一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法
【专利摘要】一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法，所述检测器由配置界面、XML解析模块、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块、配置信息库、装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库组成。本发明模型配置检测器不仅能实现CID文件分析管控功能，还能对变电站系统进行标准化监控测试，预警和查错，更快捷、直观的把握数字化变电站的真实状态展现出来。本发明负责电力系统变电站侧IED装置模型、通信模型和配置模型的规范性检查，负责变电站虚回路校验平台的前期针对性检测工作，支持后续规范功能扩充和修改，并提供了友好的人机界面接口，更好的保障了现场调试工程的质量。
【专利说明】一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法，属电力系统智能变电站测试技术领域。
【背景技术】
[0003]随着电网技术的发展，智能变电站技术在全世界范围内获得了广泛的应用。在变电站自动化系统中，智能电子装置IED的配置(功能和参数的设定)起着至关重要的作用，对变电站安全、可靠运行有着重要影响。但在变电站自动化系统中，不同生产厂商的装置往往由于装置所支持的通信规约不统一、装置间不具备互操作性，造成装置之间相互配合困难、调试费用增加和周期变长。为了解决上述问题，IEC已经制定了关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准，其中的第6部分规定了实现设备互操作性的变电站配置描述语言SCL。通过该语言，一方面可以描述IED的基本功能和可访问的基本信息，实现了设备的互操作；另一方面可以配置IED的基本功能和设定IED装置运行参数。与此同时，国内电力行业为了规范IEC61850变电站通信网络和系统国际标准的应用，实现国内各制造厂商设备的互操作性，提高IEC61850标准设备生产、调试、检修、运行的便利性，也已经制定出IEC61850工程应用模型，随之对智能产品的应用模型规范性检查需求应运而生。
[0004]目前国内外对CID模型文件的相关配置研究工具，功能仅限于对通讯回路和参数的规范性检测，且显示文件多为软件代码，很不易于理解。而IEC61850还在不断地进行修订，因此设计CID模型配置检测模块时要尽量降低各部分间的耦合度，使后期修改和升级方便，将因标准修订而造成的改动降到最小更是本领域需要重点突破的技术难点。因此开发可扩展配置模型文件检查功能的一体化测试平台对智能变电站工程调试帮助甚大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，针对目前智能变电站建设过程中SCD文件管理存在的问题，提供一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法。
[0006]为达到本发明的目的，采用的技术方案是:
一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器，该检测器由配置界面、XML解析模块、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块、配置信息库、装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库组成。所述配置界面与XML解析模块互联;XML解析模块同时与配置信息库、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块实现双向互联;装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块分别与装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库双向互联。
[0007]所述配置界面负责人机交互，采用PC机上安装操作系统作为开发环境，配置CPU主频1GHz，内存1GByte，硬盘预留1GByte以上，操作系统支持Windows XP/ Windows Vista/WIN7o
[0008]所述XML解析模块负责语法验证，采用Simple API for XML方式解析XML文件中的msxml4.dll 组件。
[0009]所述装置模型解析模块负责装置模型ICD解析API，封装XML解析器，用于检测导入装置是否有相应的装置类型信息。
[0010]所述数据模型解析模块负责IED信息模型解析API，封装XML解析器，提供访问、编辑、删除、增加、验证IED信息模型各元素的应用程序接口。
[0011 ]所述运行可行性模块负责可行性验证API，封装XML解析器，提供访问、编辑变电站运行信息库的应用程序接口。
[0012]所述配置信息库负责存放XML和SCL语法的约束条件，其中XML文件格式规范、SCL模型所包含的元素、元素出现的次数及先后顺序、元素应该具备的属性均有严格的要求。
[0013]所述装置类型库负责存放各类型保护装置的基本功能信息，信息的组成结构遵从模型规范约束，可通过IH)信息模型解析API访问。
[0014]所述数据模型库负责存放IEC61850-7部分中定义的逻辑节点类和公共数据类的基本约束信息。
[0015]所述变电站运行信息库负责存放变电站的运行信息，主要用于在设定IED定值时提供相应的约束，变电站运行信息库组成结构符合XML语法规范，便于根据变电站的实际情况进行相应的修改和扩充。
[0016]所述装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库组成结构符合XML语法规范，支持新增装置、新增逻辑节点以及变电站实际情况进行相应的修改和扩充。
[0017]—种用于虚回路校验平台的模型配置检测器的控制方法的具体流程如下:
A、由检测器导入CID配置文件，进入下一步；
B、XML解析模块对导入的CID文件模型进行是否符合XML及SCL语言格式检查，语法约束条件由配置信息库生成，正确即进入下一步，否则直接退出结束；
C、运行可行性模块对导入的CID文件模型进行是否符合变电站运行情况检查，变电站运行信息约束条件由变电站运行信息库生成，正确即进入下一步，否则发告警提示信号并进入下一步；
D、装置模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内相应装置类型信息检查，装置类型信息约束条件由装置类型库生成，正确即进入下一步，否则由检测器导入库内新型装置ICD并做配置预修改，配置失败则退出，否则进入下一步；
E、数据模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内逻辑节点和公共数据类检查，逻辑节点和公共数据类约束条件由数据模型库生成，正确即进入完成配置检测工作并结束，否则发告警提示信号再结束。
[0018]一种用于模型配置检测器的控制方法，其中XML解析模块的GOOSE服务具体解析过程如下:
A、首先从CID文件的根节点Root进入communicat1n通信段扫描类型为IECG00SE的subnetwork子网络，获取子网络中第一个ConnectedAP子元素的iedname，并建立ied节点，再进入下一个ConnectedAP子元素获取其中iedname，直到最后一个ConnectedAP;
B、进入第一个ConnectedAP，查看它的name属性，并遍历第一步中建立的iedname链表，如果iedname在其中存在则进入第三步，否则查找下一个ConnectedAP;
C、进入accesspoint子元素，进入server子元素，如果server元素不存在，则去获取下一个访问节点。如果存在，进入LDevice子元素，提取Idinst属性并建立Idevice节点；
D、再进入LDO子元素，进入第一个DataSet元素，提取name属性并建立dataset节点，进入第一个F⑶A，提取其中的doname、daname、f C、inclass等信息并保存。再进入下一个FCDA，若不存在则进入下一步；
E、进入LDO的GSEControI子元素，建立gocb节点提取其中的mac、appid、confrev、datset、name等信息并保存；
F、进入下一个GSEControl子元素，若不存在则进入下一步；
G、获取下一个LDevice元素；
H、获取下一个iedname元素；
1、进入下一个ConnectedAP元素，提取iedname属性，然后获取第一个GSE子元素，提取其中的cbname，Idinst。获取GSE下的address、maxtime、mintime等属性，由上面获取的iedname、cbname、Idinst找到对应的gocb，将提取的信息保存；
J、获取下一个ConnectedAP元素进行解析直到最后一个；
K、结束解析过程。
[0019]本发明所述一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器的整体工作原理是:
开启工作电源后，配置界面通过输入IP地址与配置检测器建立通讯链路;链路初始化正常后，由配置界面导入装置CID文件;XML解析模块根据配置信息库对导入的CID文件进行语法检测并做逻辑判断，并送运行可行性模块;运行可行性模块根据变电站运行信息库对导入的CID文件进行运行情况分析并做逻辑判断，并送装置模型解析模块;装置模型解析模块根据装置类型库对导入的CID文件进行装置模型类型分析并做逻辑判断，或生成预配置，并送数据模型解析模块;数据模型解析模块根据数据模型库对导入的CID文件进行数据模型分析并做逻辑判断，完成配置检测工作;配置界面将检测结果显示，结束通信功能。
[0020]本发明的有益效果在于，本发明一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器不仅能实现CID文件分析管控功能，还能对变电站系统进行标准化监控测试，预警和查错，更快捷、直观的把握数字化变电站的真实状态展现出来;做到及时实现虚端子耦联状态、偶发性故障排查、通信过程离线预警等功能，以便可以做出快速响应，方便变电站设备的维护，同时该检测器既支持后续规范功能扩充和修改，又提供了友好的人机界面，更好的保障了现场调试工程的质量。
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器的整体结构框图；
图2为本发明所述一种用于模型配置检测器的控制方法的执行流程图；
图3为本发明所述一种用于模型配置检测器的XML解析模块中GOOSE服务具体解析流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明所述的一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器及控制方法进行详细的说明。
[0023]本发明的整体结构框图如图1所示。
[0024]本实施例一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器包含配置界面、XML解析模块、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块、配置信息库、装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库，所述配置界面与XML解析模块互联，XML解析模块同时与配置信息库、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块实现双向互联，装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块分别与装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库双向互联。
[0025]配置界面负责人机交互，采用PC机上安装操作系统作为开发环境，配置CPU主频IGHz，内存IGByte，硬盘预留 1GByte以上，操作系统支持Windows XP/ Windows Vista/WIN7o
[0026]XML解析模块负责语法验证，采用Simple API for XML方式解析XML文件中的msxml4.dll 组件。
[0027]装置模型解析模块负责装置模型ICD解析API，封装XML解析器，用于检测导入装置是否有相应的装置类型信息。
[0028]数据模型解析模块负责IED信息模型解析API，封装XML解析器，提供访问、编辑、删除、增加、验证IH)信息模型各元素的应用程序接口。
[0029]运行可行性模块负责可行性验证API，封装XML解析器，提供访问、编辑变电站运行信息库的应用程序接口。
[0030 ]配置信息库负责存放XML和SCL语法的约束条件，其中XML文件格式规范、SCL模型所包含的元素、元素出现的次数及先后顺序、元素应该具备的属性均遵循IEC61850严格的要求。
[0031]装置类型库负责存放各类型保护装置的基本功能信息，信息的组成结构遵从模型规范约束，可通过IH)信息模型解析API访问。
[0032]数据模型库负责存放IEC61850-7部分中定义的逻辑节点类和公共数据类的基本约束信息，逻辑节点类的基本信息包括逻辑节点类包含哪些数据、这些数据的类型、是可选的(Opt1nal)还是强制性的(Mandatory)、是否是设置量。公共数据类的基本信息除了上述项外还包括数据的功能约束和触发条件，编辑逻辑节点元素时这些信息都要用到，以提供相应的约束。
[0033]变电站运行信息库负责存放变电站的运行信息，主要用于在设定IED定值时提供相应的约束。变电站运行信息库组成结构符合XML语法规范，便于根据变电站的实际情况进行相应的修改和扩充。
[0034]装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库组成结构符合XML语法规范，支持新增装置、新增逻辑节点以及变电站实际情况进行相应的修改和扩充。
[0035]如图2所示，本发明所述一种用于模型配置检测器的控制方法的执行流程图，包含下列步骤:
A、由检测器导入CID配置文件，进入下一步；
B、XML解析模块对导入的CID文件模型进行是否符合XML及SCL语言格式检查，语法约束条件由配置信息库生成，正确即进入下一步，否则直接退出结束； C、运行可行性模块对导入的CID文件模型进行是否符合变电站运行情况检查，变电站运行信息约束条件由变电站运行信息库生成，正确即进入下一步，否则发告警提示信号并进入下一步；
D、装置模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内相应装置类型信息检查，装置类型信息约束条件由装置类型库生成，正确即进入下一步，否则由检测器导入库内新型装置ICD并做配置预修改，配置失败则退出，否则进入下一步；
E、数据模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内逻辑节点和公共数据类检查，逻辑节点和公共数据类约束条件由数据模型库生成，正确即进入完成配置检测工作并结束，否则发告警提示信号再结束。
[0036]对照图3，本发明所述一种用于模型配置检测器的控制方法，其中XML解析模块的GOOSE服务具体解析流程包括下列步骤:
A、首先从CID文件的根节点Root进入communicat1n通信段扫描类型为IECG00SE的subnetwork子网络，获取子网络中第一个ConnectedAP子元素的iedname，并建立ied节点，再进入下一个ConnectedAP子元素获取其中iedname，直到最后一个ConnectedAP;
B、进入第一个ConnectedAP，查看它的name属性，并遍历第一步中建立的iedname链表，如果iedname在其中存在则进入第三步，否则查找下一个ConnectedAP;
C、进入accesspoint子元素，进入server子元素，如果server元素不存在，则去获取下一个访问节点。如果存在，进入LDevice子元素，提取Idinst属性并建立Idevice节点；
D、再进入LDO子元素，进入第一个DataSet元素，提取name属性并建立dataset节点，进入第一个F⑶A，提取其中的doname、daname、f C、inclass等信息并保存。再进入下一个FCDA，若不存在则进入下一步；
E、进入LDO的GSEControI子元素，建立gocb节点提取其中的mac、appid、conf rev、datset、name等信息并保存；
F、进入下一个GSEControl子元素，若不存在则进入下一步；
G、获取下一个LDevice元素；
H、获取下一个iedname元素；
1、进入下一个ConnectedAP元素，提取iedname属性，然后获取第一个GSE子元素，提取其中的cbname，Idinst。获取GSE下的address、maxtime、mintime等属性，由上面获取的iedname、cbname、Idinst找到对应的gocb，将提取的信息保存；
J、获取下一个ConnectedAP元素进行解析直到最后一个；
K、结束解析过程。
【主权项】
1.一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器，其特征在于，所述检测器包含配置界面、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块、XML解析模块、配置信息库、装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库;所述配置界面与XML解析模块互联;XML解析模块同时与配置信息库、装置模型解析模块、数据模型解析模块、运行可行性模块实现双向互联;装置模型解析模块与装置类型库双向互联;数据模型解析模块与数据模型库双向互联；运行可行性模块与变电站运行信息库双向互联。2.根据权利要求1所述的一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器的控制方法，其特征在于，所述方法的具体流程如下: A、由检测器导入CID配置文件，进入下一步； B、XML解析模块对导入的CID文件模型进行是否符合XML及SCL语言格式检查，语法约束条件由配置信息库生成，正确即进入下一步，否则直接退出结束； C、运行可行性模块对导入的CID文件模型进行是否符合变电站运行情况检查，变电站运行信息约束条件由变电站运行信息库生成，正确即进入下一步，否则发告警提示信号并进入下一步； D、装置模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内相应装置类型信息检查，装置类型信息约束条件由装置类型库生成，正确即进入下一步，否则由检测器导入库内新型装置ICD并做配置预修改，配置失败则退出，否则进入下一步； E、数据模型解析模块对导入的CID文件模型进行是否属于库内逻辑节点和公共数据类检查，逻辑节点和公共数据类约束条件由数据模型库生成，正确即进入完成配置检测工作并结束，否则发告警提示信号再结束； F、对于由新类型装置导入成功的ICD文件，可根据变电站运行信息库、数据模型库生成的内部预制表对其进行预配置，完成后结束检测。3.根据权利要求1所述的一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器，其特征在于，所述装置类型库用于存放各类型保护装置的基本功能信息，信息的组成结构遵从模型规范约束，可通过IH)信息模型解析API访问。4.根据权利要求1所述的一种用于虚回路校验平台的模型配置检测器，其特征在于，所述装置类型库、数据模型库和变电站运行信息库组成结构符合XML语法规范，支持新增装置、新增逻辑节点以及变电站实际情况进行相应的修改和扩充。5.根据权利要求1所述的一种用于模型配置检测器的控制方法，其特征在于，所述XML解析模块的GOOSE服务具体解析过程如下: A、首先从CID文件的根节点Root进入communicat1n通信段扫描类型为IECG00SE的subnetwork子网络，获取子网络中第一个ConnectedAP子元素的iedname，并建立ied节点，再进入下一个ConnectedAP子元素获取其中iedname，直到最后一个ConnectedAP; B、进入第一个ConnectedAP，查看它的name属性，并遍历第一步中建立的iedname链表，如果iedname在其中存在则进入第三步，否则查找下一个ConnectedAP; C、进入3(^6 8 8卩0；[111:子元素，进入server子元素，如果server元素不存在，则去获取下一个访问节点;如果存在，进入LDevice子元素，提取Idinst属性并建立Idevice节点； D、再进入LDO子元素，进入第一个DataSet元素，提取name属性并建立dataset节点，进入第一个F⑶A，提取其中的doname、daname、f C、inclass等信息并保存；再进入下一个FCDA，若不存在则进入下一步； E、进入LDO的GSEControl子元素，建立gocb节点提取其中的mac、appid、confrev、datset、name等信息并保存； F、进入下一个GSEControl子元素，若不存在则进入下一步； G、获取下一个LDevice元素； H、获取下一个iedname元素； I、进入下一个ConnectedAP元素，提取iedname属性，然后获取第一个GSE子元素，提取其中的cbname，Idinst;获取GSE下的address、maxtime、mintime等属性，由上面获取的iedname、cbname、Idinst找到对应的gocb，将提取的信息保存； J、获取下一个ConnectedAP元素进行解析直到最后一个； K、结束解析过程。
【文档编号】G06F17/50GK106021649SQ201610300324
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】王冠南, 杨越, 张妍, 周宁, 郭亮, 潘本仁, 万勇
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司