CN109962443A - 一种基于scd的保护检修安措策略自动生成***及方法 - Google Patents

一种基于scd的保护检修安措策略自动生成***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***及方法，该***包括：人机交互模块：完成人机交互；模型解析模块：生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时获取检修任务所对应的软压板对象；策略推演模块：根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；安措票生成模块：匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；校核监护模块：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。与现有技术相比，本发明能实现安措票自动生成并进行异常报警，提高变电站运行安全性。

Description

一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***及方法
技术领域
本发明涉及一种保护检修安措策略生成***及方法，尤其是涉及一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***及方法。
背景技术
智能变电站自动化***基于IEC61850体系，采用SCD***配置工具描述智能变电站二次***，用光缆代替电缆，二次***成为了“黑匣子”。因此，在智能变电站进行保护装置检修测试时如何采取安全隔离措施，确保保护***检修试验时的安全就变得比较困难，也增加了智能变电站的运行风险。
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SCD的保护检修安措策略自动生成***及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，该***包括：
人机交互模块：获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
模型解析模块：根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
策略推演模块：根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
安措票生成模块：匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
校核监护模块：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。
所述的人机交互模块包括：
交互接口：该单元用于根据人工指令读取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
数据传输单元：该单元连接模型解析模块、策略推演模块、安措票生成模块和校核监护模块并进行数据传输；
显示单元：该单元用于数据显示。
所述的模型解析模块包括：
静态模型解析单元：该单元根据检修任务并基于SCL标签搜索技术SCD文件进行解析得到检修任务关联的静态虚回路模型；
引用路径解析单元：该单元依据保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明，采用引用路径搜索技术确定检修任务所涉及的检修设备与所关联的运行设备之间的软压板对象。
所述的静态虚回路模型具体为：以检修设备为核心，该检修设备与其它智能保护设备之间的关联关系组成的二次虚回路。
所述的策略推演模块包括：
规则转化单元：该单元根据安措规则生成规则算例；
规则匹配单元：该单元将规则算例与软压板对象进行匹配确定软压板操作次序。
所述的安措票生成模块包括：
安措票模板获取单元：接收人机交互模块的安措票模板；
匹配生成单元：该单元将安措票模板与软压板操作次序进行匹配生成安措票。
所述的安措监护模块包括：
网络通信单元：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息；
比对监护单元：将获取的安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票进行比对确定是否需要告警提示，若安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票一致则无需告警提示，否则进行告警提示。
一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成方法，该方法包括如下步骤：
(1)获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
(2)根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
(3)根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
(4)匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
(5)根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明根据检修任务解析SCD文件，确定检修设备与运行设备的静态虚回路模型，同时确定检修任务安措隔离对象，进而实现检修任务所对应的安措票的自动生成；
(2)本发明人机交互模块可以实现安措票(即需要隔离的检修措施)的可视化方式展示，同时结合校核监护模块能对安措操作结果及过程进行可视化校核监视，提高变电站的运行安全性。
附图说明
图1为本发明基于SCD的保护检修安措策略自动生成***的结构框图；
图2为本发明基于SCD的保护检修安措策略自动生成方法的流程框图。
图中，1为人机交互模块，2为模型解析模块，3为策略推演模块，4为安措票生成模块，5为校核监护模块。
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。
实施例
如图1所示，一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，该***包括：
人机交互模块1：获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
模型解析模块2：根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
安措票生成模块3：根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
安措票生成模块4：匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
校核监护模块5：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。
1、人机交互模块1包括：
交互接口：该单元用于根据人工指令读取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件(智能变电站物理配置描述文件，Substation Physical Configuration Description，国网企业标准《智能变电站光纤回路建模及编码技术规范》；)、检修任务、安措规则(含安措基本规则、装置规则及安措硬隔离规则)、保护装置虚端子说明和安措票模板；
数据传输单元：该单元连接模型解析模块2、安措票生成模块3、安措票生成模块4和校核监护模块5并进行数据传输；
显示单元：该单元用于数据显示，依据来自交互接口的展示要求，通过人机界面实现安措规则、安措任务所涉及的二次虚回路、安措票及安措校核监护结果等可视化展示。
其中，检修任务是指：包含但不限于国网公司调继〔2015〕92号“国调中心关于印发智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见(试行)的通知”进行分类的四种保护检修要求，具体如下：
1)一次设备停电，保护校验，称之为一类检修任务；
2)一次设备停电，保护与母线保护失灵回路试验，称之为二类检修任务；
3)一次设备不停电，保护消缺处理，称之为三类检修任务；
4)一次设备不停电，消缺后传动试验，称之为四类检修任务；
安措基本规则是与变电站主接线方式、间隔(线路、母线、变压器)安措对象关属性无关，保护***检修需要遵循的一般规则，具体如下：
规则1：一次设备不能无保护运行：
推断1：保护单重化配置方案，保护检修时必须停役一次设备；
推断2：保护双重化配置，如其中一套已经退出运行(含投信号状态)，另一套保护检修时必须停役一次设备。
规则2：检修设备不能影响运行设备安全：
推断1：确定检修任务的IED对象后，先在运行设备进行安措隔离操作，然后再进行检修设备操作；
推断2：应以每个IED装置为对象逐一安措隔离操作，不可交叉进行安措隔离。
规则3：保护设备的停、复役操作过程中，保护***未处于正常状态时检修压板不能退出，正常状态指保护***的所有交流输入(母差、变压器多间隔)、控制信号的输入/输出全部正常：
推断1：保护停役操作，①断开运行间隔发送/接收(输入/输出)软压板；②断开检修间隔发送/接收(输入/输出)软压板；③断开跳合闸硬压板；④投入检修压板；⑤短接相应CT端子，断开相应PT端子；
推断2：保护复役：①恢复相应CT端子，PT端子；②投入检修间隔发送/接收(输入/输出)软压板；③投入运行间隔发送/接收(输入/输出)软压板；④投入跳合闸硬压板；⑤退出检修压板；
规则4：尽量减少不必要的检修操作：
推断1：检修设备发送至运行设备的信号回路必须隔离，运行设备发送至检修设备的信号回路可以不隔离；(注：这个原则是否应用可由用户自己确定)。
装置规则是指：基于装置原理特征需要遵循的有关规则：
规则1：双母线母差保护规则：
一次设备停电，线路(变压器)保护检修时，需要投入母线保护对应间隔(所检修的线路/变压器)的隔离刀闸强制分软压板；
说明：运行的母差保护装置需要知道实际运行的隔离刀闸位置，以免母线保护的分段母线差流计算出错；检修间隔智能终端退出运行时，需要对GOOSE回路中接收母线隔离刀闸位置信号进行强制置位，以免检修间隔参与母差计算。
规则2：一个半接线线路保护装置规则：
一次设备停役，操作智能终端检修压板前，相关线路保护“(边、中)断路器置检修”压板已投入(若有)；当线路保护“断路器X”检修软压板置1时，表示保护装置固定认可“断路器X”的跳闸位置为1，此时保护装置不会认可“断路器X”分相跳闸位置的GOOSE开入信息。该功能一般用于断路器X智能终端检修的情况，作用等同于常规站保护屏柜上的断路器X检修切换把手。
规则3：纵联线路保护装置规则：
线路保护检修时应断开检修纵联保护装置的光纤通道压板(或光缆尾纤)；
规则4：变压器保护装置规则：
变压器保护检修时应断开所联的网联光缆；
规则5：一套智能终端消缺，应解除两套智能终端之间的闭锁重合闸接线；
说明：智能终端消缺时，由于有闭锁重合闸回路，可能会影响正常运行线路的重合闸功能实现。
安措硬隔离规则是指：SCD文件不涵盖的检修安措硬隔离措施，具体如：检修压板、跳合闸压板、CT/PT端子等。
规则1：保护或智能终端检修应断开智能终端跳合闸硬压板；
规则2：检修压板操作前，保护***(含合并单元、保护装置、智能终端)的软压板操作对象应断开，待检修保护***的智能终端跳合闸硬压板应断开；
规则3：隔离检修或消缺保护设备交流回路，应短接CT端子、断开PT端子。
保护装置虚端子说明是指：描述保护装置的虚端子类型、信息描述及软压板之间的关联关系。
安措票模板是指可由用户定义的安措票格式，完整涵盖IED之间软压板、智能终端跳合闸硬压板、检修压板及CT/PT端子隔离要求等。
2、模型解析模块2包括：
静态模型解析单元：该单元根据检修任务并基于SCL标签搜索技术SCD文件进行解析得到检修任务关联的静态虚回路模型；
引用路径解析单元：该单元依据保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明，采用引用路径搜索技术确定检修任务所涉及的检修设备与所关联的运行设备之间的软压板对象。
静态虚回路模型具体为：以检修设备为核心，该检修设备与其它智能保护设备之间的关联关系组成的二次虚回路。
其中，SCL标签搜索技术是指：依据SCL各种标签在SCD文件中的特定位置，将每一个标签设定为一个状态，根据状态的变化寻找所对应的的模型。所搜索的标签类别，如：IED标签类别：<IED、>、</IED>，LD标签类别：<LDevice>、</LDevice>，DataSet标签类别：<DataSet>、</DataSet>，FCDA标签类别：<FCDA>、</FCDA>，Inputs标签类别：<Inputs>、</Inputs>，ExtRef标签类别：<ExtRef>、</ExtRef>，GSEControl标签类别：<GSEControl>、</GSEControl>，LN0和LN标签类别：<LN0>、</LN0>，<LN>、</LN>，DO标签类别：<DOI>、</DOI>，DA标签类别：<DAI>、</DAI>等。
检修任务关联的静态虚回路模型是以检修IED对象为核心与其它IED之间的虚回路关联关系，包括ExtRef定义、GOOSE控制块定义、GOOSE控制块定义中数据集的定义(含FCDA)、LN中DO和DA的DESC值等。
引用路径搜索技术是指：根据检修设备IED_M到运行设备IED_O之间的输出回路引用路径，查找ICD文件中相同引用路径的DESC信息。依据该DESC信息，调用保护装置虚端子说明，找到对应压板的DESC信息。依据压板的DESC信息，在ICD中找到SCD文件中与之对应端口的引用路径。由此，可确定检修任务所涉及的检修设备与所关联的运行设备之间的软压板对象。
3、安措票生成模块3包括：
规则转化单元：该单元根据安措规则生成规则算例；
规则匹配单元：该单元将规则算例与软压板对象进行匹配确定软压板操作次序。该匹配采用规则匹配技术完成，此处规则匹配技术是指依据所确定检修设备IED_M与所关联的运行设备IED_O之间的软压板操作对象，逐一匹配安措基本规则要求，具体如下：
(1)依据安措基本规则1，判断检修任务是否需要停役一次设备；
(2)依据安措基本规则2，基于IED信息发送与接收特征，确定检修设备IED_M发送、运行设备IED_O接收的软压板隔离点；运行设备IED_O发送、检修设备IED_M接收的软压板隔离点；
(3)依据安措基本规则3，确定先断开检修设备IED_M发送的软压板隔离点，再断开运行设备IED_O接收的软压板隔离点；
(4)依据安措基本规则4，运行设备IED_O发送，检修设备IED_M接收的软压板隔离点可以不断开；
(5)依据装置规则1，判断是否需要投入双母线保护对应间隔(所检修的线路或变压器间隔)的隔离刀闸强制分软压板；
由此，可以确定检修任务安措需要隔离的软压板的软压板操作次序。
4、安措票生成模块4包括：
安措票模板获取单元：接收人机交互模块1的安措票模板；
匹配生成单元：该单元将安措票模板与软压板操作次序进行匹配生成安措票。
5、安措监护模块包括：
网络通信单元：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息；
比对监护单元：将获取的安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票进行比对确定是否需要告警提示，若安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票一致则无需告警提示，否则进行告警提示。
如图2所示，一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成方法，该方法包括如下步骤：
S100：获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
S200：根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
S300：根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
S400：匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
S500：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。

Claims (8)

1.一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，该***包括：
人机交互模块(1)：获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
模型解析模块(2)：根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
策略推演模块(3)：根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
安措票生成模块(4)：匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
校核监护模块(5)：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的人机交互模块(1)包括：
交互接口：该单元用于根据人工指令读取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
数据传输单元：该单元连接模型解析模块(2)、策略推演模块(3)、安措票生成模块(4)和校核监护模块(5)并进行数据传输；
显示单元：该单元用于数据显示。
3.根据权利要求1所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的模型解析模块(2)包括：
静态模型解析单元：该单元根据检修任务并基于SCL标签搜索技术SCD文件进行解析得到检修任务关联的静态虚回路模型；
引用路径解析单元：该单元依据保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明，采用引用路径搜索技术确定检修任务所涉及的检修设备与所关联的运行设备之间的软压板对象。
4.根据权利要求3所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的静态虚回路模型具体为：以检修设备为核心，该检修设备与其它智能保护设备之间的关联关系组成的二次虚回路。
5.根据权利要求1所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的策略推演模块(3)包括：
规则转化单元：该单元根据安措规则生成规则算例；
规则匹配单元：该单元将规则算例与软压板对象进行匹配确定软压板操作次序。
6.根据权利要求1所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的安措票生成模块(4)包括：
安措票模板获取单元：接收人机交互模块(1)的安措票模板；
匹配生成单元：该单元将安措票模板与软压板操作次序进行匹配生成安措票。
7.根据权利要求1所述的一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成***，其特征在于，所述的安措监护模块包括：
网络通信单元：根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息；
比对监护单元：将获取的安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票进行比对确定是否需要告警提示，若安措操作隔离点实际状态变化信息与安措票一致则无需告警提示，否则进行告警提示。
8.一种基于SCD的保护检修安措策略自动生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)获取SCD文件、保护装置ICD文件、SPCD文件、检修任务、安措规则、保护装置虚端子说明和安措票模板；
(2)根据检修任务对SCD文件进行解析生成检修任务关联的静态虚回路模型，同时结合保护装置ICD文件、SPCD文件和保护装置虚端子说明获取检修任务所对应的软压板对象；
(3)根据安措规则生成规则算例，并进行规则算例与软压板对象的匹配确定软压板操作次序；
(4)匹配安措票模板与软压板操作次序生成安措票；
(5)根据检修任务关联的静态虚回路模型获取安措操作隔离点实际状态变化信息，将实际状态变化信息与安措票内容对比，若不一致则进行告警提示。
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