交换机物理连接图生成以间隔为单位的虚端子连接图。
（6）IED模型信息映射配置：通过提取SCD文件中IED模型连接信息，根据步骤4中解析出的IED装置端口、光口、板卡信息进行对应二次设备信息映射配置。
（7）二次设备连接自动组图：通过确认上一步中完成的二次设备IED模型断链信息、故障信息配置与压板信息、实际光纤通道配置信息，然后根据二次设备IED模型对应的间隔信息、电压等级信息、设备类型信息及交换机虚端子连接关系，结合设备图形元素库组成以二次设备为单位的连接图，最终实现智能变电站二次设备可视化。
本发明的有益效果是，该智能变电站自动组图方法，能够针对不同厂家的SCD文件制定图形元素库，并对SCD文件进行规范化处理后，再利用SCD解析及IED模型间的报文数据实现智能站全站交换机物理连接、交换机虚端子连接自动组图，还能够利用IED模型信息解析及IED间报文解析信息映射实现二次设备连接自动组图。最终实现实现智能站交换机网络运行状态及二次设备状态实时监视。本发明能够自动生成智能变电站全站可视化，便于电网设备的运行、监控和维护。因此，智能变电站可视化技术的变电站智能辅助系统的成功应用，能够提高变电站的信息化、自动化、互动化水平，为智能变电站运行、检修及综合管理提支撑。
具体功能如下：
（1）能够针对不同厂家SCD文件制定图形元素库，并对不同厂家SCD文件进行离线、在线标准校验处理，实现智能站全站配置内容完整可视化；
（2）能够利用SCD文件解析及IED模型报文数据解析实现智能变电站交换机物理连接、交换机虚端子连接自动组图；
（3）能够利用SCD文件中IED模型信息及报文数据解析、IED模型相关映射配置信息实现二次设备连接关系自动组图。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。
本发明的智能变电站自动组图方法，包括相互连接的7个功能模块：定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素模块、SCD规范化校验处理模块、交换机物理连接自动组图模块、IED模型报文数据解析模块、交换机虚端子连接自动组图模块、IED模型信息映射配置模块、二次设备连接自动组图模块；
SCD规范化校验处理模块包括SCD离线schema校验模块、SCD在线IED模型校验模块。
本发明的智能变电站自动组图方法，包括以下步骤：
（1）针对不同厂家SCD文件制定设备图形元素库，并对不同厂家SCD文件进行离线语法规范及必要元素校验、在线IED模型信息校验处理，实现智能站全站配置内容完整可视化；
（2）利用SCD文件解析IED模型连接关系实现智能变电站交换机物理连接，根据SCD文件中IED模型连接关系，通过模型间报文数据解析实现交换机虚端子连接自动组图；
（3）利用SCD文件中IED模型信息及报文数据解析、IED模型相关映射配置信息实现二次设备连接关系自动组图。
本发明的智能变电站自动组图方法，各个模块执行的详细步骤如下：
（1）定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素模块：本模块主要通过解析大量SCD文件，提取智能站过程层和站控层网络设备类型信息、间隔信息、电压等级信息，并根据设备相关属性信息确定设备图形规格参数、大小、设备连接属性元素，形成设备图形元素库，同时提取出SCD文件必要元素信息，构建SCD文件标准元素因子特征库。
（2）SCD规范化校验处理模块：
本模块包括SCD离线schema校验模块、SCD在线IED模型校验模块：
（a）SCD离线schema校验模块：本模块主要对SCD文件语法规范、必要元素校验，首先导入SCD文件进行语法规范schema校验，校验后根据SCD文件标准元素因子特征库，进行离线一致性校验，确定SCD文件结构和内容的完整性，并进行SCD文件进行必要元素信息补充。
（b）SCD在线IED模型校验模块：本模块主要通过提取SCD文件中的IED模型信息进行SCD文件在线校验，校验SCD与站内实际IED的模型是否一致，并根据站内实际IED模型信息更新SCD文件中的IED模型信息，完成SCD文件校验更新。
（3）交换机物理连接自动组图模块：本模块通过解析上一步校验更新后的SCD文件信息，提取IED设备对应的数据模型和连接关系，获取交换机的端口信息及连接关系、交换机网段、电压等级等信息，并结合设备图形元素库中图形要求，按照连接关系组成交换机物理连接图。
（4）IED模型报文数据解析模块：根据上一步中提取的IED设备对应的数据模型和连接关系，按照SCD文件的描述向IED发送具有特定报文参数和数据的SV、GOOSE报文，然后解析报文数据内容，获取交换机网络图的端口、光口、板卡信息。
（5）交换机虚端子连接自动组图模块：根据步骤四中数据解析内容补充组成的交换机物理连接图的端口、光口、板卡信息，并对信息进行映射绑定，然后获取SCD文件对应设备间隔信息、电压等级信息，结合设备图形元素库按照补充后的交换机物理连接图生成以间隔为单位的虚端子连接图。
（6）IED模型信息映射配置模块：本模块能够通过提取SCD文件中IED模型连接信息，根据步骤4中解析出的IED装置端口、光口、板卡信息进行对应二次设备信息映射配置.
（7）二次设备连接自动组图模块：本模块能够通过确认上一步中完成的二次设备IED模型断链信息、故障信息配置与压板信息、实际光纤通道配置信息，然后根据二次设备IED模型对应的间隔信息、电压等级信息、设备类型信息及交换机虚端子连接关系，结合设备图形元素库组成以二次设备为单位的连接图，最终实现智能变电站二次设备可视化。
本发明通过执行以下工艺步骤：（1）定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素、（2）SCD规范化校验处理（包括（a）SCD离线schema校验和（b）SCD在线IED模型校验）、（3）交换机物理连接自动组图、（4）IED模型报文数据解析、（5）交换机虚端子连接自动组图、（6）IED模型信息映射配置、（7）二次设备连接自动组图模块。从而实现二次设备连接自动组图，最终实现实现智能站交换机网络运行状态及二次设备状态实时监视，从而自动生成智能变电站全站可视化。因此，智能变电站可视化技术的变电站智能辅助系统的成功应用，能够提高变电站的信息化、自动化、互动化水平。

Claims (9)

1.一种智能变电站自动组图方法，其特征在于：包括相互连接的7个功能模块：定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素模块、SCD规范化校验处理模块、交换机物理连接自动组图模块、IED模型报文数据解析模块、交换机虚端子连接自动组图模块、IED模型信息映射配置模块、二次设备连接自动组图模块；
其中，SCD规范化校验处理模块包括SCD离线schema校验模块、SCD在线IED模型校验模块。
2.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）针对不同厂家SCD文件制定设备图形元素库，并对不同厂家SCD文件进行离线语法规范及必要元素校验、在线IED模型信息校验处理，实现智能站全站配置内容完整可视化；
（2）利用SCD文件解析IED模型连接关系实现智能变电站交换机物理连接，根据SCD文件中IED模型连接关系，通过模型间报文数据解析实现交换机虚端子连接自动组图；
（3）利用SCD文件中IED模型信息及报文数据解析、IED模型相关映射配置信息实现二次设备连接关系自动组图。
3.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（1）定制智能站过程层和站控层网络设备图形元素：本模块主要通过解析大量SCD文件，提取智能站过程层和站控层网络设备类型信息、间隔信息、电压等级信息，并根据设备相关属性信息确定设备图形规格参数、大小、设备连接属性元素，形成设备图形元素库，同时提取出SCD文件必要元素信息，构建SCD文件标准元素因子特征库；
4.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（2）SCD规范化校验处理：
本模块包括SCD离线schema校验、SCD在线IED模型校验：
（a）SCD离线schema校验：本模块主要对SCD文件语法规范、必要元素校验，首先导入SCD文件进行语法规范schema校验，校验后根据SCD文件标准元素因子特征库，进行离线一致性校验，确定SCD文件结构和内容的完整性，并进行SCD文件进行必要元素信息补充；
（b）SCD在线IED模型校验：本模块主要通过提取SCD文件中的IED模型信息进行SCD文件在线校验，校验SCD与站内实际IED的模型是否一致，并根据站内实际IED模型信息更新SCD文件中的IED模型信息，完成SCD文件校验更新；
5.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（3）交换机物理连接自动组图：本模块通过解析上一步校验更新后的SCD文件信息，提取IED设备对应的数据模型和连接关系，获取交换机的端口信息及连接关系、交换机网段、电压等级等信息，并结合设备图形元素库中图形要求，按照连接关系组成交换机物理连接图；
6.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（4）IED模型报文数据解析：根据上一步中提取的IED设备对应的数据模型和连接关系，按照SCD文件的描述向IED发送具有特定报文参数和数据的SV、GOOSE报文，然后解析报文数据内容，获取交换机网络图的端口、光口、板卡信息；
7.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（5）交换机虚端子连接自动组图：根据步骤四中数据解析内容补充组成的交换机物理连接图的端口、光口、板卡信息，并对信息进行映射绑定，然后获取SCD文件对应设备间隔信息、电压等级信息，结合设备图形元素库按照补充后的交换机物理连接图生成以间隔为单位的虚端子连接图；
8.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（6）IED模型信息映射配置：本模块能够通过提取SCD文件中IED模型连接信息，根据步骤4中解析出的IED装置端口、光口、板卡信息进行对应二次设备信息映射配置；
9.根据权利要求1所述的智能变电站自动组图方法，其特征在于：模块执行的详细步骤如下：（7）二次设备连接自动组图：本模块能够通过确认上一步中完成的二次设备IED模型断链信息、故障信息配置与压板信息、实际光纤通道配置信息，然后根据二次设备IED模型对应的间隔信息、电压等级信息、设备类型信息及交换机虚端子连接关系，结合设备图形元素库组成以二次设备为单位的连接图，最终实现智能变电站二次设备可视化。
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