一种智能变电站IED互换方法及装置与流程

本发明属于智能变电站二次系统配置技术领域，具体涉及一种智能变电站ied(智能电子设备)互换方法及装置。

背景技术：

智能电网变电站信息流平台的信息通信标准是iec61850，iec61850给出了变电站自动化系统各ied信息资源的数据模型的定义和构建方法，给出了数据模型的通信服务体系。iec61850的目标是实现变电站各ied之间的互操作性和变电站ied的互换性。互操作性是指变电站各ied之间数据信息的交换和共亭，通过在变电站各ied上对数据模型进行相互配置而实现，目前的数据模型相互配置通常在配置工具平台上人工进行；互换性指的是在不改变系统内的其他ied的情况下，不同厂商生产的具有相同功能的ied之间互相替换的能力，即依据在ied之间对相同功能的数据模型定义结构进行自动匹配配置，在匹配配置的基础上实现不同ied之间的互换。

由于在ied之间进行数据模型的自动配置是实现ied互换性的基础，现有ied数据模型配置的文件配置方式，在专有配置工具平台上，由人工通过配置文件完成ied数据模型的配置，其配置过程如下：

①应用变电站配置语言(scl)，就变电站智能设备的数据模型，由设备制造商建立智能设备能力描述(icd)文件；

②应用scl，就变电站的电压等级、拓扑结构和规模大小，由系统集成商建立系统说明描述(ssd)文件；

③在现场工程化过程中，由系统集成商将变电站各智能设备的icd文件和ssd文件输入到系统配置工具平台，在系统配置工具平台上就各icd文件和ssd文件进行人工关联和匹配，形成工程事例化的变电站配置描述(scd)文件；

④在现场工程化过程中，将scd文件中适配于智能设备的部分剥离，形成工程事例化配置后的智能设备描述(cid)文件；

⑤将cid文件读入各智能设备，解析生成智能设备数据模型结构和通信接口；

⑥在数据模型结构一致的基础上，变电站各智能设备之间实现数据信息的交换和共享。

在智能变电站的改、扩建中，不但要按照设计重新对变电站的二次虚回路进行连线，而且还要对新增装置及关联装置重新进行上述人工配置过程，影响范围大，且关联装置和二次虚回路都需要重新进行实验和验证，改、扩建进行ied互换的时间周期长、工作量大，给智能变电站的运维工作带来很大困难。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能变电站ied互换方法及装置，用于解决现有智能变电站改、扩建时进行ied互换的时间周期长、工作量大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种智能变电站ied互换方法，包括以下步骤：

1)利用定义的标准虚端子，查找出不同厂家具有相同类型ied的虚端子，建立不同厂家、相同类型ied之间虚端子的映射关系，形成虚端子映射库；

2)根据虚端子映射库，判断待置换ied和被置换ied是否满足置换条件，当所述待置换ied和被置换ied满足所述置换条件时，将被置换ied的站控层信息置换为待置换ied的站控层信息，将被置换ied的虚端子置换为待置换ied的虚端子，将被置换ied的通信物理端口信息置换为待置换ied的通信物理端口信息，完成被置换ied的icd文件置换为待置换ied的icd文件；

3)置换后生成新的scd文件，将利用所述scd文件导出的cid文件、ccd文件下装到置换后的ied中。

进一步，所述置换条件为：待置换ied和被置换ied在虚端子映射库中的装置类型相同，和应用类型相同。

进一步，待置换ied与被置换ied在置换icd文件时，根据虚端子和物理端口的映射关系，将待置换ied的站控层信息与被置换ied的站控层信息进行置换。

进一步，还包括将接收所述被置换ied信息的对应装置的虚端子，置换为接收所述待置换ied信息的所述对应装置的虚端子的步骤。

进一步，对待置换ied的工程配置文件和被置换ied的工程配置文件进行比对，并将该比对结果进行图形化显示。

为解决上述问题，本发明还提出一种智能变电站ied互换装置，包括：

映射库建立单元：用于利用定义的标准虚端子，查找出不同厂家具有相同类型ied的虚端子，建立不同厂家、相同类型ied之间虚端子的映射关系，形成虚端子映射库；

ied互换单元：用于根据虚端子映射库，判断待置换ied和被置换ied是否满足置换条件，当所述待置换ied和被置换ied满足所述置换条件时，将被置换ied的站控层信息置换为待置换ied的站控层信息，将被置换ied的虚端子置换为待置换ied的虚端子，将被置换ied的通信物理端口信息置换为待置换ied的通信物理端口信息，完成被置换ied的icd文件置换为待置换ied的icd文件；

下装单元：用于置换后生成新的scd文件，将利用所述scd文件导出的cid文件、ccd文件下装到置换后的ied中。

进一步，所述置换条件为：待置换ied和被置换ied在虚端子映射库中的装置类型相同，和应用类型相同。

进一步，还包括用于待置换ied与被置换ied在置换icd文件时，根据虚端子和物理端口的映射关系，将待置换ied的站控层信息与被置换ied的站控层信息进行置换的单元。

进一步，还包括用于将接收所述被置换ied信息的对应装置的虚端子，置换为接收所述待置换ied信息的所述对应装置的虚端子的单元。

进一步，还包括用于对待置换ied的工程配置文件和被置换ied的工程配置文件进行比对，并将该比对结果进行图形化显示的单元。

本发明的有益效果是：利用标准虚端子找出不同厂家具有相同类型ied的虚端子，并建立不同厂家、相同类型ied之间虚端子的映射关系，形成虚端子映射库；在系统配置工具中将相同类型ied的icd文件进行虚端子互换，并同步置换过程层物理端口信息，生成新的scd文件实现ied之间的交换。本发明减少了现场工程人员的工作量，提高配置的准确性，而且虚端子映射库可以重复使用，有新产品发布时，同步更新虚端子映射库文件，能够方便操作人员进行相应地处理，提高智能设备的运维效率。

附图说明

图1是本发明的虚端子映射库文件示意图；

图2是本发明的虚端子映射关系示意图；

图3是本发明的ied互换流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明的一种智能变电站ied互换方法的实施例：

在智能变电站设计期，按照智能变电站最终规模进行一次性设计，预扩建的间隔使用典型装置型号的icd代替，形成全站的scd文件；收集各个厂家符合国网规范的icd模型文件，利用标准虚端子的信号和物理端口名称，建立虚端子映射库。

如图1所示，构建虚端子映射库时，面向不同的装置类型、应用类型的保护装置以xml格式定义不同厂家的虚端子映射关系。映射库中描述了保护装置的类型、应用范围，以及同类型、同应用范围下各个厂家的ied名称、型号、虚端子信号名称。

如图2所示，针对各个厂家定义的虚端子参引(ref)不相同，依据标准虚端子定义，查找其对应的虚端子关系，由标准虚端子信号名称，找出对应的虚端子参引(ref)，在两个ied之间建立虚端子映射关系，然后基于这种映射关系，实现实际投运装置替换原有装置，而不影响与外部其他ied的连接。

当智能变电站改扩建需要更换或者新增ied时，如图3所示，利用二次系统配置工具，定位到被替换装置的第一icd模型文件，选择实际需要投运ied的第二icd模型文件。首先，依据虚端子映射库提供的装置类型、应用范围，评定所选ied是否属于同一类型装置、同一应用范围，对具备相同保护功能的同一厂家、不同厂家的保护装置判定为可置换。评定的具体步骤为根据icd中的type(类型)、manufacturer(厂商)和configversion(版本)等信息判断该第二icd模型文件是否与被替换装置的第一icd模型文件匹配。

对满足前述置换条件的保护装置，站控层信息用第二icd模型文件置换第一icd模型文件，互换ip地址等站控层信息，保证互换前后ied与外部的通信关系未改变，置换本装置的虚端子以及接收该ied信息的对应装置的虚端子，并同步置换过程层goose、sv通信物理端口信息，根据虚端子映射库中的虚端子映射关系，对过程层goose、sv匹配新的61850参引，进行goose、sv的自动置换，并做虚端子连线，生成新的scd文件。

利用ied配置工具从新生成的scd文件中导出实际投运装置的cid、ccd文件，在下装前进行被替换装置的内部配置文件与待下装装置(投运装置)的配置文件对比，进行配置结果一致性检查，首先将被替换装置中的工程文件取出并解析，定位到虚端子连线配置和网口配置部分，然后解析需要下装的工程文件，同样定位到虚端子连线配置和网口配置部分，比对两部分的差异，并将差异以表格形式可视化显示出来，图形化的展示实施ied互换后的二次虚回路和网口的变化。差异比对并确认后，再进行cid、ccd文件下装。

本发明对变电站进行icd置换时，保留投运装置icd的站控层模型，对二次虚回路中的虚端子连线进行等同置换，在保持全站二次虚回路不变的前提下，实现ied的互换。

在虚端子映射库的建立过程中，本发明利用虚端子的名称(name)、参引(ref)和描述(desc)定义，将功能和用途相同的装置中的虚端子和网口视为可互换的虚端子和网口，将装置之间的这种关系定义为映射关系，用扩展标记语言xml描述同类型不同厂家智能装置(ied)的特征信息以及智能装置中虚端子和网口的映射关系。

本发明通过收集已通过国家电网公司继电保护及安全自动装置专业检测的产品的icd模型，构建虚端子映射库，智能变电站改扩建时，对智能变电站二次系统配置时，依据虚端子映射库，快速置换虚端子连线。该方法减少了现场工程人员的工作量，提高配置的准确性，而且虚端子映射库可以重复使用，有新产品发布时，同步更新虚端子映射库文件，能够方便操作人员进行相应地处理，提高智能设备的运维效率。

本发明的一种智能变电站ied互换装置的实施例，该装置包括：

映射库建立单元：用于利用定义的标准虚端子，查找出不同厂家具有相同类型ied的虚端子，建立不同厂家、相同类型ied之间虚端子的映射关系，形成虚端子映射库；

ied互换单元：用于根据虚端子映射库，判断待置换ied和被置换ied是否满足置换条件，当所述待置换ied和被置换ied满足所述置换条件时，将被置换ied的站控层信息置换为待置换ied的站控层信息，将被置换ied的虚端子置换为待置换ied的虚端子，将被置换ied的通信物理端口信息置换为待置换ied的通信物理端口信息，完成被置换ied的icd文件置换为待置换ied的icd文件；

下装单元：用于置换后生成新的scd文件，将利用所述scd文件导出的cid文件、ccd文件下装到置换后的ied中。

上述实施例中所指的智能变电站ied互换装置，实际上是基于本发明方法流程的一种计算机解决方案，即一种软件构架，上述装置即为与方法流程相对应的处理进程。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，而本实施例声称的装置实际上是一种软件构架，故不再详细进行描述。