CN110059402A - 一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，首先将二次设备按语义进行61850建模；然后配置***规范描述SSD文件，并将各间隔一次设备关联标准间隔名称；为SSD文件中各间隔一次设备对象指定标准LN，用于关联二次设备模型中的LN；根据IED通用命名原则设置IED_NAME；将各间隔配置的二次设备模型实例CID文件直接关联到SSD中相应的间隔，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系；设计基于二次设备间状态信息的高级应用程序中各功能模块的通用配置模板；将各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，完成各间隔功能模块的自动配置工作。此种方法可显著提高智能站基于二次设备状态信息高级应用功能模块的配置工作效率及质量。

Description

一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法

技术领域

本发明属于智能变电站技术领域，特别涉及一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法。

背景技术

IEC 61850标准是智能变电站建设的基础，61850系列标准采用面向设备对象建模技术，通过模型自描述以适应应用功能的需要及发展。囿于对应用需求认识的局限性，国内从最早的61850应用开始，二次设备建模并未充分体现模型自描述的特点，更多地将61850作为一种通用的通讯协议，对于早期的数字化变电站，不同厂家设备间互操作的实现已能满足初步的应用需求，但随着智能变电站技术的不断发展，尤其是基于二次设备信息的智能站运维等高级应用技术的应用，设备ICD模型基础的薄弱越来越成为阻碍变电站智能化技术发展的主要问题。

目前国内二次设备中大量使用通用过程I/O逻辑节点GGIO，导致无法从模型的角度理解信号的物理含义，如：保护装置模型中的开关及刀闸位置遥信信号承载于GGIO中，未采用标准的XCBR、XSWI，而信号的描述通常具有较大随意性，一般难于由计算机程序统一处理。此外，二次设备中相关信号散落在多个LN中，不利于高级应用程序获取所需关联信息，如：同一物理端口的收发光强、温度、收发光强报警、温度报警灯信号信息分散在SCLI、STMP、GGIO等多个LN中。

另一方面，61850定义了全站***规范描述SSD(system specificationdescription)文件，描述了一次***结构及一二次设备关联关系，实际上是一个承上启下的文件，通过一二次设备关联关系，可以获取诸如某个一次设备关联哪些二次设备LN、哪些二次设备LN关联同一间隔等不少有用信息，但以一个中等规模的220kV智能变电站为例，上百台二次设备中需与一次设备关联上千个LN，客观上这给SSD文件的应用也带来了很大的障碍，目前智能变电站集成过程中，SSD文件中基本均未关联二次设备LN，不少站甚至根本没有配置SSD文件。

近年来，智能变电站运维高级应用技术不断发展，基于二次设备信息的功能包括源于相同一次设备的模拟量及开关量同源比对分析、一二次设备状态对应监视、二次设备状态在线监视等，下面举例分析目前运维软件的配置工作量。

图2为双重化保护电流采样值同源比对功能配置示意图，由图可见，为实现各间隔双重化保护电流采样值的同源比对功能，需要逐个间隔配置两套保护的A、B、C相电流，以15个间隔为例，则需配置90个点，如果需要完成各间隔双重化保护、测控、母线保护对应通道的比对功能，配置工作量还将增加数倍。

图3为一二次设备状态对应检测功能配置示意图，由图可见，为实现一次设备运行状态与保护装置运行状态对应关系的检测功能，需要逐个间隔配置保护GOOSE发送软压板、保护投入压板、检修压板，以15个间隔为例，双套保护则需配置90个点，这里还没有计及一次设备状态的组态配置工作量。

综上，由于一、二次设备关联关系不明，导致基于一二次设备状态、间隔内二次设备间状态信息的高级应用的数据基础很差，所有的配置过程都直接面对实例化的具体装置模型，单一间隔的配置工作成果完全无法复用，需要各间隔各应用功能逐一配置信号，配置效率极低，且配置正确性难于保证，一旦某个设备的模型发生变化，相关的配置工作需要重新完成。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其可克服现有技术中存在的因变电站一二次设备模型语义不明，导致基于二次设备状态信息高级应用功能模块的配置过程都直接面对实例化的具体装置模型，配置效率极低，且配置正确性难于保证的问题，本发明可显著提高智能站基于二次设备状态信息高级应用功能模块的配置工作效率及质量。

为了达成上述目的，本发明的解决方案包括如下步骤：

一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，包括如下步骤：

步骤1，二次设备按语义进行61850建模；

步骤2，配置***规范描述SSD文件，并将各间隔一次设备关联标准间隔名称；

步骤3，为SSD文件中各间隔一次设备对象指定标准LN，用于关联二次设备模型中的LN；

步骤4，根据IED通用命名原则设置IED_NAME；

步骤5，将各间隔配置的二次设备模型实例CID文件直接关联到SSD中相应的间隔，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系；

步骤6，设计基于二次设备间状态信息的高级应用程序中各功能模块的通用配置模板；

步骤7，将各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，完成各间隔功能模块的自动配置工作。

采用上述方案后，本发明基于二次设备语义化建模及***规范描述SSD文件中各间隔关联标准间隔名称及标准逻辑节点(LN)，自动建立标准LN与各间隔二次设备LN实例的对应关系，通过将智能站高级应用程序中各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，即可完成各间隔高级应用功能模块的自动配置工作。因此，本发明可显著提高智能站基于二次设备状态信息高级应用功能模块的配置工作效率及质量。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是双重化保护电流采样值同源比对功能配置示意图；

图3是一二次设备状态对应检测功能配置示意图；

图4是物理端口状态逻辑节点建模示意图；

图5是变电站一次***SSD建模示意图；

图6是主变间隔逻辑节点关联示意图；

图7是双重化保护电流采样值同源比对功能配置模板示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，基于二次设备语义化建模及***规范描述SSD文件中各间隔关联的标准间隔名称及标准LN，通过将各间隔二次设备CID文件关联到SSD中相应间隔，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系。基于各间隔标准LN与二次设备LN实例的对应关系，将智能站高级应用程序中各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，即完成各间隔功能模块的自动配置工作。

本发明的实施步骤为：

步骤41，按照图1所示步骤，二次设备按语义建模时，严格遵循如下原则：

1)相关信息承载于61850专用LN，尽量避免采用不明语义的GGIO逻辑节点，以最大限度实现模型语义的自描述；

2)根据61850的LN扩展原则，将同一功能相关的信号集成在一个LN中。以物理端口信息建模为例，可扩展一个物理端口状态LN，里面包含告警信号、光强温度测量值以及告警门槛参数等信息，如图4所示；

3)智能站二次设备设置有站控层及过程层接入点，且不同接入点信号存在关联性，同一功能不同接入点相关信号，采用相同前缀的同一类型LN，以体现信号的关联关系。对于跨间隔二次设备，为建立不同接入点相关信号关联关系，应采用相同前缀的同一类型LN；

4)为降低一次设备与二次设备LN间关联工作量，对于母线保护、主变保护等跨间隔保护，采用一次设备标准间隔名称前缀，以区分不同间隔LN，如母线保护中第5个间隔的测量值对应的LN可命名为BAY5-MMXU。

步骤42，配置***规范描述SSD文件，如图5，将各间隔一次设备关联BUSx、BAYx等标准间隔名称，以便与跨间隔二次设备中相关LN关联；

步骤43，为SSD文件中各间隔一次设备对象指定MMXU、PTRC等标准LN，以便与相关二次设备中的LN匹配，以主变间隔为例，标准LN如图6所示；

步骤44，根据IED通用命名原则，按IED类型、归属设备类型、电压等级、归属设备编号、间隔内同类装置序号的结构设置IED_NAME，如：220kV间隔3第二套线路保护为PL2203B，110kV第一套母线保护为PM1112A；

步骤45，将各间隔配置的二次设备模型实例CID文件直接关联到SSD中相应的间隔，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系，并通过标准IED_NAME明确二次设备类型，实现单间隔二次设备的LN自动关联到该间隔一次设备，跨间隔二次设备的LN自动关联到各相关间隔一次设备，以主变间隔LN关联为例，如图6所示；

步骤46基于二次设备间状态信息的高级应用，按SSD中标准二次设备LN设计智能站高级应用程序中各功能模块通用配置模板，以双重化保护电流采样值同源比对功能配置模板为例，如图7所示；

步骤47，基于各间隔标准LN与二次设备LN实例的对应关系，将智能站高级应用程序中各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，即完成了各间隔高级应用功能模块的自动配置工作。以双重化保护电流采样值同源比对功能配置模板为例，支路3标准逻辑节点BAY3.MMXU对应第一套线路保护LN实例PL2203A/MMXU2及第二套线路保护LN实例PL2203B/MMXU1，配置工具直接将LN实例号代入即可得到PL2203A/MMXU2.A.phSA.cVal.mag.f及PL2203B/MMXU1.A.phSC.cVal.mag.f等具体信号地址，自动完成配置工作。

当某二次设备模型发生变化时，只需重新执行步骤45刷新标准LN与该二次设备LN实例的对应关系，执行步骤47刷新与此设备模型相关的功能模块配置信息，即可完成配置更新工作。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，二次设备按语义进行61850建模；

步骤2，配置***规范描述SSD文件，并将各间隔一次设备关联标准间隔名称；

步骤3，为SSD文件中各间隔一次设备对象指定标准LN，用于关联二次设备模型中的LN；

步骤4，根据IED通用命名原则设置IED_NAME；

步骤5，将各间隔配置的二次设备模型实例CID文件直接关联到SSD中相应的间隔，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系；

步骤6，设计基于二次设备间状态信息的高级应用程序中各功能模块的通用配置模板；

步骤7，将各功能模块通用配置模板按间隔逐一实例化，完成各间隔功能模块的自动配置工作。

2.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤1中，二次设备按语义进行61850建模的原则是，相关信息承载于61850专用LN，避免采用GGIO逻辑节点；根据61850的LN扩展原则，将同一功能相关的信号集成在一个LN中；采用相同前缀的同一类型LN反映同一功能不同接入点相关信号关联关系；采用标准间隔名称前缀区分跨间隔保护中不同间隔的LN。

3.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤2中，各间隔一次设备关联的标准间隔名称包含母线、支路间隔、主变各侧绕组，各间隔一次设备关联的标准间隔名称与跨间隔保护中的标准间隔名称前缀相对应。

4.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤3中，为SSD文件中各间隔一次设备对象指定的标准LN，包含二次设备模型中功能、测量、输入输出接口LN。

5.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤4中，IED通用命名原则按IED类型、归属设备类型、电压等级、归属设备编号、间隔内同类装置序号的结构设置IED_NAME。

6.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤5中，建立标准LN与各二次设备LN实例的对应关系包含，单间隔二次设备的LN自动关联到该间隔一次设备，跨间隔二次设备的LN自动关联到各相关间隔一次设备，并通过IED_NAME明确关联的二次设备类型。

7.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤6中，设计高级应用程序中各功能模块的通用配置模板，通用配置模板使用SSD中标准二次设备LN获取配置信号。

8.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：所述步骤7中，功能模块通用配置模板各间隔的实例化时，将通用配置模板中标准LN替换为各间隔二次设备对应的LN实例。

9.如权利要求1所述的一种基于语义建模的智能变电站配置优化方法，其特征在于：当某二次设备模型发生变化时，重新执行步骤5刷新标准LN与该二次设备LN实例的对应关系，执行步骤7刷新与此设备模型相关的功能模块配置信息。