基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法与流程

1.本发明涉及变电站可视化监测领域，更具体涉及基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法。


背景技术：

2.变电站二次回路主要用于对一次设备进行监测、控制、保护和调节，包括测量/计量回路、继电保护回路、断路器/隔离开关操作回路、操作电源回路等，是变电站正常工作的基础。继电保护设备及其相关二次回路是电网安全运行的第一道防线，继电保护二次回路包括电压/电流回路、启失灵回路、联闭锁回路、跳闸/合闸回路、信号回路，实际变电站基建调试、日常运维、消缺、应急抢修等各种工况下，大部分时间都是在对二次回路进行检查、维护、消缺，继电保护设备的功能在入网检测、出厂检验、系统联调等环节中，进行了较为完备的测试验证，一般不存在功能的缺陷，现场继电保护设备异常、缺陷，大部分是因为配置错误、二次回路异常导致。因此，如何提高对继电保护二次回路监测、分析能力，是保障变电站继电保护正常工作的基础。
3.常规变电站主要是电缆形式的二次回路，运检人员现场主要结合设计院二次回路蓝图梳理二次回路电缆进行二次回路异常的查找和定位，智能变电站除了跳闸、合闸操作回路外，其他二次回路变成了虚回路，由智能变电站scd配置文件决定继电保护设备电压/电流回路、启失灵回路、跳闸/合闸回路的发布、订阅关系。现实工作中，各种二次回路图叠加在一起，特别是跨间隔保护装置，多个间隔二次回路在一张图纸上显示，二次回路复杂，实际工作中，需要针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析。目前，常规站设计院二次回路cad蓝图、智能变电站基于scd文件的二次回路图可视化工具、变电站监测系统均未系统性考虑，不利于离线、现场高效地进行二次回路的异常分析及查找。
4.中国专利授权公告号cn106294989b，公开了一种智能变电站继电保护二次虚实回路可视化展示方法，对智能变电站scd文件进行解析，提取各ied的sv/goose报文配置信息、外部数据引用信息和物理端口配置信息；分析各个ied的外部引用条目，构建虚连线；分析各个ied的物理端口配置信息，构建各端口之间的物理连接线；找出各ied的每个输出虚端子和输入虚端子关联的物理端口；绘制二次虚实回路图。该发明可展示二次虚实回路图形，极大方便了查看智能变电站继电保护二次回路，可显著提高审查二次虚实回路的效率。但是目前继电保护二次回路复杂交错，该发明无法针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析，不利于现场人员进行异常分析及问题查找。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于现有技术二次回路可视化方法不能针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析，不利于现场人员进行异常分析及问题查找的问题。
6.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：基于虚实回路分层的二次回
路可视化展示方法，所述方法包括：
7.步骤a：获取并解析智能变电站的scd文件和spcd文件，将scd文件中的虚回路与spcd文件中物理光纤回路对应起来，从而ied设备的虚回路与实际虚回路对应起来；
8.步骤b：在scd文件中找到ied设备所包含的goose/sv数据集，获取ied设备的虚端子以及虚端子描述；对虚端子描述进行关键字匹配，根据虚回路与物理光纤回路的对应关系，将关键字匹配结果映射为实际虚端子匹配结果，对ied设备实际虚端子进行功能分类划分，基于实际虚端子的功能分类对实际虚回路连接进行不同的回路功能定义，对不同回路功能定义的实际虚回路连接赋予不同的颜色；
9.步骤c：对任意一ied设备，展示该ied设备及其与虚回路关联ied设备之间的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图；
10.步骤d：对任意一回路功能定义，展示被选中ied设备与虚回路关联ied设备之间被选中回路功能定义的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图和波形图；
11.步骤e：接入过程层网络，获取所选ied设备对应的虚回路连接关系中发送方的goose/sv控制块，解析发送的goose/sv信号值，对于goose信号，在虚回路中显示实际状态值；对于sv信号，计算有效值，并绘制向量图。
12.本发明基于实际虚端子功能分类，赋予虚回路的不同回路功能定义，对任一设备，展示设备之间虚回路连接关系，对任一回路功能定义，展示特定回路功能定义的虚回路连接关系，能够针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析，解决了目前继电保护二次回路复杂交错不利于现场人员进行异常分析及问题查找的问题。
13.进一步地，所述scd文件包含ied设备的icd\cid模型，icd\cid模型包含ied设备的goose/sv数据集，goose/sv数据集由对应goose/sv控制块控制，goose/sv数据集包含goose/sv虚端子、虚端子描述、控制虚端子收发的接收\发送软压板、虚端子参引地址，接收软压板包括sv接收软压板、goose接收软压板、失灵开入软压板、间隔接收软压板、以及完全按照接收虚端子名称命名的虚回路接收软压板，发送软压板包括goose发送软压板、跳闸goose命令发送软压板、重合goose命令发送软压板、以及完全按照发送虚端子名称命名的虚回路发送软压板，scd文件定义虚回路连接从实际ied设备的某一个或几个光口发出，因此将scd中的虚回路连接走的光口与装置实际背板光口对应起来。
14.更进一步地，所述spcd文件包含全站物理光纤、光缆、尾缆与ied设备、odf配线架终端盒、交换机的实际连接关系，通过虚回路走的ied设备实际背板光口，将scd文件中ied设备之间的虚回路与spcd中ied设备之间的物理光纤回路对应起来。
15.进一步地，所述对ied设备实际虚端子进行功能分类划分，功能分类包括：开关刀闸位置、闭锁重合闸、保护跳闸、重合闸、启失灵、三相电流、三相电压、同期电压、零序电压、零序电流、间隙电流、直流电流、联闭锁、普通开入遥信。
16.更进一步地，所述对ied设备实际虚端子进行功能分类划分是按照关键字识别来进行功能分类。
17.更进一步地，所述开关刀闸位置的关键字是断路器位置、开关位置、刀闸位置；闭锁重合闸的关键字是闭锁重合闸、闭重；保护跳闸的关键字是跳xxx、跳闸；重合闸的关键字是重合闸、重合、保护合闸；启失灵的关键字是失灵开入、启动失灵；三相电流的关键字是保
护电流a\b\c；三相电压的关键字是保护电压a\b\c；同期电压的关键字是同期电压；零序电压的关键字是零序电压；零序电流的关键字是零序电流；间隙电流的关键字是间隙电流；直流电流的关键字是油温、绕温、档位、直流模拟量、模拟量接收；联闭锁的关键字是操作允许、闭锁状态；普通开入遥信的关键字是接收方有“单点遥信”。
18.更进一步地，所述回路功能定义与实际虚端子的功能分类一一对应起来，回路功能定义包括开关刀闸位置回路、闭锁重合闸回路、保护跳闸回路、重合闸回路、启失灵回路、三相电流回路、三相电压回路、同期电压回路、零序电压回路、零序电流回路、间隙电流回路、直流电流回路、联闭锁回路、普通遥信回路。
19.进一步地，所述步骤c中对任意一ied设备，居中展示该ied设备，展示内容包括该ied设备的装置名称、iedname、装置型号、goose\sv控制块、发送虚端子、接收虚端子、发送虚端子软压板、接收虚端子软压板、发送虚端子描述、接收虚端子描述。
20.更进一步地，所述步骤d包括：勾选状态量类回路功能定义，包括开关刀闸位置回路、闭锁重合闸回路、保护跳闸回路、重合闸回路、启失灵回路、联闭锁回路、普通遥信回路，保留所勾选回路功能定义的虚回路连接，缩小非勾选回路功能定义的虚回路连接，展示虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态。
21.更进一步地，所述步骤d还包括：勾选模拟量量类回路功能定义，包括三相电流回路、三相电压回路、同期电压回路、零序电压回路、零序电流回路、间隙电流回路、直流电流回路，基于回路功能定义，保留所勾选回路功能定义的虚回路连接，缩小非勾选回路功能定义的虚回路连接，展示虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图。
22.本发明的优点在于：本发明基于实际虚端子功能分类，赋予虚回路的不同回路功能定义，对任一设备，展示设备之间虚回路连接关系，对任一回路功能定义，展示特定回路功能定义的虚回路连接关系，能够针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析，解决了目前继电保护二次回路复杂交错不利于现场人员进行异常分析及问题查找的问题。
附图说明
23.图1为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法的流程图；
24.图2为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法中特定布局结构展示图形示意图；
25.图3为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法中信号类分层布局结构展示图形示意图；
26.图4为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法中模拟量类分层布局结构展示图形示意图；
27.图5为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法中模拟量类分层布局结构展示的三相电压回路波形图；
28.图6为本发明实施例所公开的基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法中模拟量类分层布局结构展示的三相电压回路向量图。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1，本发明实施例提供基于虚实回路分层的二次回路可视化展示方法，包括：
31.步骤a：获取智能变电站scd文件和spcd文件。解析scd文件和spcd文件，获取ied设备之间的虚回路连接关系、物理端口连接关系、虚回路发送方控制块appid、虚回路虚端子参引地址。
32.获取ied设备之间的虚回路连接关系、物理端口连接关系、虚回路发送方控制块appid、虚回路虚端子参引地址就是通过scd文件包含ied设备的icd\cid模型，icd\cid模型包含了ied设备的goose/sv数据集，goose/sv数据集由对应控制块控制，控制块包含了控制块appid，goose/sv数据集包含goose/sv虚端子、虚端子描述、控制虚端子收发的接收\发送软压板、虚端子参引地址。接收软压板包括sv接收软压板、goose接收软压板、失灵开入软压板、间隔接收软压板、以及完全按照接收虚端子名称命名的虚回路接收软压板。发送软压板包括goose发送软压板、跳闸goose命令发送软压板、重合goose命令发送软压板、以及完全按照发送虚端子名称命名的虚回路发送软压板。scd文件会定义虚回路连接从实际ied设备的某一个或几个光口发出，因此将scd中的虚回路连接走的光口与装置实际背板光口对应起来。
33.spcd文件包含全站物理光纤、光缆、尾缆与ied设备、odf配线架终端盒、交换机的实际连接关系，因此通过虚回路走的ied设备实际背板光口，将scd文件中ied设备之间的虚回路与spcd中ied设备之间的物理光纤回路对应起来。
34.步骤b：定义虚端子不同的功能分类，遍历scd文件，在scd中找到ied设备，通过找到ied设备所包含的goose/sv数据集，找到ied设备的虚端子以及虚端子描述。通过对虚端子描述进行关键字匹配，对ied设备实际虚端子进行功能分类划分，基于实际虚端子的功能分类对实际虚回路连接进行不同的回路功能定义，对不同回路功能定义的实际虚回路连接赋予不同的颜色。
35.由于各厂家ied设备模型虚端子描述和参引可能会不一样，为了达到程序自动分类识别虚回路，明白虚回路的功能作用，将各厂家ied设备模型虚端子都按照一定的关键字匹配规则进行功能分类。
36.对不同虚端子划分功能分类，功能分类包括：开关刀闸位置、闭锁重合闸、保护跳闸、重合闸、启失灵、三相电流、三相电压、同期电压、零序电压、零序电流、间隙电流、直流电流、联闭锁、普通开入遥信。
37.对不同虚端子划分功能分类可以按照关键字识别来进行功能分类。开关刀闸位置的关键字是包含“断路器位置”、“开关位置”、“刀闸位置”。闭锁重合闸的关键字是包含“闭锁重合闸”、“闭重”。保护跳闸的关键字是包含“跳xxx”、“跳闸”。重合闸的关键字是包含“重合闸”、“重合”、“保护合闸”。启失灵的关键字是包含“失灵开入”、“启动失灵”。三相电流的关键字是包含“保护电流a\b\c”。三相电压的关键字是包含“保护电压a\b\c”。同期电压的
关键字是包含“同期电压”。零序电压的关键字是包含“零序电压”。零序电流的关键字是包含“零序电流”。间隙电流的关键字是包含“间隙电流”。直流电流的关键字是包含“油温”、“绕温”、“档位”、“直流模拟量”、“模拟量接收”。联闭锁的关键字是包含“操作允许”、“闭锁状态”。普通开入遥信的关键字是接收方有“单点遥信”。
38.需要说明的是，将由实际虚端子连接而成的实际虚回路连接进行不同回路功能定义，通过实际虚端子的功能分类对实际虚回路连接进行不同的回路功能定义。回路功能定义包括：开关刀闸位置回路、闭锁重合闸回路、保护跳闸回路、重合闸回路、启失灵回路、三相电流回路、三相电压回路、同期电压回路、零序电压回路、零序电流回路、间隙电流回路、直流电流回路、联闭锁回路、普通遥信回路。回路功能定义与实际虚端子的功能分类一一对应起来。
39.参阅图2，步骤c：对任意一ied设备，以特定布局结构展示被选中ied设备与虚回路关联ied设备之间的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图和波形图。
40.需要说明的是，特定布局结构就是对任意一ied设备，居中展示该ied设备，展示内容包括该ied设备的装置名称、iedname、装置型号、goose\sv输出控制块、发送虚端子、接收虚端子、发送虚端子软压板、接收虚端子软压板、发送虚端子描述、接收虚端子描述。
41.对任意一ied设备，以特定布局结构展示被选中ied设备与虚回路关联ied设备之间的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发虚端子软压板状态、虚回路中电流电压信号的向量图和波形图。
42.参阅图3至图6，步骤d：对任意一回路功能定义，以分层布局结构展示被选中ied设备与虚回路关联ied设备之间被选中回路功能定义的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图。
43.需要说明的是，分层布局结构就是对任意一回路功能定义，在特定布局结构基础上，以分层布局结构展示被选中ied设备与虚回路关联ied设备之间被选中回路功能定义的虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图。
44.具体的，勾选状态量类回路功能定义，包括开关刀闸位置回路、闭锁重合闸回路、保护跳闸回路、重合闸回路、启失灵回路、联闭锁回路、普通遥信回路。基于回路功能定义，保留所勾选回路功能定义的虚回路连接，缩小非勾选回路功能定义的虚回路连接。展示虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态。图3为勾选保护跳闸回路时的示意图。
45.具体的，勾选模拟量量类回路功能定义，包括三相电流回路、三相电压回路、同期电压回路、零序电压回路、零序电流回路、间隙电流回路、直流电流回路。基于回路功能定义，保留所勾选回路功能定义的虚回路连接，缩小非勾选回路功能定义的虚回路连接。展示虚回路连接关系、虚回路实际状态、虚回路对应收发软压板状态、虚回路中交流信号的向量图。
46.图4为勾选三相电压回路时的示意图，图5为图4对应的三相电压回路波形图，图6为图4对应的三相电压回路向量图，图中不同颜色表示不同的功能定义的实际虚回路。
47.步骤e：接入过程层网络，根据选中ied设备，获取对应的虚回路连接关系中发送方
的goose/sv控制块appid，解析发送的goose/sv信号值：对goose信号，在虚回路中显示实际状态值；对于sv信号，计算有效值，并绘制向量图。根据实际人机交互命令和特定布局结构展示方法以及分层布局结构展示方法，展示智能变电站的二次回路状态及信号状态。
48.通过以上技术方案，本发明基于实际虚端子功能分类，赋予虚回路的不同回路功能定义，对任一设备，展示设备之间虚回路连接关系，对任一回路功能定义，展示特定回路功能定义的虚回路连接关系，能够针对某类特定回路走向、信号关联、回路状态进行查阅和分析，解决了目前继电保护二次回路复杂交错不利于现场人员进行异常分析及问题查找的问题。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。