本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體涉及一種基于SCD完整模型的保護(hù)二次回路可視化系統(tǒng)和運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

隨著基于IEC61850變電站自動(dòng)化技術(shù)的推進(jìn)，繼電保護(hù)等二次設(shè)備的聯(lián)接方式由光纖通訊替代了傳統(tǒng)的電纜連接，保護(hù)裝置的功能通過IEC61850所定義的GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event， 面向通用對(duì)象的變電站事件)報(bào)文實(shí)現(xiàn)，變電站二次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系由SCD（Substation Configuration Description，變電站配置描述）文件涵蓋，這樣，由于整個(gè)變電站二次系統(tǒng)變成了一個(gè)黑匣子，運(yùn)行、檢修人員無法直觀地觀察到保護(hù)等二次設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，給變電站運(yùn)行管理帶來許多困難，也增加了變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)和運(yùn)行方法，使得運(yùn)行、檢修人員可以基于保護(hù)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)運(yùn)維管理，降低變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，為智能變電站的可靠運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，該系統(tǒng)包含：

網(wǎng)絡(luò)通信模塊，其通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取GOOSE報(bào)文，并解析成GOOSE實(shí)時(shí)模型輸出；

模型解析模塊，其通信連接網(wǎng)絡(luò)通信模塊輸出端，接收SCD文件，補(bǔ)充聯(lián)接光纜模型，構(gòu)成SCD完整模型，在此基礎(chǔ)上解析SCD文件，實(shí)現(xiàn)二次物理聯(lián)接對(duì)象的模型化描述，形成二次系統(tǒng)虛回路模型并輸出；

圖模映射模塊，其通信連接模型解析模塊輸出端，接收二次系統(tǒng)虛回路模型，建立物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射關(guān)系并輸出；

可視化展示模塊，其通信連接網(wǎng)絡(luò)通信模塊和圖模映射模塊，接收GOOSE實(shí)時(shí)模型和圖模映射模塊的映射關(guān)系，采取圖模一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于完整SCD模型的二次回路可視化展示。

上述的網(wǎng)絡(luò)通信模塊包含：

GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信單元，其通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信口獲取保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文并輸出；

數(shù)據(jù)處理單元，其通信連接GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信單元輸出端，接收GOOSE報(bào)文，基于MAC尋址技術(shù)實(shí)時(shí)解析GOOSE報(bào)文，生成GOOSE報(bào)文所對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置二次回路及虛端子模型的GOOSE實(shí)時(shí)模型。

上述的MAC尋址技術(shù)包含：根據(jù)包含MAC地址的SCD靜態(tài)模型，匹配所訂閱的GOOSE報(bào)文保護(hù)裝置的輸入端子模型，形成保護(hù)裝置GOOSE報(bào)文所對(duì)應(yīng)的二次回路模型。

上述的GOOSE實(shí)時(shí)模型為在線獲取的GOOSE報(bào)文全部信息所表示的模型；包含：GOOSE控制塊定義、Extref定義和GOOSE控制塊定義中數(shù)據(jù)集的定義。

上述的模型解析模塊包含：

靜態(tài)模型解析單元，其接收SCD文件，采取變電站配置語言標(biāo)簽搜索技術(shù)，解析SCD文件得到基于保護(hù)二次回路及虛端子的靜態(tài)模型；

模型補(bǔ)充單元，其補(bǔ)充SCD文件所缺少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型，并輸出至圖模映射模塊。

上述的圖模映射模塊包含：

模板匹配單元，其在靜態(tài)模型與補(bǔ)充模型之間建立映射關(guān)系，即物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其通信連接模板匹配單元輸出端，保存模板匹配單元建立的映射結(jié)果，輸出至可視化展示模塊。

上述的可視化展示模塊包含：

圖模轉(zhuǎn)換單元，其接收?qǐng)D模映射模塊輸出的映射結(jié)果，及網(wǎng)絡(luò)通信模塊輸出的GOOSE實(shí)時(shí)模型，通過采取圖模一體化技術(shù)，構(gòu)建可視化展示所需要的基礎(chǔ)圖元；

可視化展示單元，其接收?qǐng)D模轉(zhuǎn)換單元輸出的基礎(chǔ)圖元，采用SVG技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)圖元在人機(jī)界面的可視化展示。

一種基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特點(diǎn)是，該運(yùn)行方法包含：

網(wǎng)絡(luò)通信模塊獲取GOOSE報(bào)文，解析成GOOSE實(shí)時(shí)模型輸出至可視化展示模塊；

模型解析模塊通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊讀取SCD文件，補(bǔ)充聯(lián)接光纜模型，采用SCL標(biāo)簽搜索技術(shù)，解析成二次系統(tǒng)虛回路模型，輸出至圖模映射模塊；

圖模映射模塊根據(jù)所收到的二次系統(tǒng)虛回路模型，建立物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射關(guān)系，輸出至可視化展示模塊；

可視化展示模塊接收映射關(guān)系和GOOSE實(shí)時(shí)模型，采取圖模一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二次回路的可視化展示。

本發(fā)明基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)和運(yùn)行方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明通過采取SCL標(biāo)簽搜索技術(shù)解析SCD文件，形成基于保護(hù)裝置二次回路及虛端子模型的SCD靜態(tài)模型，并建立物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射關(guān)系，可根據(jù)GOOSE報(bào)文異常情況，定位于具體物理聯(lián)接環(huán)節(jié)及對(duì)于保護(hù)二次回路功能的影響，并以可視化方式展示，為智能變電站安全運(yùn)行提供可靠技術(shù)保障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)的運(yùn)行方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明公開一種基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)的實(shí)施例，該系統(tǒng)包含：網(wǎng)絡(luò)通信模塊101、模型解析模塊102、圖模映射模塊103和可視化展示模塊104。

網(wǎng)絡(luò)通信模塊101通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取GOOSE報(bào)文，并解析成GOOSE實(shí)時(shí)模型輸出。

模型解析模塊102通信連接網(wǎng)絡(luò)通信模塊輸出端，接收SCD文件，補(bǔ)充聯(lián)接光纜模型，構(gòu)成SCD完整模型，在此基礎(chǔ)上解析SCD文件，實(shí)現(xiàn)二次物理聯(lián)接對(duì)象的模型化描述，形成二次系統(tǒng)虛回路模型并輸出。

圖模映射模塊103通信連接模型解析模塊輸出端，接收二次系統(tǒng)虛回路模型，建立物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射關(guān)系并輸出。

可視化展示模塊104通信連接網(wǎng)絡(luò)通信模塊和圖模映射模塊，接收GOOSE實(shí)時(shí)模型和圖模映射模塊的映射關(guān)系，采取圖模一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于完整SCD模型的二次回路可視化展示。

網(wǎng)絡(luò)通信模塊101包含：GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信單元和通信連接GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信單元輸出端的數(shù)據(jù)處理單元。GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信單元通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信口獲取保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文并輸出。數(shù)據(jù)處理單元接收GOOSE報(bào)文，基于MAC尋址技術(shù)實(shí)時(shí)解析GOOSE報(bào)文，生成GOOSE報(bào)文所對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置二次回路及虛端子模型的GOOSE實(shí)時(shí)模型。

其中，MAC尋址技術(shù)包含：根據(jù)包含MAC地址的SCD靜態(tài)模型，匹配所訂閱的GOOSE報(bào)文保護(hù)裝置的輸入端子模型，形成保護(hù)裝置GOOSE報(bào)文所對(duì)應(yīng)的二次回路模型。

GOOSE實(shí)時(shí)模型為在線獲取的GOOSE報(bào)文全部信息所表示的模型；包含：GOOSE控制塊定義、Extref定義和GOOSE控制塊定義中數(shù)據(jù)集的定義。

模型解析模塊102包含：靜態(tài)模型解析單元和模型補(bǔ)充單元。靜態(tài)模型解析單元接收SCD文件，采取變電站配置語言（SCL，Substation Configuration Language）標(biāo)簽搜索技術(shù)，解析SCD文件得到基于保護(hù)二次回路及虛端子的靜態(tài)模型。模型補(bǔ)充單元補(bǔ)充SCD文件所缺少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型，如聯(lián)接光纜等，并輸出至圖模映射模塊。

SCL標(biāo)簽搜索技術(shù)是指：依據(jù)SCL各種標(biāo)簽在SCD文件中的特定位置，將每一個(gè)標(biāo)簽設(shè)定為一個(gè)狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的變化尋找所對(duì)應(yīng)的的模型。所搜索的標(biāo)簽類別，如<IED 、>、</IED>，Inputs標(biāo)簽類別：<Inputs、>、</Inputs> 、/>，GSEcontrol標(biāo)簽類別：<GSEControl 、>、</GSEControl> ，LD標(biāo)簽類別：<LDevice 、>、</LDevice> 、/>，LN標(biāo)簽類別：<LN 、>、</LN> 、/>，Dataset 標(biāo)簽類別：<DataSet、>、</DataSet> 、/>等。

SCD靜態(tài)模型是指：僅包含保護(hù)裝置虛回路相關(guān)的全部信息所表示的模型，包括GOOSE控制塊定義（含Mac地址）、Extref定義、GOOSE控制塊中數(shù)據(jù)集的定義等。

圖模映射模塊103包含：模板匹配單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。模板匹配單元在靜態(tài)模型與補(bǔ)充模型之間建立映射關(guān)系，即物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元通信連接模板匹配單元輸出端，保存模板匹配單元建立的映射結(jié)果，輸出至可視化展示模塊。

可視化展示模塊104包含：圖模轉(zhuǎn)換單元和通信連接圖模轉(zhuǎn)換單元輸出端的可視化展示單元。圖模轉(zhuǎn)換單元接收?qǐng)D模映射模塊輸出的映射結(jié)果，及網(wǎng)絡(luò)通信模塊輸出的GOOSE實(shí)時(shí)模型，通過采取圖模一體化技術(shù)，構(gòu)建可視化展示所需要的基礎(chǔ)圖元?？梢暬故締卧邮?qǐng)D模轉(zhuǎn)換單元輸出的基礎(chǔ)圖元，采用SVG技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)圖元在人機(jī)界面的可視化展示。

如圖2所示，本發(fā)明還公開了一種基于SCD完整模型的二次虛回路可視化系統(tǒng)的運(yùn)行方法，該運(yùn)行方法包含：

S1、網(wǎng)絡(luò)通信模塊獲取GOOSE報(bào)文，解析成GOOSE實(shí)時(shí)模型輸出至可視化展示模塊。

S2、模型解析模塊通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊讀取SCD文件，補(bǔ)充聯(lián)接光纜模型，采用SCL標(biāo)簽搜索技術(shù)，解析成二次系統(tǒng)虛回路模型，輸出至圖模映射模塊。

S3、圖模映射模塊根據(jù)所收到的二次系統(tǒng)虛回路模型，建立物理聯(lián)接與邏輯鏈路，及邏輯鏈路與功能回路的映射關(guān)系，輸出至可視化展示模塊。

S4、可視化展示模塊接收映射關(guān)系和GOOSE實(shí)時(shí)模型，采取圖模一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二次回路的可視化展示。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。