CN111611665A - 一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，包括以下步骤：S1：获取智能变电站的SCD文件，进行图形化处理，得到SCD图形化文件；S2：建立一次系统与二次系统之间的关联；S3：建立SCD图形化体系；S4：利用SCD图形化体系，进行智能变电站的三维模块化设计，与现有技术相比，本发明具有方便且快捷等优点。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站领域，尤其是涉及一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法。
背景技术
近年来，我国各单位和电力研究所都已经开始引进三维设计系统和三维设计软件，且取得了一定的成果，有效的降低了智能变电站设计的成本。不过我国才刚刚开始应用三维设计软件，现在还处于由二维平面设计向三维设计的过渡时期，所以，我国目前对于能够熟练使用三维设计软件且能独立完成电力系统设计的人才还非常的欠缺。现在的三维设计软件虽然可以实现变电站设计的大多数功能，但是都还存在一些问题，如智能化程度不够、效率不高、与技经等专业软件接口较少等。
由于现今的各种各样的电器相继问世，在未来还有着更多的电器会被研发出来服务于我们的生活，所以对于变电站的质量以及效率、使用寿命等都有着很高的要求。不仅需要变电站能智能化的进行识别，也需要能进行精准的输送。目前我国的智能变电站的效果还不能完全满足我国市场对于用电的需求，还需要加强此方面的研究。
智能变电站的快速发展得益于智能变电站工程中所配备的多种智能数字化技术内容，这其中就包括了以SCD配置文件为核心的智能变电站数字化资料管控系统。它可实现对智能变电站生产工作技术内容的有效设计、调试、验收与运维管理，且SCD资料文件本身也能够实现修改跟踪与版本控制，应用相当灵活。
但是如何在基于三维软件的基础技术特点之上对SVG图形及其相关规范进行分析，并将SCD图形化应用与实际只能变电站的设计中，还算是有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，包括以下步骤：
S1：获取智能变电站的SCD文件，进行图形化处理，得到SCD图形化文件；
S2：建立一次系统与二次系统之间的关联；
S3：建立SCD图形化体系；
S4：利用SCD图形化体系，进行智能变电站的三维模块化设计。
所述的步骤S1具体包括：
S11：共享各软件系统与异构数据库中数据内容；
S12：利用结构化文本模型建立图形建模的规范；
S13：利用SVG语言描述电力图形元素；
S14：根据预设的SCD图形化类别和SCD图形化效果，进行图形化转化；
S15：得到SCD图形化文件。
所述的一次系统与二次系统通过IED关联关系图进行关联。
所述的SCD图形化类别包括虚端子与虚回路、逻辑网络拓扑图、IED所属关系图和一次设备与二次设备关系图。
所述的虚端子与虚回路通过传统端子排线图及回路进行图形化展示，所述的逻辑网络拓扑图通过拓扑结构图进行图形化展示，所述的IED所属关系图通过力导引关系图进行图形化展示，所述的一次设备与二次设备关系图通过树形结构图进行图形化展示。
所述的图形化效果包括虚端子与虚回路图的SCD图形化效果和一次设备与二次设备的SCD图形化效果。
所述的虚端子与虚回路图的SCD图形化效果的构建步骤具体包括：
S301：建立虚端子和虚回路图的SCD图形化模块；
S302：基于分层次的图形界面内容，获取IED连接关系；
S303：根据IED连接关系，得到SCD图形化模块与IED之间的虚端子连接关系图；
S304：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S305：利用图形化展示校验后的虚端子和虚回路，显示虚端子配置错误的内容，并修改SCD文件中的虚端子配置情况。
所述的一次设备与二次设备的SCD图形化效果的构建步骤具体包括：
S311：获取基于一次设备需求设计的IED配置；
S312：确认二次设备是否完全为一次设备服务，若是，则执行步骤S314，若否，则改变IED配置，返回执行步骤S311；
S313：建立了一次设备与二次设备的关联图，并利用SCD文件进行图形化转化处理；
S314：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S315：利用图形化展示校验后的一次设备与二次设备的关联图，并利用智能变电站的二次资料管控系统为一次设备提供全周期管控服务。
所述的步骤S14具体包括：
S141：在SCD文件中加入虚端子连接关系指令，在二次系统中建立基于不同装置之间的虚回路；
S142：在虚回路上建立ICD或CID文件的虚端子信息模型，该模型表示一个装置上的所有虚端子内容；
S143：通过SCD文件对信息通信的逻辑网络进行配置，并展示系统装置之间的通信连接关系。
所述的进行智能变电站的三维模块化设计包括电缆线优化布置、管线布置、碰撞检查、模拟施工和空间可视化展示。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过利用SCD图形化文件建立一次设备和二次设备的关联图，构建智能变电站的设备基础框架，确保二次设备装置完全为一次设备服务，同时结合智能二次资料管控系统进行SCD图形化文件内容的校验和对比，保证SCD图形化转化的准确性；
2)本发明根据SCD图形化类别进行图形化转化，符合设计过程的实际需求，并且不同的图形化类别通过不同的方法构建SCD图形化效果，使图形化展示更加符合实际要求，设计过程更加方便和快捷；
3)本发明通过对SCD文件图形化的设计和应用，丰富完善了基于三维软件的智能变电站中的二次资料管控系统业务功能，使智能变电站的设计更加直观清楚，方便不同领域的人进行查看和修改；
4)本发明通过三维设计具体化了“z轴”，使电缆在其敷设路径上的每一个环节都能在三维环境中由软件捕捉并精确测量，消除了原本需要依靠设计人员的经验进行估算的部分，使电缆长度的测量更准确，更接近实际值。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为SCD图形化模块关联IED连接图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
如图1所示，一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，包括以下步骤：
S1：获取智能变电站的SCD文件，进行图形化处理，得到SCD图形化文件；
S2：建立一次系统与二次系统之间的关联；
S3：建立SCD图形化体系；
S4：利用SCD图形化体系，进行智能变电站的三维模块化设计。包括电缆线优化布置、管线布置、碰撞检查、模拟施工和空间可视化展示。
其中，步骤S1具体包括：
S11：共享各软件系统与异构数据库中数据内容；
S12：利用结构化文本模型建立图形建模的规范；
S13：利用SVG语言描述电力图形元素；
S14：根据预设的SCD图形化类别和SCD图形化效果，进行图形化转化；
S15：得到SCD图形化文件。
在该过程中，应该围绕SVG图形建立相关建模规范内容，描述电力图形元素中的SVG语言，这套语言还被称之为“G语言”。最后可通过G语言将必要的信息传递到SCD图形化系统中进行图形化展示。
SCD图形化类别包括虚端子与虚回路、逻辑网络拓扑图、IED所属关系图和一次设备与二次设备关系图。
虚端子与虚回路通过传统端子排线图及回路进行图形化展示，逻辑网络拓扑图通过拓扑结构图进行图形化展示，IED所属关系图通过力导引关系图进行图形化展示，一次设备与二次设备关系图通过树形结构图进行图形化展示。
根据SCD图形化需求分析相关结果，对图形化展示内容进行深度解读，满足图形化研究需求，并提出具体的SCD图形化类别分类，如下表：
表1SCD图形化类别与展示方式
| 序号 | SCD图形化类别 | 图形化展示方式 |
| 1 | 虚端子与虚回路 | 传统端子排线图以及回路 |
| 2 | 逻辑网络拓扑图 | 拓扑结构图 |
| 3 | IED所属关系图 | 力导引关系图 |
| 4 | 一次、二次设备关系图 | 树形结构图 |
结合该表内容可相对直观了解到智能变电站中管控系统所需要的SCD图形化信息内容，它可根据关注焦点与图形展示方式进行多种图形内容考量，再根据SCD 图形使用偏好度来呈现相关信息内容。
结合图形化类别的特点，分析其对应的SCD图形化效果，再基于三维软件提供参考依据，建立虚端子与虚回路图以及一二次设备关联图，便可进行智能变电站设计。图形化效果包括虚端子与虚回路图的SCD图形化效果和一次设备与二次设备的SCD图形化效果。
(1)虚端子与虚回路的SCD图形化效果
基于虚端子和虚回路建立SCD图形化模块，分层次获取图形界面内容，提供粗略的IED连接关系与详细的虚端子连接关系图，如图2所示。
当进行SCD文件浏览时，需要获取虚端子连接内容，所以要给出如图2的连接图，明确IED关联关系图中的所有内容，了解SCD图形化模块与IED之间的虚端子连接关系。同时，还要结合智能二次资料管控系统进行SCD图形化文件内容的校验和对比，并在图形中展示校验后虚端子的配置错误内容，修改SCD文件中的虚端子修改情况。
具体构建步骤包括：
S301：建立虚端子和虚回路图的SCD图形化模块；
S302：基于分层次的图形界面内容，获取IED连接关系；
S303：根据IED连接关系，得到SCD图形化模块与IED之间的虚端子连接关系图；
S304：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S305：利用图形化展示校验后的虚端子和虚回路，显示虚端子配置错误的内容，并修改SCD文件中的虚端子配置情况。
(2)一次、二次设备的SCD图形化效果设计
要利用SCD图形化文件建立一次、二次设备的关联图，构建智能变电站的设备基础框架，确保二次设备装置完全为一次设备服务。在这里，全部的IED配置都是基于一次设备需求进行设计的，它们通过二次资料管控系统提供全周期管控服务，并建立了一、二次设备的关联图，再利用SCD文件进行图形化转化处理。在处理过程中采用到了基于结构化文本模型描述的SVG文件表达形式，对不同软件系统与异构数据库中数据内容进行共享，明确图形建模的标准化内涵，有效提高建模数据的可利用特性。
具体构建步骤包括：
S311：获取基于一次设备需求设计的IED配置；
S312：确认二次设备是否完全为一次设备服务，若是，则执行步骤S314，若否，则改变IED配置，返回执行步骤S311；
S313：建立了一次设备与二次设备的关联图，并利用SCD文件进行图形化转化处理；
S314：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S315：利用图形化展示校验后的一次设备与二次设备的关联图，并利用智能变电站的二次资料管控系统为一次设备提供全周期管控服务。
根据上述SCD图形化类别和SCD图形化效果，进行图形化转化过程如下：
S141：在SCD文件中加入虚端子连接关系指令，在二次系统中建立基于不同装置之间的虚回路；
S142：在虚回路上建立ICD或CID文件的虚端子信息模型，该模型表示一个装置上的所有虚端子内容；
S143：通过SCD文件对信息通信的逻辑网络进行配置，并展示系统装置之间的通信连接关系。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取智能变电站的SCD文件，进行图形化处理，得到SCD图形化文件；
S2：建立一次系统与二次系统之间的关联；
S3：建立SCD图形化体系；
S4：利用SCD图形化体系，进行智能变电站的三维模块化设计。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包括：
S11：获取异构数据库中的数据内容；
S12：利用结构化文本模型建立图形建模规范；
S13：利用SVG语言描述电力图形元素；
S14：根据预设的SCD图形化类别和SCD图形化效果，进行图形化转化；
S15：得到SCD图形化文件。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的一次系统与二次系统通过IED关联关系图进行关联。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的SCD图形化类别包括虚端子与虚回路、逻辑网络拓扑图、IED所属关系图和一次设备与二次设备关系图。
5.根据权利要求4所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的虚端子与虚回路通过传统端子排线图及回路进行图形化展示，所述的逻辑网络拓扑图通过拓扑结构图进行图形化展示，所述的IED所属关系图通过力导引关系图进行图形化展示，所述的一次设备与二次设备关系图通过树形结构图进行图形化展示。
6.根据权利要求5所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的图形化效果包括虚端子与虚回路图的SCD图形化效果和一次设备与二次设备的SCD图形化效果。
7.根据权利要求6所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的虚端子与虚回路图的SCD图形化效果的构建步骤具体包括：
S301：建立虚端子和虚回路图的SCD图形化模块；
S302：基于分层次的图形界面内容，获取IED连接关系；
S303：根据IED连接关系，得到SCD图形化模块与IED之间的虚端子连接关系图；
S304：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S305：利用图形化展示校验后的虚端子和虚回路，显示虚端子配置错误的内容，并修改SCD文件中的虚端子配置情况。
8.根据权利要求6所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的一次设备与二次设备的SCD图形化效果的构建步骤具体包括：
S311：获取基于一次设备需求设计的IED配置；
S312：确认二次设备是否完全为一次设备服务，若是，则执行步骤S314，若否，则改变IED配置，返回执行步骤S311；
S313：建立了一次设备与二次设备的关联图，并利用SCD文件进行图形化转化处理；
S314：结合智能变电站二次资料管控系统，与SCD图形化文件内容进行校验和对比；
S315：利用图形化展示校验后的一次设备与二次设备的关联图，并利用智能变电站的二次资料管控系统为一次设备提供全周期管控服务。
9.根据权利要求2所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的步骤S14具体包括：
S141：在SCD文件中加入虚端子连接关系指令，在二次系统中建立基于不同装置之间的虚回路；
S142：在虚回路上建立ICD或CID文件的虚端子信息模型，该模型表示一个装置上的所有虚端子内容；
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10.根据权利要求1所述的一种基于三维模块化设计的智能变电站设计方法，其特征在于，所述的进行智能变电站的三维模块化设计包括电缆线优化布置、管线布置、碰撞检查、模拟施工和空间可视化展示。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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