基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站自动化系统的智能设备组态技术，具体涉及一种基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法，用于将后台、远动和间隔层测控、保护等智能设备的组态软件融为一体，统一数据结构，统一建模，一套系统实现全站二次设备各种配置，满足变电站自动化系统的各种高级功能的应用。
【背景技术】
[0002]变电站自动化系统智能设备的组态工具种类繁多，形式各异，无法实现站控层的后台(包含高级应用)、远动和间隔层测控、保护一体化组态，造成了许多重复工作。对于测控装置、保护装置、远动装置、监控后台、保信子站、故障录波器、合并单元、智能终端、智能辅助设备等二次设备，需要运用多种软件制作生成相应的组态文件并下装到对应的二次设备以及后台监控设备中以供其正常运转；部分相同或相似的配置(如四遥信息、五防逻辑等)因为是基于不同的软件制作生成，需要分别验证其正确性;各种二次设备的工程配置需要采用多种软件或执行多个命令分别备份和收集。由此可见，由于缺少一体化组态工具，目前现场工程调试人员进行工程配置、信息核对、工程备份、后期维护等工作都比较繁琐，工作量很大，进而会对经济效益产生很大影响。目前国内还没有一家企业能够实现一体化组态。站控层后台、远动和间隔层测控、保护使用不同的组态软件，它们相互独立，技术上百花齐放。同时，各种高级功能，比如数据库、图形、报表、五防逻辑自动生成、一键式备份、一键式校验和下装等功能无法实现，系统存在操作复杂等缺点。国外的电力同行大都侧重于保护技术的研究，对自动化技术的关注程度相对较低，对满足后台、远动、测控、保护等设备配置需求的综自系统统一组态技术的研究就涉及更少了。因此，如何实现基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题，提供一种能够降低各智能设备数据的核对工作，提高智调试、设计、运维效率，有效提升变电站的供电质量，通用性好、实用性强、使用方便的基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法，其特征在于步骤包括:
I)预先基于IEC61850变电站通信体系协议将变电站分为变电站层、间隔层、过程层三个功能层，将变电站自动化系统的IED设备分别分配至所述三个功能层，过程层IED设备包括过程层接口设备以及传感单位，所述传感单位包括合并单元、智能终端以及在线监测设备，间隔层IED设备包括间隔内控制、保护和监视单元，变电站层IED设备包括配有数据库的站级计算机、操作员系统、远方通信接口，定义三个功能层KD设备之间的模型接口，使得各个功能层IH)设备之间通过模型接口互联，基于IEC61850规范建立每一类IED设备的基础数据模型，每一类IED设备的基础数据模型为该类IED设备的不同制造厂商的数据模型的集合，将变电站每一类IH)设备的基础数据模型存储至统一的数据库；
2)将变电站所有IED设备的厂家初始模型文件导入；
3)对变电站所有IED设备的厂家初始模型文件进行静态检查，对非标准的厂家初始模型文件及有严重错误的厂家初始模型文件进行修正和再次校核；
4)根据数据库中对应类IED设备的基础数据模型，对全变电站所有IED设备的制作全站装置的IED设备名称IEDname，定义标准的访问点AccessPoint，间隔层或过程层地址、信息点描述、虚端子连接关系，完成全变电站所有IED设备的组态模型统一及数据统一配置工作，形成变电站所有IH)设备共用的统一数据结构的SCD/SSD工程文件；
5)当需要针对指定的站控层设备进行文件数据的下装时，针对指定的IED设备，采用该IH)设备对应的下载途径进行文件数据的下装；当需要进行站控层设备所需数据库及图形文件的配置时，基于变电站所有IED设备共用的统一数据结构的SCD/SSD工程文件，采用统一建模语言UML进行站控层设备所需数据库及图形文件的配置。
[0005]2.根据权利要求1所述的基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法，其特征在于，所述步骤I)中三个功能层之间的模型接口包括:IFl模型接口，用于间隔层和变电站层之间保护及测控数据交换；IF2模型接口，用间隔层保护与保护之间保护数据交换；IF3模型接口，用间隔层内保护与测控数据交换；IF4模型接口，用过程层和间隔层之间电压互感器PT和电流互感器CT瞬时数据交换；IF5模型接口，用过程层与间隔层之间、间隔层和变电站层之间控制数据交换;IF6模型接口，用变电站层内、与远方控制中心数据交换。
[0006]本发明基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法具有下述优点:当前组态软件的型号多达上百种，经常由于配置不当导致各种问题频繁发生，比如与调度通信中断、保护死机、后台监控显示不完整等，给电力系统稳定运行带来很多安全隐患。本发明将后台、远动和间隔层测控、保护等智能设备的组态软件融为一体，统一数据结构，统一建模，一套系统实现全站二次设备各种配置，满足各种高级功能的应用，全站智能设备一个数据库，既统一了标准，又降低了各智能设备数据的核对工作，能够降低各智能设备数据的核对工作，提高智调试、设计、运维效率，有效提升变电站的供电质量，本发明是变电站自动化系统进一步深化和发展的产物，可作为智能变电站自动化技术工具软件的一部分，成为变电站调试过程中重要的技术支撑，本发明的意义突出表现在为变电站综合自动化系统调试提高工作效率，节省公司成本，提高变电站自动化系统的可靠性、稳定性和可操作性，本发明变电站自动化系统一体化组态的实现与应用，最终将后台(包含高级应用)、远动和间隔层测控、保护的组态软件融为一体，利用一套系统便可实现全站二次设备的配置。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例的变电站网络拓扑结构示意图。
[0008]图2为本发明实施例方法的基本流程示意图。
[0009]图3为本发明实施例中的变电站分层结构示意图。
[0010]图4为本发明实施例中某测控装置的模型文件定义示意图。
[0011]图5为本发明实施例中对IED设备的操作结构示意图。
[0012]图6为本发明实施例中对不同IED设备的兼容性原理示意图。
【具体实施方式】
[0013]下文将以图1所示变电站网络拓扑结构为例，对本发明基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法进行进一步说明。参见图1，本实施例中的变电站网络拓扑结构包括调度中心(PC)、中间结点Sink和端结点NodeJDx，所有中间结点Sink通过局域网(TCP/IP协议)连接到调度中心(PC)，且每一个中间结点Sink基于IEEE802.15.4协议连接有一共32个端结点Node_ID0?Node_ID31，从而形成图1所示变电站网络拓扑结构。
[0014]如图2所示，本实施例基于变电站统一建模的综合智能网关机组态方法的步骤包括:
1)预先基于IEC61850变电站通信体系协议将变电站分为变电站层、间隔层、过程层三个功能层，将变电站自动化系统的IED设备分别分配至三个功能层，过程层IED设备包括过程层接口设备以及传感单位，传感单位包括合并单元、智能终端以及在线监测设备，间隔层IED设备包括间隔内控制、保护和监视单元，变电站层IED设备包括配有数据库的站级计算机、操作员系统、远方通信接口，定义三个功能层IED设备之间的模型接口，使得各个功能层IED设备之间通过模型接口互联，基于IEC61850规范建立每一类IED设备的基础数据模型，每一类IH)设