本发明涉及继电保护领域，更具体地，涉及一种保护动作逻辑可视化继电保护装置及其实现展示方法。
背景技术：
继电保护装置是电力系统的重要组成部分，它在电力系统发生故障时将故障设备进行快速隔离，对保证系统安全稳定运行起着非常重要的作用。
智能变电站实现了“全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化”，在促进了大量新技术应用推广的同时也暴露了一些新问题，进一步加大了继电保护装置运行维护的难度。一方面，现阶段智能变电站中普遍采用SV采样、GOOSE跳闸模式的保护装置，但在实际运行过程中出现了大量由于电子式互感器或合并单元异常造成保护装置误告警乃至误动拒动的事故，严重威胁电力系统的安全稳定运行，目前国内主要电网公司均已开始开展智能变电站继电保护装置新模式的研究。另一方面，智能变电站的建设提高了继电保护运维人员的工作难度，新一代智能变电站的建设提出了继电保护装置应对智能运维提供有效技术支撑的要求。继电保护装置动作后需要准确判断故障设备、故障位置以及保护装置动作行为的正确性，由于继电保护装置的生产厂家众多，各厂家保护原理也不尽相同，对于继电保护运行维护人员来说，传统的分析方法非常复杂，同时也不能保证分析结果的正确性。继电保护装置具备可视化的动作逻辑回放演示功能，对于降低运维人员的工作难度，提高工作效率具有非常重要的意义，同时也是继电保护装置对智能运维提供技术支撑的一个重要体现。
技术实现要素：
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种保护动作逻辑可视化继电保护装置及其实现展示方法，实现继电保护功能，实现继电保护动作逻辑可视化回放。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种保护动作逻辑可视化继电保护装置，其中，包括有MMI模块，用于完成所述继电保护装置与站控层的通讯；继电保护装置设有NPI 模块，用于接收过程层开关量信息以及间隔层联闭锁信息；继电保护装置设有与NPI 模块连接的测控模块，用于采集测量模拟量信息；继电保护装置设有与MMI模块连接的人机交互模块，实现继电保护装置的人机交互功能，测控模块连接有信号变换模块和MMI模块模块，用于实现常规互感器二次侧电流、电压的变换。
本发明包括有MMI模块、NPI 模块、测控模块以及人机交互模块。通过MMI模块完成继电保护装置与与站控层的通讯，同时MMI模块与人机交互模块连接，通过人机交互模块实现对MMI模块的控制。通过设有的NPI 模块接收过程层开关量信息以及间隔层联闭锁信息，在继电保护装置进行保护动作时发出跳合闸GOOSE信号至过程层设备，对过程层设备进行控制，实现继电保护功能。测控模块与NPI 模块连接，测控模块用于采集测量模拟量信息，并接收NPI模块的过程层以及间隔层联闭锁信号，并通过MMI模块接收站控层遥控信息。测控模块通过输出相应的测量、遥信信息，通过MMI模块将相应信息上送到站控层，通过NPI模块下发遥控信号至过程层设备。信号变换模块完成常规互感器二次侧电流、电压的变换，将变换后的信号发送至测控模块。
在一个实施方式中，继电保护装置设有检测模块，检测模块与信号变换模块连接，用于实现对信号变换模块变换后的模拟量信息进行检测，确认模拟量信息是否正确。
继电保护装置设有检测模块，检测模块与信号变换模块连接，通过采集信号变换模块变换后的保护模拟量信息，接收过程层开关量信息，实现逻辑判断功能，判断是否为故障，输出相应的告警信号或跳闸出口信息，并通过MMI模块将信息发送至站控层，通过NPI 模块将控制信息发送至过程层。
优选地，检测模块设有第一控制器和第二控制器，第一控制器用于实现保护动作逻辑的判断，第二控制器用于实现启动逻辑的判断。
第一控制器负责保护动作逻辑的判断，第二控制器负责启动逻辑的判断，只有两控制器均启动才能触发跳闸出口，提高了保护装置的可靠性。检测模块中同时完成保护动作逻辑可视化展示功能，通过通用的工具或平台实现故障过程中保护动作逻辑的回放展示。
优选地，MMI模块、检测模块、测控模块和NPI 模块之间均采用HBIO高速总线进行通信。
HBIO高速总线通信，在保证装置各模块配置灵活性的同时，也保证了各模考间信息的高速传输。采用HBIO总线可实现各模块间通信报文以及模拟量采样传输的复用通信，使得本保护装置可灵活兼容于SV采样模式的智能变电站。
在一个实施方式中，继电保护装置设有IO模块，IO模块能够实现IO接口数量的灵活变化。
IO模块采用智能IO模式，用于就地开入开出，可根据工程需要灵活增加IO模块以扩展开入开出资源。
本发明提供一种继电保护动作逻辑可视化展示方法，包括有以下步骤：
S1：对输入的采样信号进行滤波，获取所需频率的模拟量信息。
S2：步骤S1完成后，采用组态化的功能元件或逻辑判别工作区对滤波后数据进行启动判别、阻抗区内判别、PT断线等状态判别；
S3：步骤S2完成后，利用前端元件或工作区判别输出的状态、数据等进行可视化保护动作逻辑的设计。
S4：步骤S3完成后，进行保护动作逻辑回放能的设置，命名保护功能逻辑所在的工作区名称，启用动作逻辑回放，进行动作逻辑展示。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）有效解决电子式互感器或合并单元异常造成保护装置误告警乃至误动拒动的事故，提高电力系统的安全稳定运行；
（2）能够准确判断故障设备、故障位置以及保护装置动作行为的正确性，同时能够可视化回放保护动作逻辑，方便工作人员查看和核对，提高继电保护装置的适应性。
附图说明
图1是本发明在一个实施例中整体结构示意图。
图2是本发明在一个实施例中实际使用示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
本发明提供一种保护动作逻辑可视化继电保护装置，继电保护装置设有MMI模块10，MMI模块10与人机交互模块40连接，通过人机交互模块40对MMI模块10进行控制，实现继电保护装置的人机交互功能。人机交互模块40采用与WINDOWS操作系统衔接，提供灵活及人性化的操作界面。同时MMI模块10完成站控层MMS通信功能，提供3个电以太网口或3个光以太网口，支持IEC61850规约通信。
继电保护装置设有NPI 模块20，NPI 模块20接收过程层开关量信息以及间隔层联闭锁信息，在保护动作时发出跳合闸GOOSE信号至过程层设备。NPI 模块20连接有测控模块30，测控模块30采集测量模拟量信息，并接收NPI模块20的过程层以及间隔层联闭锁信号，并通过MMI模块10接收站控层遥控信息。通过计算输出相应的测量、遥信信息，通过MMI模块10上送站控层，通过NPI下发遥控信号至过程层设备。
测控模块30连接有信号变换模块50和MMI模块10模块，信号变换模块50用于实现常规互感器二次侧电流、电压的变换，将变换后的信号分别发送至检测模块60和测控模块30。
本实施例中，检测模块60设有第一控制器和第二控制器，第一控制器用于实现保护动作逻辑的判断，第二控制器用于实现启动逻辑的判断。只有当第一控制器和第二控制器均启动才能触发跳闸出口，提高了保护装置的可靠性。检测模块60中同时完成保护动作逻辑可视化展示功能，利用.des和.mid等录波文件，通过通用的工具或平台实现故障过程中保护动作逻辑的回放展示。
本实施例中，MMI模块10、检测模块60、测控模块30和NPI 模块20之间均采用HBIO高速总线进行通信。在保证装置各模块配置灵活性的同时，也保证了各模块间信息的高速传输。
继电保护装置设有IO模块70，IO模块70能够实现IO接口数量的灵活变化，可根据工程需要灵活增加IO模块70以扩展开入开出资源。
本发明还提供一种继电保护动作逻辑可视化展示方法，包括有以下步骤：
S1：对输入的采样信号进行滤波，获取所需频率的模拟量信息。
S2：步骤S1完成后，采用组态化的功能元件或逻辑判别工作区对滤波后数据进行启动判别、阻抗区内判别、PT断线等状态判别；
S3：步骤S2完成后，利用前端元件或工作区判别输出的状态、数据等进行可视化保护动作逻辑的设计。
S4：步骤S3完成后，进行保护动作逻辑回放能的设置，命名保护功能逻辑所在的工作区名称，启用动作逻辑回放，进行动作逻辑展示。
在可视化编程工具VLD上设计保护动作逻辑。将模拟量滤波、启动判别、方向判别等元件封装为一系列独立的组件，这些组件经判别后输出相应的状态或模拟量中间信息，将这些中间状态信息进行逻辑组合完成相应的保护功能。
VLD工具将本工作区内的状态信息、模拟量信息等进行录波设置，同时将工作区名称、工作区颜色、工作区内图形信息、连线信息等采用电力系统描述语言（G语言）进行描述，程序编译时将信息利用二进制数组进行存储，集成到机器可执行文件.elf文件中。
如图2所示，保护装置第一次运行时，即可根据内存中存储的图形信息生成.des图形描述文件。电力系统发生故障或扰动时，保护装置录波除输出.cfg、.data、.hdr文件外，同时生成.mid中间节点文件。.mid中间节点存储保护动作过程中的各节点状态信息，结合.des、.cfg、.data、.hdr文件，供通用的G语言解析工具进行保护动作逻辑的回放展示分析。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。