CN112819650A - 针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法，包括：对安全稳定控制装置进行功能分解；针对分解的各个功能进行稳控数据的分类，稳控数据包含对应的数据属性的信息；建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点，逻辑节点包括对应的稳控数据的信息；各个逻辑节点通过信息交换构成逻辑设备，基于逻辑设备构建分别与过程层网络和站控层网络通信的至少两个的服务器，完成安全稳定控制装置的数据建模；建立了安全稳定控制装置的IEC61850模型，首先分析安全稳定控制装置的功能并进行分解，按照分解的功能对安稳数据进行分类，其次建立逻辑节点，最后采用IEC6150标准的数据建模方法，将各种功能逻辑节点组合为安全稳定控制装置模型。
Description
技术领域
本发明涉及数字电网领域，尤其涉及一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法。
背景技术
安全稳定控制装置作为电力系统的第二道防线，是电力系统中的重要设备，对保障电力系统稳定运行起着非常重要的作用。近些年来国内外发生的多次大停电事故，这说明了电力系统的脆弱性，需要进一步完善原先的控制手段，进而实现电力系统全网的安全稳定控制。
智能电网作为下一代的电网，必将给电力系统带来非常大的变化，而IEC61850标准作为关键技术，也必将深刻的影响电力自动化系统发展。所以基于IEC 61850标准的安全稳定控制装置的开发与应用有着非常重要的意义，但目前，现有技术缺少针对数字化变电站中该类安全稳定控制装置的配置方案。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法，解决现有技术中缺少针对数字化变电站的安全稳定控制装置的配置方案的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法，包括：
步骤1，对所述安全稳定控制装置进行功能分解；
步骤2，针对分解的各个功能进行稳控数据的分类，所述稳控数据包含对应的数据属性的信息；
步骤3，建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点，所述逻辑节点包括对应的所述稳控数据的信息；
步骤4，各个逻辑节点通过信息交换构成逻辑设备，基于逻辑设备构建分别与过程层网络和站控层网络通信的至少两个的服务器，完成安全稳定控制装置的数据建模。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤1中对所述安全稳定控制装置进行功能分解后得到的功能包括：
当厂站正常运行时，检测变电站或直流换流站的出线、主变压器和直流系统的运行工况，自动识别电网当前运行方式；
当厂站内出现故障时，判断出故障位置以及故障类型；
依据判断出的故障信息，结合检测到的主要送电断面的潮流大小和故障前电网的运行方式，查找控制策略表，确定对应的控制措施及控制量；
以通用COMTRADE格式记录事故过程和事件记录中的数据录波；
自动显示异常告警、回路自检以及装置动作过程。
进一步，所述稳控数据的分类包括：开入数据、采样值数据、测量数据、故障类型数据、控制决策数据、动作执行数据、定值数据、压板数据、设备自检及报警数据和其他功能数据。
进一步，所述开入数据包括档位变位信号、断路器的变位信号及保护或自动装置的动作信号；
所述采样值数据包括电气节点的电压采样值和电流采样值；
所述测量数据为对所述采样值数据进行计算处理后得到的电气量数据，包括三相电流、三相电压、有功、无功、频率；
所述故障类型包括：单相永久故障、单相瞬时故障、两相故障、三相故障、单相转相间故障、相间故障、多重故障、母线故障、线路过负荷、无故障跳闸、低压判断、高低周判断、直流闭锁故障和保护误动作；
所述控制决策数据包括采用的控制形式、采用的控制量策略表的选择以及当前系统主要的运行参数；
所述动作执行数据是将决策控制以报文的形式或者信号下发给外部动作执行设备，由动作执行设备完成对物理设备的直接控制，包括发电机气门档位控制和断路器刀闸分合控制数据；
所述定值数据包括启动值、闭锁值、动作延时、最大运行时间、最小运行时间、控制模式以及跳闸脉冲时间的数据；
所述压板数据包括硬压板数据和软压板数据，表示压板的分与合两种状态；
所述设备自检及报警数据包括系统自检或者出现状况自动报警时以报文的形式传递给上层的数据。
进一步，所述步骤3中建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点的过程包括：
步骤301，针对分解的任一功能，判断是否存在满足该功能的逻辑节点，是则使用该逻辑节点后执行步骤305，否则执行步骤302；
步骤302，判断是否存在满足该功能的增加稳控数据的逻辑节点，是则执行步骤303，否则执行步骤304；
步骤303，判断是否只需在该节点增加标准稳控数据，是则使用该逻辑节点，增加该标准稳控数据并执行步骤305，否则使用该逻辑节点并定义基于通用数据类的新稳控数据；执行步骤305；
步骤304，定义新的逻辑节点，判断是否只需增加标准稳控数据，是则定义新的逻辑节点，增加现存稳控数据并执行步骤305，否则定义新的逻辑节点并使用新增的稳控数据，执行步骤305；
步骤305，判断是否还有未建模的功能，是则执行步骤301-304，否则配置所有的逻辑节点。
进一步，所述步骤3中，所述开入数据采用通用过程I/O逻辑节点来描述，信息数据对应到Ind数据对象，不同的信息数据通过在Ind后面加数字编号来扩充；
所述采样值数据分为电压采样值和电流采样值，所述电压采样值以Vol数据名位于电压互感器逻辑节点之中，所述电流采样值则以Amp数据名位于电流互感器逻辑节点之中；
所述测量数据使用相别无关值测量逻辑节点和测量逻辑节点两种逻辑节点来表示；
所述故障类型数据中的故障判定功能采用一个扩展逻辑节点实例实现；
所述控制决策数据采用扩展逻辑节点实例实现；
所述动作执行数据中的开关控制信号先传递给开关控制器逻辑节点，由所述开关控制器逻辑节点发出命令来控制隔离开关逻辑节点和断路器逻辑节点；对于过程层设备非智能化的情况，断路器逻辑节点和隔离开关逻辑节点位于安稳装置中；档位控制采用通用过程I/O逻辑节点进行扩展，直接接受控制信号；
所述定值数据面向逻辑节点对象分散放到各实例之中，在安全稳控控制装置建模中，主要对应到故障判断逻辑节点中的StrVal数据对象；
所述压板数据中的硬压板数据采用通用过程I/O逻辑节点来描述，每一个压板信息映射到SPCSO数据对象软压板数据在逻辑节点零中对添加后缀Ena数据对象进行扩展；
所述设备自检及报警数据中的装置告警信号采用通用过程I/O逻辑节点中Alm数据对象上送，普通自检信息采用通用过程I/O逻辑节点中Ind数据对象上送；
所述其他功能数据对应的逻辑节点包括：方便调度员进行远方参数调整的远方控制接口逻辑节点，作为与变电站层设备通信接口的人机接口逻辑节点，电网振荡检测/闭锁逻辑节点，实现故障录波功能的扰动记录逻辑节点。
进一步，所述步骤4中各个逻辑节点信息交换的过程包括：
电压互感器逻辑节点和电流互感器逻辑节点分别输出电压和电流的采样值；
测量逻辑节点从电压互感器逻辑节点或电流互感器逻辑节点处取得电压或电流采样值，计算出线电压和相电压有效值、电流有效值、频率、有功和无功功率等数值，然后上送给监控主机用于显示；
故障判断逻辑节点根据从电压互感器逻辑节点和电流互感器逻辑节点处电压电流判断是否达到安稳的动作定值，是否需要动作；若需要动作，安全稳定控制装置在根据通用过程I/O逻辑节点获得过程层断路器和隔离开关的状态以及保护设备传输的跳闸信号判断出发生何种故障；系统稳控逻辑节点根据故障判断逻辑节点传来的故障类型结合断面功率选择合适的控制策略进行动作出口；
逻辑设备中执行动作逻辑节点实例是发送GOOSE报文的接口；针对过程层智能化的变电站，安全稳定控制装置的输入均采用通用过程I/O逻辑节点。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据智能变电站的特点，提出安稳装置的各个功能模块的配置方案，以及装置内部功能模块相互通信的标准化、数字化问题的解决方案；研究智能电网的特性、标准和构成，提出同智能变电站相适应的安稳装置控制的方法、结构和实现方案，研究安稳装置在智能变电站中的控制措施和配置方案；针对智能变电站大容量、高速数字化信息交互的要求，研究安稳装置之间及内部的通信方式、接口类型及通信规约；本发明着重分析了智能变电站对安全稳定控制装置的影响以及安稳装置需要解决的关键技术，建立了安全稳定控制装置的IEC 61850模型，首先分析安全稳定控制装置的功能并进行分解，按照分解的功能对安稳数据进行分类，其次建立逻辑节点，最后采用IEC6150标准的数据建模方法，将各种功能逻辑节点组合为安全稳定控制装置模型。
附图说明
图1为本发明提供的一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法的流程图；
图2为本发明提供的一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法的实施例的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种智能电子设备的数据信息结构图；
图4为本发明提供的一种安全稳定控制装置的实施例的功能框图；
图5为本发明提供的一种建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示为本发明提供的一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法的流程图，由图1可知，该数据建模方法包括：
步骤1，对安全稳定控制装置进行功能分解。
步骤2，针对分解的各个功能进行稳控数据的分类，稳控数据包含对应的数据属性的信息。
步骤3，建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点，逻辑节点包括对应的稳控数据的信息。
步骤4，各个逻辑节点通过信息交换构成逻辑设备，基于逻辑设备构建分别与过程层网络和站控层网络通信的至少两个的服务器，完成安全稳定控制装置的数据建模。
IEC61850采用分层、面向对象的建模方法。IEC61850提供了丰富的信息模型元素和抽象通信服务模型元素以供建模使用。
信息模型是指模型中承载信息的部分，例如逻辑设备(LD)、逻辑节点(LN)、数据(Data)、数据属性(DA)等。抽象通信服务(下文简称服务)是以接口的形式定义的，即把服务定义为只有虚拟的操作而没有属性的类，如服务器(Server)、关联(Association)、LD、LN、Data类及它们包含的服务。信息模型和通信服务模型紧密交织，互相依赖。模型设计是指建立包括信息模型和服务模型在内的完整模型。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法的实施例。
电力稳控系统功能是基于装置分散控制、分布信息完成的，分布式装置之间通信在电力稳控系统中显得尤其的重要。不同装置的通信需采用相同的通信协议(简称规约，protocol)，协议由语义、语法、同步三个要素组成。语义定义通信应用服务，语法规定传输数据的结构格式，同步规定信息收发的顺序。IEC 61850标准作为变电站通信规约出现，不断扩展并应用到其他电力自动化装置中，采用它作为电力自动化通信标准是智能电网发展的一个重要方面。
IEC 61850标准采用面向对象的思想将物理设备(又称智能电子设备，IED)按照功能逐层建模，形成完整的数据信息结构，如图2为本发明实施例提供的一种智能电子设备的数据信息结构图，图2中逻辑节点(LN，Logical Node)为最小的通信单元，逻辑节点中包含了数据(Data)，数据又具备数据属性(Data Attribute)，逻辑节点间通过通信信息片(PICOM，Piece Information Communication)来完成信息的交换，实现某种功能。多个逻辑节点构成逻辑设备(LD，Logical Device)，逻辑设备包含一类功能逻辑节点，但并不对应到具体物理设备，多个逻辑设备组成服务器(Server)，服务器是物理设备数据结构的集合。
IEC 61850标准通过层层封装数据、定义服务来实现通用功能控制，本章将结合IEC 61850建模的思想与方法着重对安全稳定控制装置数据进行研究，最后建立符合IEC61850标准的安全稳控装置数据结构模型。
如图3所示为本发明提供的一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法的实施例的流程图，该实施例包括：
(1)SAS功能分析。分析SAS需要完成的任务，从IEC61580中找出对应功能，列出功能分解后的LN。
(2)LN交互信息分析。列出LN间需要交互的所有通信信息片(PICOM—piece ofcommunication)，画出LN交互图。
(3)LN设计。每个LN类由多个Data组成，有些Data是强制的，有些Data是可选的。LN设计是指在可选的Data中选择需要的Data。
(4)Data设计。Data继承自通用数据类(CDC)，(CDC)包括多个DA，有些DA是强制的，有些DA是可选的。设计者要在继承时选择需要的DA。
(5)LD设计。同一个IED中的LN可以按功能相关性组合成1个或多个LD，并且为每个LD添加零逻辑节点(LLN0)和物理设备逻辑节点(LPHD)，每个LD都必须包含这2个LN。
(6)服务模型设计。为每个IED设计1个Server，包含此IED的所有LD。根据Server间需要交换的PICOM种类，设计相应的服务模型，包括各种控制块(例如报告控制块、日志控制块、整定值替换控制块、面向通用对象的变电站事件GOOSE控制块)以及需要的Server(例如GetXXDirectory、GetXXValues、SetXXValues)，并根据需要设计数据集，配置触发条件及触发值。
由于IEC61850中大都是保护以及与保护相关的，测量，控制模型，还没有安全稳定控制的模型，所以有必要对一些模型进行扩展。
结合图1-图3可知，该实施例包括：
步骤1，对安全稳定控制装置进行功能分解。
具体的，图4为本发明提供的一种安全稳定控制装置的实施例的功能框图，结合图4可知，对安全稳定控制装置进行功能分解后得到的功能包括：
正常运行时，检测变电站或直流换流站的出线、直流系统(直流极和换流变)和主变压器(或机组)的运行工况。
发生故障时，判断本厂站出线、母线、主变压器和直流系统的故障类型和故障位置，如单相永久短路、单相瞬时短路、三相短路、两相短路、同杆架设的双回线跨线故障、无故障跳闸、多回线相继跳闸、线路失灵保护动作、直流闭锁故障和母线故障等。
依据判断出的故障信息(包含远方传来的故障信息)、主要送电断面的潮流大小和故障前电网的运行方式等要素，查找控制策略表，确定对应的控制措施及控制量。
以通用COMTRADE格式记录事故过程和事件记录中的数据录波，并能够以曲线、图形等方式进行打印和显示，方便对事故过程以及装置动作行为正确性进行分析。
自动显示异常告警、回路自检以及装置动作过程等功能。
进一步的，稳控数据的分类包括：开入数据、采样值数据、测量数据、故障类型数据、控制决策数据、动作执行数据、定值数据、压板数据、设备自检及报警数据和其他功能数据。
步骤2，针对分解的各个功能进行稳控数据的分类，稳控数据包含对应的数据属性的信息。
开入数据包括档位变位信号、断路器的变位信号及保护或自动装置的动作信号。
使用开入数据结合电气量数据以及合闸位置继电器状态可以判断出当前系统出现的故障类型。
开入数据可以采用公用数据类中状态信息类数据来描述。其中，档位变位信息采用整数状态(INS)、断路器变位信号可以采用双点状态(DPS)，隔离开关、保护或自动设备动作信号采用单点状态(SPS)。
采样值数据包括电气节点的电压采样值和电流采样值。
部分装置可能仍然需要通过小电流硬接线输入电气节点的采样值，此类数据采用公用数据类(Common Data Class，CDC)中采样值(SAV)来描述。
测量数据为对采样值数据进行计算处理后得到的电气量数据，包括三相电流、三相电压、有功、无功、频率等。
当没有发生故障时用该电气量数据表征系统当前运行状态，当发生故障时可利用电气量数据的相关数据及扩展数据，包括：功率突变量、电流突变量、电压变化率、频率变化率等作为设备启动判据，并进行相应的故障类型判别。
测量数据主要采用公用数据类中的三相测量值(WYE)和测量值(MV)描述，有时也采用三相相间测量值(DEL)和复数测量值(CMA)作为数据类型。
系统主要故障类型包括：单相永久故障、单相瞬时故障、两相故障、三相故障、单相转相间故障、相间故障、多重故障、母线故障、线路过负荷、无故障跳闸、低压判断、高低周判断、直流闭锁故障和保护误动作等。
故障类型判定是查找策略表给出匹配控制的前提，装置根据开入数据及测量数据经过逻辑判断后给出的系统故障类型进行查找。
故障类型数据可针对不同的故障采用多个单点状态(SPS)数据进行来描述，每种故障类型都对应一个单点状态数据，若系统对应此类故障，则状态采用逻辑真“1”来描述，若不属于此类故障则采用逻辑假“0”来描述。也可以采用整数状态(INS)来描述所有系统故障，通过预定义，规定某数值表示某一类故障。综合考虑后采用第一种方法描述故障类型，方便通用扩展。
控制决策数据包括采用的控制形式、采用的控制量策略表的选择以及当前系统主要的运行参数。
主站需给出子站的控制形式和控制量，子站只需要有本站的控制形式和控制量，按照控制形式，向具体的现场设备发送控制命令，并且不需要具有系统运行参数。
策略表选择可以用整数状态(INS)来描述，不同的数字表示采用不同的策略表。而且需要用单点状态(SPS)来表示当前的策略表是不是为最新更新后的策略表。
安全稳控装置的控制形式主要有切负荷、切机、直流调制、快控气门、投制动电阻。控制形式采用整数状态(INS)来描述，不同的控制形式对应不同数字。
控制量按照故障的严重程度分档控制，一般分为三档，可采用整数状态(INS)来描述。
系统运行参数是一些主要节点或断面的电气量，采用测量值MV表示。
动作执行数据是将决策控制以报文的形式或者信号下发给外部动作执行设备，由动作执行设备完成对物理设备的直接控制，包括发电机气门档位控制和断路器刀闸分合控制数据。
控制形式虽然具有多样性，但具体到设备主要为发电机气门档位控制和断路器刀闸分合控制，除快控气门属于前一种外，其他形式都采用后一种控制设备。动作执行数据由决策控制以报文的形式或者信号下发给外部动作执行设备，由现场动作执行设备完成对物理设备的直接控制。
定值数据包括启动值、闭锁值、动作延时、最大运行时间、最小运行时间、控制模式以及跳闸脉冲时间的等数据。
对于电气量定值采用模拟定值(ASG)数据类型来描述，对于状态定值采用整数状态定值(ING)数据类型来描述。
压板数据包括硬压板数据和软压板数据，表示压板的分与合两种状态。
压板主要保证装置动作的可靠及方便检修时设备的退出。压板分为硬压板与软压板，硬压板采用机械开关实现，一般是设置在动作出口回路中；软压板通过软件实现，表现装置具备的某种功能。压板具有“分”与“合”两种状态，并且可控，采用可控单点(SPC)数据来描述。
设备自检及报警数据包括系统自检或者出现状况自动报警时以报文的形式传递给上层的数据。
电力自动化设备都具有设备自检功能和报警功能，当系统出现状况时，会以报文的形式传递给上层，以便及时处理，保持系统动作稳定。自检和告警数据都属于状态信息，可采用单点状态(SPS)数据来描述。
安全稳控装置具备人机交互功能、故障录波功能、远程控制功能等，公用数据类(CDC)中并没有相应的数据类型来描述，但是IEC 61850标准中有相应的逻辑节点表示上述功能。
步骤3，建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点，逻辑节点包括对应的稳控数据的信息。
建立逻辑节点时，根据不同的功能与现有逻辑节点数据进行匹配，对于无法匹配的数据需要进行扩展，具体的，如图5所示为本发明提供的一种建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点的方法流程图，结合图5可知，建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点的过程包括：
步骤301，针对分解的任一功能，判断是否存在满足该功能的逻辑节点，是则使用该逻辑节点后执行步骤305，否则执行步骤302。
步骤302，判断是否存在满足该功能的增加稳控数据的逻辑节点，是则执行步骤303，否则执行步骤304。
具体实施中，判断是否存在满足该功能的增加稳控数据的逻辑节点的方法为：判断已有的逻辑节点类是否满足被建模功能的核心要求，如果满足核心要求，则可以向该逻辑节点类添加新的稳控数据，以满足功能的需求。
步骤303，判断是否只需增加标准稳控数据，是则使用该逻辑节点，增加该标准稳控数据并执行步骤305，否则使用该逻辑节点并定义基于通用数据类的新稳控数据；执行步骤305。
步骤304，定义新的逻辑节点，判断是否只需增加标准稳控数据，是则定义新的逻辑节点，增加现存稳控数据并执行步骤305，否则定义新的逻辑节点并使用新增的稳控数据，执行步骤305。
步骤305，判断是否还有未建模的功能，是则执行步骤301-304，否则配置所有的逻辑节点。
IEC 61850通用数据类(CDC)，以及简单数据类型和复杂数据类型一般情况下可以满足变电站综合自动化系统的建模要求。因此，不宜扩展通用数据类、基本数据类和复杂数据类，宜通过扩展逻辑节点来满足要求。
进一步的，步骤3中，开入数据采用通用过程I/O逻辑节点来描述，信息数据对应到Ind数据对象，开入信息采用一个逻辑节点实例，不同的信息数据通过在Ind后面加数字编号来扩充，比如：Ind1，Ind2，Ind3…。
采样值数据分为电压采样值和电流采样值，电压采样值以Vol数据名位于电压互感器(TVTR)逻辑节点之中，电流采样值则以Amp数据名位于电流互感器(TCTR)逻辑节点之中，采用多个逻辑节点实例来描述，每个逻辑节点实例对应一个仪用互感器设备。
测量数据使用相别无关值测量(MMXN类)和测量(MMXU类)两种逻辑节点来表示，每个电气节点采用一个逻辑节点实例来描述，如使用相别无关值测量(MMXN类)逻辑节点，则需要为每一相建立对应的逻辑节点实例。
故障类型数据中的故障判定功能采用一个扩展逻辑节点(AFDS)实例实现，SPCSO数据对象代表一种故障类型，其中的stVal属性表示是否属于此类故障，“1”表示是，“0”表示否，通过添加数字编号后缀来扩展；启动值为故障判定启动门限值，每个StrVal数据对象对应一个启动门限值，通过添加数字编号后缀来扩展。
线路故障判定由于判别方法的不同，可能判出多类故障，当判出多类故障时，需按照以下逻辑确定故障类型：单线故障<相间故障<多重故障。
故障判定功能主要针对线路故障，安全稳定控制装置可能监控多条输电线(包括母线故障)，可对应到INCSO数据对象，该数据stVal属性为32位整型数据，作为子站，故障判定功能只使用低16位，其中bi t15～bit8数据值对应线路，bit7～bit0数据值对应A、B、C、AB、BC、AC、地线、整体故障。如作为主站故障判定功能，则附加第二个8位信息作为子站编号。
具体故障判定功能逻辑节点实例如下表1。
表1故障判断(AFDS)逻辑节点类结构
控制决策数据采用扩展逻辑节点(ASSC)实例实现，控制策略表选择对应到INCSO1数据对象stVal属性，控制情况对应到INCSO2数据对象stVal属性，不同数值对应不同的控制策略表。SPCSO数据对象中stVal属性代表当前策略表是不是及时更新，“1”代表及时更新，“0”代表未及时更新。
采用两个INCSO数据对象成组表示控制形式及控制量，扩展方法为：INCSO1n表示控制量，INCSO0x表示控制形式，n从0开始编号。其中，当n不为“0”时，表示各子站控制策略，当n为“0”时，表示主站控制策略。若装置为子站只需保存本子站控制策略，若装置为主站需给出每个子站控制策略。
INCSO0n控制形式数据值建议代表意义：1.切负荷；2.切机；3.快控气门；4.投制动电阻；5.直流调制；6.其他。
INCSO1n控制量数据对于不同控制形式有不同意义，但都可以通过档位代表控制量，具体档位含义存储在本地策略表中。
一些系统断面信息或运行主要节点，可采用单独的测量(MMXU)逻辑节点实例来表示。
表2系统稳控(ASSC)逻辑节点类结构
其中：子站控制形式、控制量和通信压板数据根据实际情况，灵活配置。
动作执行数据中的开关控制信号先传递给开关控制器(CSWI)逻辑节点，由开关控制器(CSWI)逻辑节点发出命令来控制隔离开关(XSWI)逻辑节点和断路器(XCBR)逻辑节点，此功能由外部设备完成。若安全稳定控制装置直接与隔离开关或者过程断路器设备相连，则可以省去开关控制器(CSWI)逻辑节点。每个开关物理设备建立一个逻辑节点实例。对于过程层设备非智能化的情况，断路器(XCBR)逻辑节点和隔离开关(XSWI)逻辑节点位于安稳装置中，断路器位置和隔离开关位置采用数据对象Pos，数据属性stVal建模；档位控制采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点进行扩展，直接接受控制信号；通用过程I/O(GGIO)逻辑节点没有BSC类型数据对象，故具体动作数据映射到一个INCSO数据对象，每个控制设备建立一个逻辑节点实例来描述。
定值数据面向逻辑节点对象分散放到各实例之中，在安全稳控控制装置建模中，主要对应到故障判断(AFDS)逻辑节点中的StrVal数据对象，可添加数字编号后缀进行扩展。
压板数据中的硬压板数据采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点来描述，每一个压板信息映射到SPCSO数据对象，硬压板采用一个逻辑节点实例。软压板数据在逻辑节点零(LLN0)中对添加后缀Ena数据对象进行扩展，硬压板与软压板采用逻辑与(&)关系，为了保持逻辑节点通用，软压板处理方法宜采用硬压板同样的处理方法，对应到一个通用过程I/O(GGIO)逻辑节点实例。
设备自检及报警数据中的装置告警信号采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点中Alm数据对象上送，普通自检信息采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点中Ind数据对象上送，以上数据对象均可添加数字编号后缀进行扩展。
其他功能数据对应的逻辑节点包括：方便调度员进行远方参数调整的远方控制接口(ITCI)逻辑节点，可以作为与变电站层设备通信接口的人机接口(IHMI)逻辑节点，电网振荡检测/闭锁(RPSB)逻辑节点，实现故障录波功能的扰动记录(RDRE)逻辑节点可以作为安全稳控装置的辅助功能。
步骤4，各个逻辑节点通过信息交换构成逻辑设备，基于逻辑设备构建分别与过程层网络和站控层网络通信的至少两个的服务器，完成安全稳定控制装置的数据建模。
优选的，步骤4中各个逻辑节点信息交换的过程包括：
电压互感器(TVTR)逻辑节点和电流互感器(TCTR)逻辑节点分别代表电压和电流互感器，能够完成交流采样任务，分别输出电压和电流的采样值。
测量(MMXU)逻辑节点从电压互感器(TVTR)逻辑节点或电流互感器(TCTR)逻辑节点处取得电压或电流采样值，计算出线电压和相电压有效值、电流有效值、频率、有功和无功功率等数值，然后上送给监控主机用于显示和IARC用于存档。
故障判断(AFDS)逻辑节点根据从电压互感器(TVTR)逻辑节点和电流互感器(TCTR)逻辑节点处电压电流判断是否达到安稳的动作定值，是否需要动作；若需要动作，安全稳定控制装置在根据LD2中的通用过程I/O(GGIO)逻辑节点获得过程层断路器和隔离开关的状态以及保护设备传输的跳闸信号(GOOSE)判断出发生何种故障；最后，系统稳控(ASSC)逻辑节点根据故障判断(AFDS)逻辑节点传来的故障类型结合断面功率选择合适的控制策略进行动作出口。
PI逻辑设备中执行动作(GAPC)逻辑节点实例是发送GOOSE报文的接口；针对过程层智能化的变电站，安全稳定控制装置的输入均采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点。
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种针对数字化变电站的安全稳定控制装置的数据建模方法，其特征在于，所述数据建模方法包括：
步骤1，对所述安全稳定控制装置进行功能分解；
步骤2，针对分解的各个功能进行稳控数据的分类，所述稳控数据包含对应的数据属性的信息；
步骤3，建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点，所述逻辑节点包括对应的所述稳控数据的信息；
步骤4，各个逻辑节点通过信息交换构成逻辑设备，基于逻辑设备构建分别与过程层网络和站控层网络通信的至少两个的服务器，完成安全稳定控制装置的数据建模。
2.根据权利要求1所述的数据建模方法，其特征在于，所述步骤1中对所述安全稳定控制装置进行功能分解后得到的功能包括：
当厂站正常运行时，检测变电站或直流换流站的出线、主变压器和直流系统的运行工况，自动识别电网当前运行方式；
当厂站内出现故障时，判断出故障位置以及故障类型；
依据判断出的故障信息，结合检测到的主要送电断面的潮流大小和故障前电网的运行方式，查找控制策略表，确定对应的控制措施及控制量；
以通用COMTRADE格式记录事故过程和事件记录中的数据录波；
自动显示异常告警、回路自检以及装置动作过程。
3.根据权利要求1所述的数据建模方法，其特征在于，所述稳控数据的分类包括：开入数据、采样值数据、测量数据、故障类型数据、控制决策数据、动作执行数据、定值数据、压板数据、设备自检及报警数据和其他功能数据。
4.根据权利要求3所述的数据建模方法，其特征在于，所述开入数据包括档位变位信号、断路器的变位信号及保护或自动装置的动作信号；
所述采样值数据包括电气节点的电压采样值和电流采样值；
所述测量数据为对所述采样值数据进行计算处理后得到的电气量数据，包括三相电流、三相电压、有功、无功、频率；
所述故障类型数据包括：单相永久故障、单相瞬时故障、两相故障、三相故障、单相转相间故障、相间故障、多重故障、母线故障、线路过负荷、无故障跳闸、低压判断、高低周判断、直流闭锁故障和保护误动作；
所述控制决策数据包括采用的控制形式、采用的控制量策略表的选择以及当前系统主要的运行参数；
所述动作执行数据是将决策控制以报文的形式或者信号下发给外部动作执行设备，由动作执行设备完成对物理设备的直接控制，包括发电机气门档位控制和断路器及隔离开关分合控制数据；
所述定值数据包括启动值、闭锁值、动作延时、最大运行时间、最小运行时间、控制模式以及跳闸脉冲时间的数据；
所述压板数据包括硬压板数据和软压板数据，表示压板的分与合两种状态；
所述设备自检及报警数据包括系统自检或者出现状况自动报警时以报文的形式传递给上层的数据。
5.根据权利要求1所述的数据建模方法，其特征在于，所述步骤3中建立包含各类稳控数据的各个逻辑节点的过程包括：
步骤301，针对分解的任一功能，判断是否存在满足该功能的逻辑节点，是则使用该逻辑节点后执行步骤305，否则执行步骤302；
步骤302，判断是否存在满足该功能的增加稳控数据的逻辑节点，是则执行步骤303，否则执行步骤304；
步骤303，判断是否只需在该节点增加标准稳控数据，是则使用该逻辑节点，增加该标准稳控数据并执行步骤305，否则使用该逻辑节点并定义基于通用数据类的新稳控数据；执行步骤305；
步骤304，定义新的逻辑节点，判断是否只需增加标准稳控数据，是则定义新的逻辑节点，增加现存稳控数据并执行步骤305，否则定义新的逻辑节点并使用新增的稳控数据，执行步骤305；
步骤305，判断是否还有未建模的功能，是则执行步骤301-304，否则配置所有的逻辑节点。
6.根据权利要求3所述的数据建模方法，其特征在于，所述步骤3中，
所述开入数据采用通用过程I/O逻辑节点来描述，信息数据对应到Ind数据对象，不同的信息数据通过在Ind后面加数字编号来扩充；
所述采样值数据分为电压采样值和电流采样值，所述电压采样值以Vol数据名位于电压互感器逻辑节点之中，所述电流采样值则以Amp数据名位于电流互感器逻辑节点之中；
所述测量数据使用相别无关值测量逻辑节点和测量逻辑节点两种逻辑节点来表示；
所述故障类型数据中的故障判定功能采用一个扩展逻辑节点实例实现；
所述控制决策数据采用扩展逻辑节点实例实现；
所述动作执行数据中的开关控制信号先传递给开关控制器逻辑节点，由所述开关控制器逻辑节点发出命令来控制隔离开关逻辑节点和断路器逻辑节点；对于过程层设备非智能化的情况，断路器逻辑节点和隔离开关逻辑节点位于安稳装置中；档位控制采用通用过程I/O逻辑节点进行扩展，直接接受控制信号；
所述定值数据面向逻辑节点对象分散放到各实例之中，在安全稳控控制装置建模中，主要对应到故障判断逻辑节点中的StrVal数据对象；
所述压板数据中的硬压板数据采用通用过程I/O逻辑节点来描述，每一个压板信息映射到SPCSO数据对象软压板数据在逻辑节点零中对添加后缀Ena数据对象进行扩展；
所述设备自检及报警数据中的装置告警信号采用通用过程I/O逻辑节点中Alm数据对象上送，普通自检信息采用通用过程I/O逻辑节点中Ind数据对象上送；
所述其他功能数据对应的逻辑节点包括：方便调度员进行远方参数调整的远方控制接口逻辑节点，作为与变电站层设备通信接口的人机接口逻辑节点，电网振荡检测/闭锁逻辑节点，实现故障录波功能的扰动记录逻辑节点。
7.根据权利要求6所述的数据建模方法，其特征在于，所述步骤4中各个逻辑节点信息交换的过程包括：
电压互感器逻辑节点和电流互感器逻辑节点分别输出电压和电流的采样值；
测量逻辑节点从电压互感器逻辑节点或电流互感器逻辑节点处取得电压或电流采样值，计算出线电压和相电压有效值、电流有效值、频率、有功和无功功率等数值，然后上送给监控主机用于显示；
故障判断逻辑节点根据从电压互感器逻辑节点和电流互感器逻辑节点处电压电流判断是否达到安稳的动作定值，是否需要动作；若需要动作，安全稳定控制装置在根据通用过程I/O逻辑节点获得过程层断路器和隔离开关的状态以及保护设备传输的跳闸信号判断出发生何种故障；系统稳控逻辑节点根据故障判断逻辑节点传来的故障类型结合断面功率选择合适的控制策略进行动作出口；
逻辑设备中执行动作逻辑节点实例是发送GOOSE报文的接口；针对过程层智能化的变电站，安全稳定控制装置的输入均采用通用过程I/O逻辑节点。
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