CN102007471A - 用于设计适合于在电力***中使用的设备到设备配置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于设计电力***使用的设备到设备配置的图形工具和方法。该工具包括软件程序指令，这些指令被配置成允许用户在监视器上将从可用列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到电力***的对应切换设备。针对关联到对应切换设备的第一IED，用户通过分别选择一个或者多个逻辑输入/输出以及一个或者多个目标IED来在监视器上以图形方式配置有关逻辑，其中将从所述一个或多个目标IED接收/将向其发送所述逻辑输入/输出。

Description

用于设计适合于在电力***中使用的设备到设备配置的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于设计适合于在电力***中使用的设备到设备配置的方法和装置。
背景技术
正如所知，用于从功率源向各种负载和用户进行输电和配电的电力***配备有若干类型的电气装备，这些电气装备适合于保证关联电力线路和与之连接的负载/用户的正常工作，通常为切换设备，比如断路器和重新闭合器。
为此，基于微处理器的设备和数字信号处理技术的最新发展已经促使通常称为智能电子设备(IED)的电子设备的激增。
按照定义，IED是基于微处理器的设备，通常为控制器继电器，该设备具有一个或者多个通信端口，并且操作地耦合到关联切换设备，以便进行各种保护、控制和监视任务。
近年来，IED在电力***中的使用已经急剧增加。由于用户应对用于电力***的大量多种可能网络拓扑，所以出于不同目的而设计并且由不同制造商提供的将在各具体网络拓扑中使用的IED数量和种类对应地庞大。因而，需要用户知道和处置的信息数量变得势不可挡。
具体而言，对各IED的配置以及对在将安装于网络拓扑中的各种IED之间的操作关系和协调的配置可能将极为困难，并且将在多数情况下需要广泛使用工程专家。
因此，将期望提供一种基本上使电力***中的IED到IED配置的设计变得容易的解决方案。这一解决方案由本发明的方法和装置提供。
发明内容
根据本发明，提供一种用于设计适合于在包括多个电气切换设备的电力***中使用的设备到设备配置的图形工具，所述图形工具包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储于其上的软件程序指令，这些软件程序指令在由处理器执行时引起在监视器上显示图形接口单元(GUI)，其中所述软件程序指令包括配置成执行包括以下操作的方法的代码：
当在所述监视器上呈现用于所述电力***的网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在所述监视器上将从所述可用IED的列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到所述多个切换设备中的对应切换设备，其中所述多个切换设备中的至少两个切换设备各自与从所述列表中选择的对应IED关联；并且
针对关联到所述电力***的对应切换设备的各IED，通过分别选择一个或者多个逻辑输入和/或输出以及各自关联到所述多个切换设备中除了所述对应切换设备之外的另一切换设备的一个或者多个目标IED来在监视器上图形配置逻辑，其中将从该一个或者多个目标IED接收/向其发送所述逻辑输入和/或输出。
根据本发明，还提供一种用于设计适合于在包括多个电气切换设备的电力***中使用的设备到设备配置的方法，该方法包括：
当在监视器上呈现用于所述电力***的网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在所述监视器上将从所述可用IED的列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到所述多个切换设备中的对应切换设备，其中所述多个切换设备中的至少两个切换设备各自与从所述列表中选择的对应IED关联；并且
针对关联到所述电力***的对应切换设备的各IED，通过分别选择一个或者多个逻辑输入和/或输出以及各自关联到所述多个切换设备中除了所述对应切换设备之外的另一切换设备的一个或者多个目标IED，来在监视器上图形配置逻辑，其中将从该一个或者多个目标IED接收/向其发送所述逻辑输入和/或输出。
附图说明
参照下文描述、所附权利要求书和以下附图，本发明的特征、方面和优点将变得更好地理解：
图1是图示了根据本发明的用于设计适合于在电力***中使用的设备到设备配置的方法的流程图；
图2图示了在根据本发明的图形工具的软件程序指令由处理器执行时在监视器上显示的图形接口单元(GUI)的屏幕截图；
图3示出了在用于关联到电力***的对应切换设备的所选IED的逻辑在配置之中时的步骤在监视器上显示的屏幕截图；
图4示意地示出了计算设备。
具体实施方式
应当注意在下文具体描述中，相同或者功能等效部件无论是否在本发明的不同实施例中均示出它们都具有相同标号。也应当注意，为了清楚和简洁地公开本发明，附图可能未必按比例绘制，并且可以用有些示意性的形式示出本发明的某些特征。
根据本发明的图形工具包括一种具有存储于其上的软件程序指令的计算机可读介质，这些软件程序指令可以由计算设备的任何适当处理器执行，在图4中以标号1示意地表示该计算设备的一个示例实施例。特别地，在根据本发明的图形工具中，软件程序指令在由计算设备1的处理器执行时，引起在监视器2上显示图形接口单元(GUI)。
优选地，如图2中所示，软件程序指令在由处理器执行时，引起在监视器2上同时显示两个单独部分或者窗口，即指示为“快速视图(Fleet View)”的第一部分10(在该部分内可以呈现可用智能电子设备(IED)的列表)和指示为“***视图”的第二部分20(在该部分内可以呈现用于电力***的网络拓扑)。“***视图”和“快速视图”相互在操作上链接。
具体而言，根据本发明的图形工具的软件程序指令包括如下代码，该代码被配置成允许用户在第一部分10内，联机或者脱机设置可用IED的期望列表，或者编辑可用IED的预设列表。例如，在起动图形工具时，起初可以向用户呈现空白第一部分10，在该部分内它可以添加从诸如目录、SCL等任何可能来源可用的IED的期望列表。取而代之，可以向用户呈现可以原样使用或者可以通过添加一个或者多个IED或者将现有IED替换为新IED来修改的可用IED的预设和可修改列表。
另外，软件程序指令包括如下代码，该代码被配置成允许用户在第二部分20内绘制用于电力***的期望网络拓扑，或者示出用于电力***的可修改网络拓扑。特别地，根据本发明的图形工具优选地包括具有一个或者多个模板的库，该一个或者多个模板各自与用于电力***的预定义网络拓扑对应。
因此，在起动图形工具时，起初可以向用户呈现屏幕的空白第二部分20，在该部分内它可以绘制期望网络拓扑。例如，用户可以例如通过拖放与各种装备对应的符号(比如断路器为B、重新闭合器为R、变电站为S等)然后通过绘制连接电力网络的各种区段L1-Ln来设计连接，而将网络拓扑***到***视图部分中。取而代之，用户可以从库中选择一个现有网络拓扑，并且可以使用所选的已经绘制的拓扑或者可以根据具体需要来修改它。一旦被设计，电力***拓扑就由图形工具的软件自动转换成内部格式，例如连接矩阵。
图2图示了用于电力***的网络拓扑的一个可能例子，该电力***包括多个切换设备21，比如为重新闭合器、电路断路器，它们沿着电力网络的各种区段L1-L7定位并且由各种符号B1、B2、B3、R1-R7、T1、T等指示。如本领域技术人员将理解的那样，根据本发明的图形工具可以用来设计将适合于在任何类型的电力***拓扑中使用的IED到IED配置，并且可以例如有利地用来配置馈送器和/或变电站自动化***的简单回路或者更复杂的多反馈方案等。
当在监视器2上呈现用于电力***的期望网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在步骤100，用户将从可用IED 11的列表中选择的智能电子设备(IED)11图形关联——直接在监视器2上并且借助GUI——到多个切换设备中的对应切换设备21。特别是，用户将至少两个切换设备21各自与从可用列表中选择的对应IED 11关联。优选地，定位到电力***的网络拓扑中的所有切换设备21各自关联到可用列表的对应IED 11。相同类型的IED 11可以与多个切换设备21关联。
例如用户简单地通过将表示所选IED 11的图形符号从“快速视图”(第一部分或者窗口10)转移(例如拖放)到“***视图”(第二部分或者窗口20)中关联切换设备21的位置，来实现IED 11与对应切换设备21之间的图形关联。
如图1中所示，在步骤101，针对每个关联到电力***的对应切换设备21的IED 11，用户在监视器2上图形配置相应逻辑。特别地，本发明的图形工具包括如下代码，该代码被配置成允许用户选择每个关联到对应切换设备21的IED 11并且例如通过简单地点击相关的符号，即图2中所示菜单或者选项屏幕30来编辑。如示意地所示，菜单30包括可选选项(比如用于设置各种参数的参数设置、扰动处置、逻辑配置)的列表。显然，可以使其它选项可用于菜单或者选项屏幕30。一般而言，可以在***视图中以这一方式起动可用于各IED 11的所有子工具。
一旦用户已经选择第一IED 11并且针对这一IED起动选项逻辑配置，在监视器2上打开如例如图3中所示有关窗口40。如图所示，针对第一所选IED 11，用户选择所选第一IED 11应当接收的一个或者多个逻辑输入和/或所选第一IED 11应当输出的一个或者多个逻辑输出。特别地，图形工具包括专用库41，该专用库至少包括与可用类型的逻辑输入/输出对应的多个图形符号、逻辑运算符等。在实践中，用户可以从弹出窗口42-44中选择用于所选IED 11的各种类型的输入/输出，比如报警逻辑输出(LO)45、脱扣逻辑输出(LO)46、逻辑输入(LI)52B等。各种逻辑输入/输出通过使用各种可用符号(比如AND/OR运算符)绘制期望逻辑来相互在操作上关联。另外，然后将各逻辑输入和输出关联到第一所选IED 11的对应物理输入/输出(PHY_IN/PHY_OUT)。
此外，用户还在关联到绘制的电力***的其它切换设备21的其它IED之中分别选择将从其接收/向其发送逻辑输入和/或逻辑输出的目标IED。特别地，用户首先通过将用于所选第一IED的各种逻辑输入和输出图形关联到可用通信总线来绘制各种IED之间的各种操作连接，该可用通信总线用于将所选逻辑信号输入(总线输入)到所选第一IED 11中或者用于从所选IED 11输出(总线输出)设计的逻辑输出并且使它们可为其它IED所用。然后，总线输入和总线输出通信总线图形连接到能够接收或者提供设计的输入/输出的目标IED 11。当进行这一配置时，具体而言在选择逻辑输入时，用户可以右击并起动如下向导，该向导帮助查看来自快速视图中列举的所有IED的可用信号。
用户可以针对各自关联到绘制的电力***的对应切换设备21的许多(优选为所有)IED 11，执行这一配置。
一旦完成配置，程序指令还包括如下代码，该代码被配置成允许用户(步骤102)在监视器2上图形模拟针对各自关联到电力***的对应切换设备21的各种IED而图形配置的逻辑。例如，用户可以设置和图形模拟电力***上的故障位置和基本故障数据，然后可以根据针对配置的各种IED而编程的逻辑来检验***如何演变。
当编程的逻辑如希望的那样进行时，软件程序指令还包括被配置成自动生成(步骤103)生成如下软件指令的代码，该软件指令与针对关联到对应切换设备的各IED 11而图形配置的逻辑对应。具体而言，至少基于针对各IED 11而选择的目标IED的一个或者多个设置，诸如地址、将用于连接的协议和有关参数等，来生成软件配置。
另外，在步骤104，针对所配置的和关联到对应切换设备21的各IED，将包含生成的软件指令的文件保存于适当存储单元(例如计算设备1的存储器)上。这一文件可以在现场应用时直接下载到对应实际IED中。
由于本发明的工具和方法，用户因此可以节省宝贵时间并且减少在IED到IED连接的配置期间产生的、可能在以后造成高成本停机的错误的风险。实际上，该工具将用户与通信协议和硬件的细节隔离。为此，根据本发明的工具可以优选地与协议IEC 61850 GOOSE一起使用；然而也可以类似地使用其它通信协议。
如本领域普通技术人员将理解的那样，本发明可以具体实现为或者采用前述方法和工具以及计算机可读介质的形式，该计算机可读介质具有存储于其上的计算机可读指令，这些指令在由处理器执行时，实现如先前描述的和在对应所附权利要求书中限定的本发明的操作。计算机可读介质可以是任何如下介质，该介质可以包含、存储、传达、传播或者传送用于由指令执行***、装置或者设备使用或者与指令执行***、装置或者设备结合使用的用户接口程序指令，并且计算机可读介质可以例如是但不限于电子、磁、光学、电磁、红外线或者半导体***、装置、设备或者传播介质或者程序印刷于其上的其它适当介质。计算机可读介质的更多具体例子(非穷举性的列举)将包括：便携计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、光纤、便携光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、传输介质(比如支持因特网或者内部网的传输介质)或者磁存储设备。可以用任何适当程序语言编写用于实现本发明的操作的计算机程序代码或者指令，只要它允许实现前述技术结果即可。
将理解，前述一个或者多个示例实施例的描述旨在于仅举例说明而不是穷举本发明。本领域普通技术人员将能够对公开的主题内容的一个或者多个实施例进行某些添加、删除和/或修改，而不脱离如所附权利要求限定的本发明精神实质或者其范围。

Claims (23)

1.一种用于设计适合于在包括多个电气切换设备的电力***中使用的设备到设备配置的图形工具，所述图形工具包括计算机可读介质，所述计算机可读介质具有存储于其上的软件程序指令，所述软件程序指令在由处理器执行时，引起在监视器上显示图形接口单元(GUI)，其中所述软件程序指令包括配置成执行包括以下操作的方法的代码：
当在所述监视器上呈现用于所述电力***的网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在所述监视器上将从所述可用IED的列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到所述多个切换设备中的对应切换设备，其中所述多个切换设备中的至少两个切换设备各自与从所述列表中选择的对应IED关联；并且
针对关联到所述电力***的对应切换设备的各IED，通过分别选择一个或者多个逻辑输入和/或输出以及各自关联到所述多个切换设备中除了所述对应切换设备之外的另一切换设备的一个或者多个目标IED，来在所述监视器上图形配置逻辑，其中将从该一个或者多个目标IED接收/向其发送所述逻辑输入和/或输出。
2.根据权利要求1所述的图形工具，其中所述软件程序指令还包括配置成进行以下操作的代码：
在所述监视器上图形模拟针对关联到所述电力***的对应切换设备的一个或者多个所述IED而图形配置的所述逻辑。
3.根据权利要求1所述的图形工具，其中所述软件程序指令还包括配置成进行以下操作的代码：
自动生成软件指令，所述软件指令与针对关联到对应切换设备的各IED而图形配置的所述逻辑对应，其中至少基于针对各IED而选择的所述一个或者多个目标IED的一个或者多个设置来生成所述软件配置。
4.根据权利要求3所述的图形工具，其中所述软件程序指令还包括配置成进行以下操作的代码：
针对关联到对应切换设备的各IED，保存包含所述生成的软件指令的文件。
5.根据权利要求1所述的图形工具，其中它包括第一库，所述第一库至少包括与可用类型的逻辑输入和输出对应的多个图形符号。
6.根据权利要求1所述的图形工具，其中它包括第二库，所述第二库包括各自与用于电力***的预定义网络拓扑对应的一个或者多个模板。
7.根据权利要求1所述的图形工具，其中所述软件程序指令在由处理器执行时，引起在所述监视器上同时显示第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分内分别示出所述可用IED的列表和用于所述电力***的所述网络拓扑。
8.根据权利要求7所述的图形工具，其中通过将表示从所述列表中选择的各IED的图形符号从所述第一部分转移到所述第二部分中，而将所述选择的IED关联到对应切换设备。
9.根据权利要求1所述的图形工具，其中所述软件程序指令还包括配置成进行以下操作的代码：
选择关联到对应切换设备的各IED并且编辑菜单，所述菜单包括用于各所选IED的一个或者多个可选选项。
10.根据权利要求7所述的图形工具，其中所述软件程序指令包括配置成进行以下操作的代码：
在所述第一部分内设置可用IED的期望列表或者编辑可用IED的可修改预设列表。
11.根据权利要求7所述的图形工具，其中所述软件程序指令还包括配置成进行以下操作的代码：
在所述第二部分内绘制用于所述电力***的期望网络拓扑或者示出用于所述电力***的可修改网络拓扑。
12.一种用于设计适合于在包括多个电切换设备的电力***中使用的设备到设备配置的方法，所述方法包括：
当在监视器上呈现用于所述电力***的网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在所述监视器上将从所述可用IED的列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到所述多个切换设备中的对应切换设备，其中所述多个切换设备中的至少两个切换设备各自与从所述列表中选择的对应IED关联；并且
针对关联到所述电力***的对应切换设备的各IED，通过分别选择一个或者多个逻辑输入和/或输出以及各自关联到所述多个切换设备中除了所述对应切换设备之外的另一切换设备的一个或者多个目标IED，来在所述监视器上图形配置逻辑，其中将从该一个或者多个目标IED接收/向其发送所述逻辑输入和/或输出。
13.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
在所述监视器上图形模拟针对关联到所述电力***的对应切换设备的一个或者多个所述IED而图形配置的所述逻辑。
14.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
自动生成软件指令，所述软件指令与针对关联到对应切换设备的各IED而图形配置的所述逻辑对应，其中至少基于针对各IED而选择的所述一个或者多个目标IED的一个或者多个设置来生成所述软件配置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中它还包括：
针对关联到对应切换设备的各IED，保存包含所述生成的软件指令的文件。
16.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
编辑第一库，所述第一库至少包括与可用类型的逻辑输入和输出对应的多个图形符号。
17.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
编辑第二库，所述第二库包括各自与用于电力***的预定义网络拓扑对应的一个或者多个模板。
18.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
在所述监视器上同时显示第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分内分别示出所述可用IED的列表和用于所述电力***的所述网络拓扑。
19.根据权利要求18所述的方法，其中它还包括：
通过将表示从所述列表中选择的各IED的图形符号从所述第一部分转移到所述第二部分中，来将所述选择的IED关联到对应切换设备。
20.根据权利要求12所述的方法，其中它还包括：
选择关联到对应切换设备的各IED并且编辑菜单，所述菜单包括用于各所选IED的一个或者多个可选选项。
21.根据权利要求18所述的方法，其中它还包括：
在所述第一部分内设置可用IED的期望列表或者编辑可用IED的可修改预设列表。
22.根据权利要求18所述的方法，其中它还包括：
在所述第二部分内绘制用于所述电力***的期望网络拓扑或者示出用于所述电力***的可修改网络拓扑。
23.一种具有存储于其上的计算机可读指令的计算机可读介质，所述计算机可读指令用于由微处理器执行，以执行用于设计适合于在包括多个电切换设备的电力***中使用的设备到设备配置的方法，所述方法包括：
当在监视器上呈现用于所述电力***的网络拓扑和可用智能电子设备(IED)的列表时，在所述监视器上将从所述可用IED的列表中选择的智能电子设备(IED)图形关联到所述多个切换设备中的对应切换设备，其中所述多个切换设备中的至少两个切换设备各自与从所述列表中选择的对应IED关联；并且
针对关联到所述电力***的对应切换设备的各IED，通过分别选择一个或者多个逻辑输入和/或输出以及各自关联到所述多个切换设备中除了所述对应切换设备之外的另一切换设备的一个或者多个目标IED，来在所述监视器上图形配置逻辑，其中将从该一个或者多个目标IED接收/向其发送所述逻辑输入和/或输出。
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