CN104318006A - 一种智能变电站虚端子设计的优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站虚端子设计的优化方法，具体包括以下几个步骤：(1)创建典型间隔；(2)在智能装置ICD文件中预先定义GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子；在智能装置ICD文件的访问点下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点，将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中；(3)建立典型间隔的GOOSE虚端子/SV虚端子连接关系；(4)同一电压等级相同类型的间隔内部装置之间的虚端子连接关系是相同的，通过典型间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子连线配置。本发明能够减少智能变电站设计阶段的工作量和工作复杂度，提升智能变电站虚端子设计效率和质量。

Description

一种智能变电站虚端子设计的优化方法
技术领域
本发明涉及一种智能变电站虚端子设计的优化方法，属于智能变电站SCD文件配置技术领域。
背景技术
在常规变电站中，二次设备与一次设备之间、二次设备与二次设备之间均通过大量的电缆交换信息，智能变电站通过智能组件实现了一次设备的测量、控制就地数字化，常规站中基于端子排的硬接线设计变成了基于设备模型功能接口索引的“虚端子”设计，装置之间的虚端子连接关系设计成为智能变电站二次设计的主要内容。
目前虚端子设计主要有两种方式：手工配置和借助辅助工具设计。智能变电站的虚回路设计数量多且复杂，一个220kV变电站的虚回路数量就数以万计，500kV智能变电站的虚回路数量更是惊人，手工配置设计效率极其低下，而且虚端子设计的准确性难以得到保证；借助辅助工具设计，由于输入端子分散在各个以“GOIN”为前缀的LN逻辑节点下，配置虚端子连接关系时，需要人工从各LN逻辑节点下挑选有效的输入虚端子，导致智能变电站虚端子连接配置的效率较低、基于虚端子的工程配置和开发过程中出错率较高。如果不优化现有的智能变电站虚端子设计流程，智能变电站的设计周期会占用很长时间和很多精力，虚端子连线的准确性将影响变电站的可靠运行。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能变电站虚端子设计的优化方法，本发明能够减少智能变电站设计阶段的工作量和工作复杂度，提升智能变电站虚端子设计效率和质量。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种智能变电站虚端子设计的优化方法，具体包括以下几个步骤：
(1)创建典型间隔：根据智能变电站一次***结构图在智能变电站节点下建立电压等级节点和间隔节点，每个电压等级节点下选中某一个间隔节点作为典型间隔，在典型间隔节点下通过间隔所对应的IED能力描述文件ICD(IED Capability Description)文件实例化智能装置IED(Intelligent Electronic Device)节点；
(2)IED能力描述文件ICD(IED Capability Description)中应预先定义M1访问点(SV访问点)或G1(GOOSE访问点)，并配置采样值发送数据集dsSV或GOOSE发送数据集dsGOOSE；IED能力描述文件ICD(IED Capability Description)中预先定义GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子；在IED能力描述文件ICD(IED CapabilityDescription)的访问点下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点，将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中；
(3)建立典型间隔的GOOSE虚端子/SV虚端子连接关系；
(4)同一电压等级相同类型的间隔内部装置之间的虚端子连接关系是相同的，通过典型间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子连线配置。
步骤(1)中，智能装置IED(Intelligent Electronic Device)具体包括线路保护、线路测控、线路合并单元、线路智能终端、线路保护测控一体化装置、线路智能终端合并单元一体化装置、断路器保护、断路器测控、断路器合并单元、断路器智能终端、主变保护、主变测控、主变智能终端、主变保护测控一体化装置、主变智能终端合并单元一体化装置、电容器保护测控一体化装置、电容器智能终端、电容器智能终端合并单元一体化装置、站用变保护测控一体化装置、站用变智能终端、站用变合并单元和站用变智能终端合并单元一体化装置。
步骤(2)中，在IED能力描述文件ICD(IED Capability Description)中预先定义GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子的方法如下：
所述GOOSE输入虚端子及SV输入虚端子均采用GGIO逻辑节点，GOOSE输入虚端子输入GGIO逻辑节点应加GOIN前缀，GOOSE输入虚端子应配置到数据属性DA(Data Attribute)；SV输入虚端子输入GGIO逻辑节点应加SVIN前缀，SV输入虚端子应配置到数据对象(Data Object)。
步骤(2)中，在站控层访问点S1、过程层GOOSE访问点G1或者过程层SV访问点M1下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点。
步骤(2)中，将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中的方法如下：
搜索逻辑设备LD下以GOIN为前缀的GGIO逻辑节点，然后搜索该GGIO逻辑节点下的所有实例化数据属性DAI，根据实例化数据属性DAI所对应的功能约束FC判断是否为有效的GOOSE输入虚端子，如果是将有效的GOOSE输入虚端子添加到Inputs节点下；
搜索LD下以SVIN为前缀的GGIO逻辑节点，然后搜索该GGIO逻辑节点下的所有实例化数据对象DOI，根据实例化数据对象DOI所对应的公用数据类CDC判断是否为有效的SV输入虚端子，如果是将有效的SV输入虚端子添加到Inputs节点下。
步骤(3)中，典型间隔的GOOSE虚端子连接关系的建立方法如下：
选择典型间隔内某一个智能装置IED(Intelligent ElectronicDevice)作为接收装置，选择该接收装置的其中一个存放GOOSE输入虚端子的Inputs节点作为配置节点；选择典型间隔内某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)作为发送装置，选择该发送装置的其中一个GOOSE发送数据集作为发送数据集；选择GOOSE发送数据集中其中一个或几个虚端子作为GOOSE发送虚端子，选择Inputs节点中其中一个或几个虚端子作为接收虚端子，从而建立发送虚端子和接收虚端子之间的GOOSE虚端子连接关系；
典型间隔的SV虚端子连接关系的建立方法如下：
选择典型间隔内某一个智能装置IED(Intelligent ElectronicDevice)作为接收装置，选择该接收装置的其中一个存放SV输入虚端子的Inputs节点作为配置节点；选择典型间隔内某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)为发送装置，选择该发送装置其中一个SV发送数据集作为发送数据集；选择SV发送数据集中其中一个或几个虚端子作为SV发送虚端子，选择Inputs节点中其中一个或几个虚端子作为接收虚端子，从而建立发送虚端子和接收虚端子之间的SV虚端子连接关系。
步骤(4)中，通过典型间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子连线配置，具体方法如下：
由于相同电压等级不同间隔内部智能装置IED(IntelligentElectronic Device)之间的虚端子连接关系是相同的，以典型间隔为模板克隆生成其它的间隔配置，替换智能装置IED(IntelligentElectronic Device)的名称和通讯参数，删除智能装置IED(IntelligentElectronic Device)内跨间隔的虚端子连接关系，保留本间隔内部的虚端子连接关系。
本发明通过智能的提取ICD中预定义的有效的GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子并添加到Inputs节点中，避免设计人员在做变电站虚端子回路设计工作时，需要手工从各个LN节点下挑选有效的GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子；通过复制典型间隔创建新间隔的方法可以提高虚端子设计的工作效率，解决变电站信息数字化和网络化给当前变电站设计工作中带来的负担和隐患，优化了现有的智能变电站虚端子设计的流程，减少了智能变电站设计阶段的工作量和工作的复杂度。
附图说明
图1为本发明智能变电站虚端子设计的优化方法工作流程图；
图2为图1中将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明的一种智能变电站虚端子设计的优化方法包括如下步骤：
(1)创建典型间隔：根据变电站的一次***结构在每个电压等级下创建一个典型间隔，根据智能装置对应的ICD文件创建智能装置IED；
(2)在IED节点的LLN0逻辑节点下自动创建Inputs节点，提取GOINGGIO和SVINGGIO逻辑节点下的内容作为内部虚端子自动添加到Inputs节点中；
(3)完成典型间隔的虚端子设计；
(4)通过间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子设计工作。
步骤(1)中，首先是根据变电站的一次***结构建立变电站二次***的过程，即在智能变电站节点下创建电压等级节点，在电压等级节点下创建间隔节点，在间隔节点下创建智能装置二次设备IED节点。由于同一电压等级下相同类型的间隔下所使用的装置类型基本是相同的，因此可以在每一个电压等级下先创建某种类型间隔的典型间隔；
IED具体包括：线路保护、线路测控、线路合并单元、线路智能终端、线路保护测控一体化装置、线路智能终端合并单元一体化装置、断路器保护、断路器测控、断路器合并单元、断路器智能终端、主变保护、主变测控、主变智能终端、主变保护测控一体化装置、主变智能终端合并单元一体化装置、电容器保护测控一体化装置、电容器智能终端、电容器智能终端合并单元一体化装置、站用变保护测控一体化装置、站用变智能终端、站用变合并单元、站用变智能终端合并单元一体化装置。
根据Q/GDW396《IEC 61850工程继电保护应用模型》建模规范的要求，GOOSE、SV输入虚端子采用GGIO逻辑节点，GOOSE输入GGIO应加“GOIN”前缀，GOOSE输入虚端子应配到DA；SV输入GGIO应加“SVIN”前缀，SV输入虚端子应配置到DO。
将ICD文件中预先定义好的GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中的详细流程参见图2。
首先，在ICD文件的任意访问点下的LLN0下创建Inputs节点，例如具体可在站控层访问点S1、过程层GOOSE访问点G1或者过程层SV访问点M1下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点。将输入虚端子添加到Inputs节点中有两个分支：添加GOOSE输入虚端子和添加SV输入虚端子。
GOOSE输入虚端子分散在ICD文件中以“GOIN”关键字为前缀的GGIO逻辑节点下，从与Inputs节点在同一个LD下的所有以“GOIN”为前缀的所有GGIO逻辑节点下获取有效的GOOSE输入虚端子DA的信息，并添加到Inputs节点中。
SV输入虚端子分散在ICD文件中以“SVIN”关键字为前缀的GGIO逻辑节点下，从与Inputs节点在同一个LD下的所有以“SVIN”为前缀的所有GGIO逻辑节点下获取有效的SV输入虚端子DO的信息，并添加到Inputs节点中。
此处需要说明的是，本实施例中，Inputs节点不跨LD创建，Inputs中的内部虚端子均来自Inputs所属的LD节点下的DO或DA。根据IED的功能划分需求可以在不同的LD下创建多个Inputs节点。
对于发送虚端子的预配置，ICD文件用应预先定义SV访问点M1或GOOSE访问点G1，并配置采样值发送数据集dsSV或GOOSE发送数据集dsGOOSE。
编辑典型间隔的GOOSE虚端子连接关系，选中间隔内的某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)作为接收装置，选中接收装置的某一个存放GOOSE输入虚端子的Inputs节点作为配置节点，选中间隔内的某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)作为发送装置，选中发送装置的某一个GOOSE发送数据集作为发送数据集。选中需要GOOSE发送数据集中的某一个或几个虚端子作为GOOSE发送虚端子，选中Inputs中的某一个或几个虚端子作为接收虚端子，建立发送虚端子和接收虚端子之间的GOOSE虚端子连接关系。
编辑典型间隔的SV虚端子连接关系，选中间隔内的某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)作为接收装置，选中接收装置的某一个存放SV输入虚端子的Inputs节点作为配置节点，选中间隔内的某一个智能装置IED(Intelligent Electronic Device)作为发送装置，选中发送装置的某一个SV发送数据集作为发送数据集。选中需要SV发送数据集中的某一个或几个虚端子作为SV发送虚端子，选中Inputs中的某一个或几个虚端子作为接收虚端子，建立发送虚端子和接收虚端子之间的SV虚端子连接关系。
Inputs节点下的ExtRef节点的属性为：iedName、ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName、intAddr，属性“iedName”表示外部虚端子所述的IED节点的名称，“intAddr”表示内部虚端子的路径。
通过间隔复制的方式完成其它间隔的虚端子连线配置工作，复制已有的间隔、间隔下的IED节点以及IED中的虚端子连接关系到新建的间隔中，同时修改IED的名称以及IED中Inputs节点中的ExtRef的iedName属性，可以保留原间隔中的GOOSE虚端子连接关系以及SV虚端子连接关系。
本发明在智能变电站设计周期，优化虚端子的设计流程，为智能变电站的设计提供优化的虚端子设计方案。通过智能的提取ICD中预定义的有效的GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子并添加到Inputs节点中，避免设计人员在做变电站虚端子回路设计工作时，需要手工从各个LN节点下挑选有效的GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子；通过复制典型间隔创建新间隔的方法可以省略重复配置的过程，在大大提高虚端子设计的工作效率的同时可保证各间隔数据的正确性，解决变电站信息数字化和网络化给当前变电站设计工作中带来的负担和隐患，优化了现有的智能变电站虚端子设计的流程，减少了设计研究院在智能变电站设计阶段的工作量和工作的复杂度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：
(1)创建典型间隔：根据智能变电站一次***结构图在智能变电站节点下建立电压等级节点和间隔节点，每个电压等级节点下选中某一个间隔节点作为典型间隔，在典型间隔节点下通过间隔所对应的IED能力描述文件ICD实例化智能装置IED节点；
(2)在IED能力描述文件ICD中预先定义SV访问点或GOOSE访问点，并配置采样值发送数据集dsSV或GOOSE发送数据集dsGOOSE；在IED能力描述文件ICD中预先定义GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子；在IED能力描述文件ICD的访问点下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点，将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中；
(3)建立典型间隔的GOOSE虚端子/SV虚端子连接关系；
(4)同一电压等级相同类型的间隔内部装置之间的虚端子连接关系是相同的，通过典型间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子连线配置。
2.根据权利要求1所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(1)中，智能装置IED具体包括线路保护、线路测控、线路合并单元、线路智能终端、线路保护测控一体化装置、线路智能终端合并单元一体化装置、断路器保护、断路器测控、断路器合并单元、断路器智能终端、主变保护、主变测控、主变智能终端、主变保护测控一体化装置、主变智能终端合并单元一体化装置、电容器保护测控一体化装置、电容器智能终端、电容器智能终端合并单元一体化装置、站用变保护测控一体化装置、站用变智能终端、站用变合并单元和站用变智能终端合并单元一体化装置。
3.根据权利要求1所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(2)中，在IED能力描述文件ICD中预先定义GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子的方法如下：
所述GOOSE输入虚端子及SV输入虚端子均采用GGIO逻辑节点，GOOSE输入虚端子输入GGIO逻辑节点应加GOIN前缀，GOOSE输入虚端子应配置到数据属性DA；SV输入虚端子输入GGIO逻辑节点应加SVIN前缀，SV输入虚端子应配置到数据对象DO。
4.根据权利要求3所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(2)中，在站控层访问点S1、过程层GOOSE访问点G1或者过程层SV访问点M1下的LLN0逻辑节点下创建Inputs节点。
5.根据权利要求4所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(2)中，将GOOSE输入虚端子和SV输入虚端子添加到Inputs节点中的方法如下：
搜索逻辑设备LD下以GOIN为前缀的GGIO逻辑节点，然后搜索该GGIO逻辑节点下的所有实例化数据属性DAI，根据实例化数据属性DAI所对应的功能约束FC判断是否为有效的GOOSE输入虚端子，如果是将有效的GOOSE输入虚端子添加到Inputs节点下；
搜索逻辑设备LD下以SVIN为前缀的GGIO逻辑节点，然后搜索该GGIO逻辑节点下的所有实例化数据对象DOI，根据实例化数据对象DOI所对应的公用数据类CDC判断是否为有效的SV输入虚端子，如果是将有效的SV输入虚端子添加到Inputs节点下。
6.根据权利要求1所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(3)中，典型间隔的GOOSE虚端子连接关系的建立方法如下：
选择典型间隔内其中一个智能装置IED作为接收装置，选择该接收装置的其中一个存放GOOSE输入虚端子的Inputs节点作为配置节点；选择典型间隔内其中一个智能装置IED作为发送装置，选择该发送装置的其中一个GOOSE发送数据集作为发送数据集；选择GOOSE发送数据集中其中一个或几个虚端子作为GOOSE发送虚端子，选择Inputs节点中其中一个或几个虚端子作为接收虚端子，从而建立发送虚端子和接收虚端子之间的GOOSE虚端子连接关系；
典型间隔的SV虚端子连接关系的建立方法如下：
选择典型间隔内其中一个智能装置IED作为接收装置，选择该接收装置的其中一个存放SV输入虚端子的Inputs节点作为配置节点；选择典型间隔内其中一个智能装置IED为发送装置，选择该发送装置其中一个SV发送数据集作为发送数据集；选择SV发送数据集中其中一个或几个虚端子作为SV发送虚端子，选择Inputs节点中其中一个或几个虚端子作为接收虚端子，从而建立发送虚端子和接收虚端子之间的SV虚端子连接关系。
7.根据权利要求1所述的智能变电站虚端子设计的优化方法，其特征在于，
步骤(4)中，通过典型间隔复制的方式完成同一电压等级下其它间隔的虚端子连线配置，具体方法如下：
由于相同电压等级不同间隔内部智能装置IED之间的虚端子连接关系是相同的，以典型间隔为模板克隆生成其它的间隔配置，替换智能装置IED的名称和通讯参数，删除智能装置IED内跨间隔的虚端子连接关系，保留本间隔内部的虚端子连接关系。
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