CN117951766A - 变电站二次回路层次化建模方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种变电站二次回路层次化建模方法，包括：确定变电站二次回路建模的多个不同层次，多个不同的建模层次包括：变电站层、屏柜层、设备层。确定变电站二次回路的每个层次建模对象。确定建模对象的建模内容。确定建模语言和建模工具。采用建模语言和建模工具，根据建模对象的建模内容确定变电站二次回路的每个层次的描述文件。本申请的上述的技术方案，有效提高设计结果文件的数字化水平，提高变电站二次回路的施工、调试、运维效率，为高级应用提供数据基础。

Description

变电站二次回路层次化建模方法

技术领域

本申请属于变电站建模技术领域，尤其涉及一种变电站二次回路层次化建模方法。

背景技术

相关技术，变电站二次回路设计，主要是基于CAD图纸格式，用户需要看懂二次回路连接关系，由于没有计算机需要的连接对象描述和对象之间的逻辑关系表达，计算机无法进行有效识别。

发明内容

本申请的目的在于提供一种变电站二次回路层次化建模方法，旨在解决相关技术中，因为变电站二次回路设计中，只是采用CAD图纸，不利于计算机识别的问题。

本申请实施例的第一方面，提出了一种变电站二次回路层次化建模方法，包括：

确定变电站二次回路建模的多个不同层次，多个不同的建模层次包括：变电站层、屏柜层、设备层；

确定变电站二次回路的每个层次建模对象；

确定建模对象的建模内容；

确定建模语言和建模工具；

采用建模语言和建模工具，根据建模对象的建模内容确定变电站二次回路的每个层次的描述文件。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请的技术方案，与现有技术相比，除了有效表达二次回路之间的连接关系外，还有对象的设计属性、生产制造属性、施工属性、工厂化自动化测试属性、调试验收属性、运维属性、图档管理属性以及电气特性、机械特性、物资属性、图模标识等，并且从整体上将二次回路建模按面向对象的方法分为了三个层次：变电站层、屏柜层、设备层。本发明可有效提高设计结果文件的数字化水平、提高变电站二次回路的施工、调试、运维效率，为高级应用提供数据基础。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种变电站二次回路层次化建模方法的流程图；

图2为本申请一实施例提供的一种多层次的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的变电站二次回路建模总体架构图；

图4是本发明实施例提供的工程设计实施流程图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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。

现有的变电站二次回路设计，设计的成果主要是基于dwg格式，其表达方式是图形，是基于人看得懂的二次回路连接关系，由于没有计算机需要的连接对象描述和对象之间的逻辑关系表达，计算机无法进行有效识别。

图1示出了本申请一实施例提供的一种变电站二次回路层次化建模方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种变电站二次回路层次化建模方法，包括以下步骤：

步骤S102中，确定变电站二次回路建模的多个不同层次，上述多个不同的建模层次包括：变电站层、屏柜层和设备层。

图2中，表明了设备层，屏柜层和变电站层的关系。变电站层是变电站的最高层，通常包括控制室、继电保护室、通信室等。在这一层，工作人员可以进行监控、控制和保护整个变电站的操作。屏柜层通常位于变电站的中间位置，放置着各种屏柜和保护装置。这些屏柜和保护装置负责监测和控制电力系统的运行，确保电力供应的稳定和安全。设备层是变电站的底层，通常包括变压器、断路器、隔离开关等主要设备。这些设备是电力系统中的核心部分，负责电力的传输和分配。

步骤S104中，确定变电站二次回路的每个层次建模对象。

在本实施例中，建模对象分为三类：设计院建模对象、厂家设计单位建模、设备供应商建模对象。设备建模对象包括变电站、间隔、小室、屏柜、设备、板件、端子排、端口、线缆。

步骤S106中，确定上述建模对象的建模内容。

在本实施例中，建模内容主要包括两个部分：图形化建模和应用属性建模。图形化建模包括图形形状和图形样式。图形形状是指建模对象的几何形状，是一个二维平面的示意图。图形样式是指建模对象的大小、颜色、粗细、填充等等，用来进一步增强示意图的形象化和视觉表达效果。应用属性建模是指建模对象设计属性、环境条件、电气特性、自描述等的建模，如端子名称、端子编号、设备名称、屏柜编号等。

步骤S108中，确定建模语言和建模工具。

在本实施例中，采用自定义的变电站设计描述语言(Substation DesignDescription Language，简称SDL)。SDL语言基于可扩展标记语言(eXtensible MarkupLanguage，XML)。按照W3C定义XML模式描述了SDL语言的语法规定。在SDL图形化定义部分，继承了可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics，SVG)的语法规定和定义。

建模工具包括设备建模工具，屏柜设计工具和电气二次设计配置工具。厂家设计单位应用屏柜设计工具完成屏柜的设计工作。设计院应用变电二次设计配置一体化工具完成全站电气二次设计配置业务，包括图形和全站系统结构建模。

步骤S110中，采用上述建模语言和建模工具，根据上述建模对象的建模内容确定上述变电站二次回路的每个层次的描述文件。

本发明所提出的变电站二次回路面向对象层次化建模方法，从变电站层、屏柜层、设备层，按面向对象思想从不同维护角度进行了建模内容的定义，形成了一套完整的方法，有效解决了变电站二次回路数字化设计过程关于对象的建模底层逻辑，以及由此而构建的面向二次回路全生命周期高级应用和数字孪生需求，提升了变电站、电网的数字化水平。本申请可以解决变电站二次回路设计因为建模的方法存在不一致、导致建模结果各有差异、无法有效支撑高级应用的问题。

在一些实施例中，上述建模对象包括设备层中的多个设备。上述建模工具包括设备建模工具。

在本实施例中，设备供应商应用设备建模工具完成二次设备的建模，包括设备图形和属性建模。设备图形包括设备前视图、设备背视图和设备原理图。属性建模包括装置、板卡、端子块和端口。生成设备层的描述文件IDD(IED Physical CapabilityDescription,智能电子设备物理能力描述文件)文件。设备建模对象包括变电站、间隔、小室、屏柜、设备、板件、端子排、端口和线缆。

参见附图3和图4，采用上述建模语言和建模工具，根据上述建模对象的建模内容确定上述变电站二次回路的每个层次的描述文件，包括：

设备制造商采用设备建模工具和建模语言，根据上述设备的建模内容确定上述设备层的描述文件IDD。将上述设备层的描述文件IDD发送给厂家设计单位，并上传到文件管控平台。

在本实施例中，设备制造商采用设备建模工具和建模语言，根据上述设备的建模内容可以生成上述设备层的描述文件IDD。使用设备建模工具和建模语言，有利于设备层的描述文件IDD的准确性和一致性，避免了不同人员或不同系统之间的描述差异。通过将设备层的描述文件IDD上传到文件管控平台，可以实现设备的集中管理和配置，提高了设备的配置效率和准确性。方便了设备的配置和管理。通过采用统一的设备建模工具和建模语言，可以促进设备的标准化和规范化，为设备的维护和升级提供了便利。通过设备层的描述文件IDD的集中管理和配置，可以实现设备的可扩展性和可维护性，为设备的未来升级和维护提供了便利。通过采用设备建模工具和建模语言，可以减少人工操作和错误，提高工作效率和质量。

在一些实施例中，上述建模对象包括屏柜层中的多个屏柜。上述建模工具包括屏柜建模工具。

在本实施例中，厂家设计单位应用屏柜设计工具完成屏柜的设计工作，包括屏柜图形和物料设备属性建模，输出CDD(Cubicle Design Description,屏柜设计结果描述文件)文件。

屏柜图形包括屏柜前视图、屏柜背视图和屏柜原理图。物料设备属性建模包括：二次设备、空开、把手、打印机、光纤盒等。采用上述建模语言和建模工具，根据上述建模对象的建模内容确定上述变电站二次回路的每个层次的描述文件，包括：

厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据上述屏柜的建模内容，以及上述设备层的描述文件IDD中的内容，确定上述屏柜层的描述文件CDD。将上述屏柜层的描述文件CDD发送给设计院，并上传到文件管控平台。

在本实施例中，厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据上述屏柜的建模内容，以及上述设备层的描述文件IDD中的内容，生成上述屏柜层的描述文件CDD。

厂家设计单位通过使用屏柜建模工具和建模语言，可以快速创建屏柜的模型，并添加属性和参数。可以减少手动设计和计算的时间，提高设计效率。通过将生成的屏柜层的描述文件CDD发送给设计院，并上传到文件管控平台，可以促进团队协作。设计院可以准确地了解屏柜的要求和规格，从而进行设计和制造。这可以减少沟通成本和误解，提高团队协作效率。通过使用屏柜建模工具和建模语言，可以方便地进行后续维护和修改。如果需要修改屏柜的设计或添加新的设备，可以通过修改屏柜的3D模型和属性和参数来实现。可以减少手动修改的时间和成本，提高维护和修改的效率。

在一些实施例中，上述建模对象包括变电站层中的变电站。上述建模工具包括：设计配置一体化工具。

在本实施例中，设计院应用变电二次设计配置一体化工具完成全站电气二次设计配置业务，包括图形，变电站原理图、变电站端子排图、变电站柜面布置图，和全站系统结构建模，包括小室、间隔、屏柜，输出SDD(Substation Design Description,变电站设计结果描述文件)文件。

采用上述建模语言和建模工具，根据上述建模对象的建模内容确定上述变电站二次回路的每个层次的描述文件，可以进一步包括以下步骤：

设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据上述变电站的建模内容，以及上述屏柜层的描述文件CDD中的内容，生成上述变电站层的描述文件SDD。将上述变电站层的描述文件SDD发送给工程用户，并上传到文件管控平台。

设计院采用使用自动化工具和建模语言，可以减少人工操作，避免人为错误，提高设计的准确性和效率。将描述文件SDD上传到文件管控平台，可以让工程用户和其他相关人员方便地访问和使用这些数据。有助于增强数据共享和协作，提高工作效率。通过建模和描述文件，可以更清晰地描述变电站的布局、设备配置和连接关系。这为后期维护和优化提供了便利，可以更容易地识别和解决问题。通过将设计数据和描述文件上传到文件管控平台，可以促进知识积累和传承。其他工程师或设计师可以参考这些数据和文件，学习和借鉴经验，提高设计水平。

在一些实施例中，确定变电站二次回路的每个层次建模对象，可以进一步包括以下步骤：

确定上述设备层的建模对象为设备供应商建模对象，设备供应商建模对象包括二次设备。

确定上述屏柜层的建模对象为厂家设计单位建模对象。

厂家设计单位建模对象包括屏柜、空开把手等屏柜内部物料和屏柜端子排。

确定上述变电站建模对象为设计院建模对象。上述设计院建模对象包括：变电站、间隔、小室。

在一些实施例中，上述建模内容包括：图形化建模和应用属性建模。图形化建模包括：图形形状和图形样式。上述应用属性建模包括上述建模对象的设计属性、环境条件、电气特性和自描述信息。自描述信息包括：端子名称、端子编号、设备名称和屏柜编号。

在一些实施例中，设备层的图形化建模包括：设备的前视图、设备的背视图、设备的原理图。设备的属性建模，包括：装置、板卡、端子块和端口。

在一些实施例中，上述厂家设计单元接收到上述设备层的描述文件IDD之后，根据上述设备层的描述文件IDD中的内容确定屏柜层的属性化建模。上述厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据上述屏柜的建模内容，以及上述设备层的描述文件IDD中的内容，确定上述屏柜层的描述文件CDD，包括：

上述厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据上述屏柜的图形化建模和上述属性化建模，确定上述屏柜层的描述文件CDD。

上述屏柜层的描述文件CDD包含了屏柜的3D模型、属性和参数等信息，厂家设计单元通过使用屏柜建模工具和建模语言，可以创建上述屏柜层的描述文件CDD，以便更好地管理和控制屏柜的设计和生产过程。

在一些实施例中，上述设计院接收到上述屏柜层的描述文件CDD之后，根据上述屏柜层的描述文件CDD中的内容确定变电站层的属性化建模。上述设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据上述变电站的建模内容，以及上述屏柜层的描述文件CDD中的内容，确定上述变电站层的描述文件SDD，可以进一步包括以下步骤：上述设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据上述变电站的属性化建模和图形化建模，确定上述变电站层的描述文件SDD。

在本实施例中，通过属性化建模，设计院可以确保变电站的各个部分都符合行业标准和规范。图形化建模则可以使这些标准和规范更加直观和易于理解。设计配置一体化工具可以自动处理变电站的各个部分之间的关系和依赖性，从而减少手动设计和修改的工作量。建模语言的使用可以使设计师更加专注于变电站的功能和性能，而不是纠结于具体的实现细节。通过属性化建模和图形化建模的结合，设计院可以更容易地对变电站进行修改和维护。图形化界面可以使设计师更加直观地了解变电站的结构和组成，而属性化建模则可以提供详细的参数和数据，以便于进行修改和调整。通过自动化处理和标准化设计，设计院可以减少错误和疏漏的可能性，从而提高设计质量。

在一些实施例中，屏柜层的图形化建模包括屏柜的前视图、屏柜的背视图、屏柜的原理图。屏柜的属性建模包括二次设备、空开、把手、打印机和光纤盒。变电站层的属性化建模包括小室、间隔和屏柜。上述变电站层的图形化建模包括：上述变电站的原理图、端子排图和柜面布置图。

本发明与现有技术相比，除了有效表达二次回路之间的连接关系外，还有对象的设计属性、生产制造属性、施工属性、工厂化自动化测试属性、调试验收属性、运维属性、图档管理属性以及电气特性、机械特性、物资属性、图模标识等，并且从整体上将二次回路建模按面向对象的方法分为了三个层次：变电站层、屏柜层和设备层。本发明可有效提高设计结果文件的数字化水平、提高变电站二次回路的施工、调试、运维效率，为高级应用提供数据基础。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，包括：

确定变电站二次回路建模的多个不同层次，所述多个不同的建模层次包括：变电站层、屏柜层、设备层；

确定变电站二次回路的每个层次建模对象；

确定所述建模对象的建模内容；

确定建模语言和建模工具；

采用所述建模语言和建模工具，根据所述建模对象的建模内容确定所述变电站二次回路的每个层次的描述文件。

2.如权利要求1所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述建模对象包括设备层中的多个设备；

所述建模工具包括设备建模工具；

采用所述建模语言和建模工具，根据所述建模对象的建模内容确定所述变电站二次回路的每个层次的描述文件，包括：

设备制造商采用设备建模工具和建模语言，根据所述设备的建模内容确定所述设备层的描述文件；

将所述设备层的描述文件发送给厂家设计单位，并上传到文件管控平台。

3.如权利要求2所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述建模对象包括屏柜层中的多个屏柜；

所述建模工具包括屏柜建模工具；

采用所述建模语言和建模工具，根据所述建模对象的建模内容确定所述变电站二次回路的每个层次的描述文件，包括：

厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据所述屏柜的建模内容，以及所述设备层的描述文件中的内容，确定所述屏柜层的描述文件；

将所述屏柜层的描述文件发送给设计院，并上传到文件管控平台。

4.如权利要求3所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述建模对象包括变电站层中的变电站；

所述建模工具包括：设计配置一体化工具；

采用所述建模语言和建模工具，根据所述建模对象的建模内容确定所述变电站二次回路的每个层次的描述文件，包括：

设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据所述变电站的建模内容，以及所述屏柜层的描述文件中的内容，确定所述变电站层的描述文件；

将所述变电站层的描述文件发送给工程用户，并上传到文件管控平台。

5.如权利要求1所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

确定变电站二次回路的每个层次建模对象，包括：

确定所述设备层的建模对象为设备供应商建模对象；

设备供应商建模对象包括：二次设备；

确定所述屏柜层的建模对象为厂家设计单位建模对象；

厂家设计单位建模对象包括：屏柜、空开把手、屏柜端子排；

确定所述变电站建模对象为设计院建模对象；

所述设计院建模对象包括：变电站、间隔、小室。

6.如权利要求4所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述建模内容包括：图形化建模和应用属性建模；

图形化建模包括：图形形状和图形样式；

所述应用属性建模包括：所述建模对象的设计属性、环境条件、电气特性、自描述信息；

自描述信息包括：端子名称、端子编号、设备名称、屏柜编号。

7.如权利要求6所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

设备层的图形化建模包括：设备的前视图、设备的背视图、设备的原理图；

设备的属性建模包括：装置、板卡、端子块、端口。

8.如权利要求7所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述厂家设计单元接收到所述设备层的描述文件之后，根据所述设备层的描述文件中的内容确定屏柜层的属性化建模；

所述厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据所述屏柜的建模内容，以及所述设备层的描述文件中的内容，确定所述屏柜层的描述文件，包括：

所述厂家设计单位采用屏柜建模工具和建模语言，根据所述屏柜的图形化建模和所述属性化建模，确定所述屏柜层的描述文件。

9.如权利要求6所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

所述设计院接收到所述屏柜层的描述文件之后；

根据所述屏柜层的描述文件中的内容确定变电站层的属性化建模；

所述设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据所述变电站的建模内容，以及所述屏柜层的描述文件中的内容，确定所述变电站层的描述文件，包括：

所述设计院采用设计配置一体化工具和建模语言，根据所述变电站的属性化建模和图形化建模，确定所述变电站层的描述文件。

10.如权利要求9所述的变电站二次回路层次化建模方法，其特征在于，

屏柜层的图形化建模包括：屏柜的前视图、屏柜的背视图、屏柜的原理图；

屏柜的属性建模包括：二次设备、空开、把手、打印机、光纤盒；

变电站层的属性化建模包括：包括小室、间隔、屏柜；

所述变电站层的图形化建模包括：所述变电站的原理图、端子排图、柜面布置图。