电气设备防误逻辑公式自动化生成系统及其方法与流程

本发明涉及电力系统微机五防技术领域，尤其涉及电气设备防误逻辑公式自动生成系统及其方法。

背景技术：

微机五防技术是保障电力设备倒闸安全的一种重要手段，其通过预置电气设备防误逻辑公式，对电力设备倒闸操作的条件进行约束，从而防止误操作事故的发生。一直以来，电气设备防误逻辑公式的编写和校验都是通过人工来完成的，整个过程效率较低，且容易存在错误和遗漏，随着厂站数量的不断增加以及调控一体化的发展，人工编写和校验电气设备防误逻辑公式存在的问题越发显得突出。

业内对此问题展开了研究，期望引入一种自动生成和校验电气设备防误逻辑公式的技术，也陆续有了一些成果，比如根据设备连接关系，使用程序抽象规则算法自动生成刀闸、地刀、地线、网门之间的逻辑闭锁关系，但这种方式只能实现部分电气设备防误逻辑公式，无法保证全面性，因此只能在特定的系统中作为补充功能使用。还有进一步的，在此基础上增加开关、刀闸在不同运行方式下的复杂倒闸操作抽象规则，但这引起了规则复杂化而导致系统无法证明其自身算法正确性的问题，从而导致系统的输出结果将基于不可靠的抽象规则算法基础，将无法保证其对电气设备防误逻辑公式校验结果的正确性。

因此，现有技术存在编写逻辑公式效率低、准确性差、全面性差、无法有效自证系统正确性等诸多问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术存在的技术问题，提供一种快速生成和校验电气设备防误逻辑公式的电气设备防误逻辑公式自动化生成系统及其方法。

本发明提供一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统，包括输入输出模块、典型接线模型库、主接线分析模块、通用防误逻辑公式库和公式生成模块；

所述输入输出模块，用于读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据，以及输出防误逻辑公式的生成结果；

所述典型接线模型库，用于存储有若干个不同典型接线模型，所述典型接线模型包括开关、刀闸以及间隔类型标识设备，所述开关、刀闸以及间隔类型标识设备使用设备通用编号命名；

所述主接线分析模块，用于将所述主接线数据以主变、母线、所变、线路负载和架空线路作为边界拆分成若干个接线间隔，并将所述接线间隔与所述典型接线模型库中的典型接线模型进行匹配，在所述接线间隔与所述典型接线模型匹配时，若所述接线间隔与所述典型接线模型中开关、刀闸以及间隔类型标识设备的设备类型一致，且相互之间的设备连接关系一致，则判定所述接线间隔与所述典型接线模型的接线类型匹配成功，并将接线类型匹配成功结果传给所述公式生成模块；

所述通用防误逻辑公式库，用于存储有若干个对应不同典型接线模型的通用防误逻辑公式，所述通用防误逻辑公式使用所述设备通用编号进行编写；

所述公式生成模块，用于查找所述接线类型匹配成功结果对应的通用防误逻辑公式，并将所述通用防误逻辑公式中的设备通用编号替换成具体编号，得到具体防误逻辑公式；还用于将所述具体防误逻辑公式通过所述输入输出模块进行输出。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统的可实施方式，所述典型接线模型由开关、刀闸以及间隔类型标识设备组成。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统的可实施方式，还包括通用防误逻辑规则库，所述通用防误逻辑规则库用于存储有若干个对应不同设备类型的通用防误逻辑规则，所述通用防误逻辑规则用于表示设备的操作规则；

所述通用防误逻辑规则与所述通用防误逻辑公式的区别在于，所述通用防误逻辑公式依赖于所述典型接线模型，用于表示不同接线形式下的电气设备倒闸操作条件，并且是使用所述设备通用编号进行编写的，而所述通用防误逻辑规则不依赖于所述典型接线模型，适用于不同接线形式；

所述公式生成模块还用于将所述主接线数据中各设备按所述通用防误逻辑规则输出具体防误逻辑公式，然后通过所述输入输出模块进行输出。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统的可实施方式，所述公式生成模块用于将根据所述通用防误逻辑公式和所述通用防误逻辑规则生成的具体防误逻辑公式进行“与”运算，然后通过所述输入输出模块进行输出。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统的可实施方式，还包括数据维护模块，用于查看、增加、删除和/或修改所述典型接线模型、所述通用防误逻辑公式和所述通用防误逻辑规则。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成系统的可实施方式，系统还包括防误逻辑公式校验模块，用于将所述已有的防误逻辑公式与所述公式生成模块生成的具体防误逻辑公式进行校验，并将所述防误逻辑公式的校验结果通过所述输入输出模块进行输出。

基于同一发明构思的一种电气设备防误逻辑公式自动生成方法，包括以下步骤：

步骤S1、读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据；

步骤S2、将所述主接线数据以主变、母线、所变、线路负载、架空线路作为边界拆分成若干个接线间隔；

步骤S3、将所述接线间隔与典型接线模型库中的典型接线模型进行匹配，若所述接线间隔与所述典型接线模型中的开关、刀闸以及间隔类型标识设备的设备类型一致，且相互之间的设备连接关系一致，则判定所述接线间隔与所述典型接线模型的接线类型匹配成功；

步骤S4、查找所述接线类型匹配成功结果对应的通用防误逻辑公式，并将所述通用防误逻辑公式中的设备通用编号替换成具体编号，得到具体防误逻辑公式；

步骤S5、输出所述具体防误逻辑公式。

作为一种电气设备防误逻辑公式自动生成方法的可实施方式，在步骤S4与步骤S5之间，还包括步骤S40和步骤S41：

步骤S40、将所述主接线数据中各设备按所述通用防误逻辑规则输出具体防误逻辑公式；

步骤S41、将根据所述通用防误逻辑公式和根据所述通用防误逻辑规则生成的具体防误逻辑公式进行“与”运算。

基于同一发明构思，在本发明所述电气设备防误逻辑公式自动生成系统基础上，本发明还提供一种电气设备防误逻辑公式自动校验方法，包括以下步骤：

步骤S100、读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据和已有防误逻辑公式；

步骤S200、生成所述主接线数据对应的具体防误逻辑公式；

步骤S300、将所述已有防误逻辑公式与所述具体防误逻辑公式进行校验；

步骤S400、输出所述已有防误逻辑公式的校验结果。

本发明的有益效果：本发明提供的一种电气设备防误逻辑公式自动化生成系统及其方法，在读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据后，可以快速生成相应的电气设备防误逻辑公式，可提高电气设备防误逻辑公式的编写效率；另外系统采用典型接线模型，以及对应典型接线模型的通用防误逻辑公式和适用于所有接线形式的通用防误逻辑规则的结构，可以很好地对系统预置的典型接线模型、通用防误逻辑公式和通用防误逻辑规则进行可视化审核和编辑，从而保证防误逻辑公式生成所依赖的规则条件是可信赖和可证明的，有利于电气设备防误逻辑公式生成的准确性和全面性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的系统结构示意图；

图2为本发明一实施例的典型接线模型示意图；以及

图3为本发明另一实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的电气设备防误逻辑公式自动化生成系统及其使用方法的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例的电气设备防误逻辑公式自动化生成系统，首先，该系统需要建立单元电气设备的对象建模，其中，单元电气设备包括开关、隔离开关、接地开关、主变、母线、线路负载、负荷、电容器组、电抗器组、所变、PT、空气开关、切换开关、压板、连接片、跌落保险、灯光信号等等；其次，前述单元电气设备对象具有设备类型信息，能够输入编号、名称、属性等信息，同时还具有拓扑连接能力。目前，电力系统已能够实现此类单元电气设备的建模，本实施例将在满足IEC61970标准的单元电气设备建模基础上进行，对设备对象属性信息进行处理分析。

如图1所示，本发明电气设备防误逻辑公式自动化生成系统包括输入输出模块、典型接线模型库、主接线分析模块、通用防误逻辑公式库和公式生成模块。输入输出模块读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据，然后主接线分析模块将主接线数据拆分成若干个接线间隔，接着将接线间隔与典型接线模型库中的典型接线模型相比较，获得典型接线匹配结果，然后公式生成模块根据典型接线匹配结果调用对应的通用防误逻辑公式，并将通用防误逻辑公式转换成具体编号的防误逻辑公式，最后通过输入输出模块输出具体防误逻辑公式结果。

典型接线模型库预置并存储有若干个不同典型接线模型。典型接线模型主要用于对厂站中常见的典型接线间隔进行建模，比如单母线路接线、双母线路接线、单母带旁线路接线、双母带旁线路接线等，并记载有对应不同的接线类型信息。不同的典型接线模型具有不同的接线形式，也就对应不同的电气设备连接关系。典型接线模型的建模元素包括开关、刀闸以及间隔类型标识设备，同时这些设备之间存在预定的设备连接关系。开关、刀闸以及间隔类型标识设备包含有各自设备类型的参数信息，其中，间隔类型标识设备，用于直观表示接线间隔类型的设备，主要是指线路负载、主变、所变、PT、电容器组、电抗器组、母线等设备，用于表征该典型接线模型的电气功能，并且使用这些间隔类型标识设备能够直观表示该典型接线模型的接线类型信息。如图2所示，分别表示一种典型线路接线模型和一种典型主变接线模型，每个模型都有唯一的模型编号，同时模型中的设备使用设备通用编号进行命名。比如图2中编号为XLMX_01，名称为典型线路接线的典型接线模型，使用KG1表示该模型中开关的设备通用编号，DZ1、DZ2表示该模型中刀闸的设备通用编号；编号为ZBMX_01，名称为典型主变接线的典型接线模型，使用KG1表示该模型中开关的设备通用编号，DZ1、DZ2表示该模型中刀闸的设备通用编号，ZXDD1表示中性点地刀的设备通用编号。

通用防误逻辑公式库用于存储有若干个对应不同典型接线模型的通用防误逻辑公式，所述通用防误逻辑公式使用所述设备通用编号进行编写，其通用防误逻辑公式语法如下：

“设备通用编号 0”表示设备分操作条件

“设备通用编号 1”表示设备合操作条件

“：”表示分隔符

“，”表示与运算

“+”表示或运算

“=”表示相等比较运算

“！”表示语句结束

对应图2中编号为XLMX_01，名称为典型线路接线的典型接线模型，其通用防误逻辑公式如下：

KG1 0 : DZ1=0,DZ2=0 + DZ1=1,DZ2=1 !

KG1 1 : DZ1=0,DZ2=0 + DZ1=1,DZ2=1 !

DZ1 0 : KG1=0,DZ2=0 !

DZ1 1 : KG1=0,DZ2=0 !

DZ2 0 : KG1=0,DZ1=1 !

DZ1 1 : KG1=0,DZ1=1 !

其中“KG1 0 : DZ1=0,DZ2=0 + DZ1=1,DZ2=1 !”表示KG1断开的条件是刀闸DZ1和DZ2同时在分位，或者是刀闸DZ1和DZ2同时在合位；

“KG1 1 : DZ1=0,DZ2=0 + DZ1=1,DZ2=1 !”表示KG1合上的条件是刀闸DZ1和DZ2同时在分位，或者是刀闸DZ1和DZ2同时在合位；

“DZ1 0 : KG1=0,DZ2=0 !”表示刀闸DZ1拉开的条件是开关KG1和刀闸DZ2同时在分位；

“DZ1 1 : KG1=0,DZ2=0 !” 表示刀闸DZ1合上的条件是开关KG1和刀闸DZ2同时在分位；

“DZ2 0 : KG1=0,DZ1=1 !” 表示刀闸DZ2拉开的条件是开关KG1在分位，同时刀闸DZ1在合位；

“DZ2 1 : KG1=0,DZ1=1 !” 表示刀闸DZ2合上的条件是开关KG1在分位，同时刀闸DZ1在合位；

除使用通用编号之外，此通用防误逻辑公式与目前微机五防系统中的原理和表示形式均一致，因此也有利于电力系统中相关技术人员审核和编辑。

输入输出模块能够读取包含设备类型和设备连接关系的主接线数据，并能够输出主接线数据的分析结果。在本发明电气设备防误逻辑公式自动化生成系统中预置好典型接线模型之后，利用输入输出模块读取主接线数据，主接线数据包含厂站设备类型和相互间的设备连接关系信息。

主接线分析模块将主接线数据与典型接线模型进行比较分析，并得出典型接线模型匹配结果。主接线分析模块获取完整的主接线数据之后，随机地从该主接线数据中的某个设备出发，搜索与该设备存在设备连接关系的设备，搜索时以主变、母线、所变、线路负载、架空线路、所变、电压互感器、电容器组、电抗器组等作为边界，这样能够在对应边界内搜索到一组设备，称之为接线间隔。除去已搜索到的设备，再次随机从另一个设备出发执行上述步骤，这样就能够将若干个不同的接线间隔一一搜索并拆分出来。再将拆分后的接线间隔与典型接线模型库中的典型接线模型进行比较分析；比较时，仅对开关、刀闸以及间隔类型标识设备的设备类型和相互之间的设备连接关系进行比较分析，若接线间隔与典型接线模型中的开关、刀闸以及间隔类型标识设备的设备类型一致，且相互之间的设备连接关系一致，则可判定接线间隔的接线类型信息和设备运行属性信息与所述典型接线模型的接线类型信息和设备运行属性信息一致, 从而得出主接线数据的典型接线模型匹配结果。在本实施例中，设备类型一致，指的是实质上的一致，比如系统中设备类型为PT，而外部主接线数据设备类型为电压互感器，则两者认为是一致的，可通过设备类型的映射表来实现两者的一致关系。

公式生成模块用于查找典型接线模型匹配结果对应的通用防误逻辑公式，并将通用防误逻辑公式中的设备通用编号替换成具体编号，得到具体防误逻辑公式。比如主接线分析模块对主接线分析之后得到的典型接线模型匹配结果为典型线路接线模型“XLMX_01”, 典型主变接线模型“ZBMX_01”，则公式生成模块可以查找对应的通用防误逻辑公式“TYGS_XL_01”、“TYGS_ZB_01”,然后将通用防误逻辑公式中的通用编号替换成具体编号，即可得到具体防误逻辑公式，最后再将该具体防误逻辑公式经输入输出模块进行输出，从而完成具体防误逻辑公式的自动生成。

在其中另一实施例中，电气设备防误逻辑公式自动生成系统的典型接线模型仅由开关、刀闸以及间隔类型标识设备组成。电气设备防误逻辑公式自动化生成系统是基于典型接线模型设计的，为了使所述典型接线模型更简洁、更具有特征性，在对典型接线模型建模时，仅使用开关、刀闸以及间隔类型标识设备来建模。其中，典型接线模型包括出线间隔、主变间隔、分段间隔、母联间隔、旁路间隔、出线带旁路间隔、电压互感器间隔、所变间隔模型中的部分或全部接线模型。

在其中另一实施例中，电气设备防误逻辑公式自动化生成系统还包括通用防误逻辑规则库，如图3所示，所述通用防误逻辑规则库用于存储有若干个对应不同设备类型的通用防误逻辑规则，所述通用防误逻辑规则不依赖于所述典型接线模型，适用于所有接线形式。比如对于地刀地线类设备，其通用防误逻辑规则包括“地刀地线合的条件是所有不跨刀闸连接的刀闸均在分位状态”，对于刀闸类设备，其通用防误逻辑规则包括“刀闸合的条件是所有不跨刀闸连接的地刀和地线均在分位状态”和“刀闸合的条件是所有不跨刀闸连接的电气网门均在关闭状态”。公式生成模块会根据主接线中的设备类型调用相对应的通用防误规则，然后代入具体的设备编号，即可得到具体防误逻辑公式，最后再将该具体防误逻辑公式经输入输出模块进行输出

在其中另一实施例中，公式生成模块用于将根据通用防误逻辑公式和通用防误逻辑规则生成的具体防误逻辑公式进行“与”运算，然后再通过所述输入输出模块进行统一输出。

在其中另一实施例中，电气设备防误逻辑公式自动化生成系统还包括数据维护模块，该数据维护模块可用于查看、增加、删除和/或修改所述典型接线模型、所述通用防误逻辑公式和所述通用防误逻辑规则。

在其中另一实施例中，电气设备防误逻辑公式自动化生成系统还包括防误逻辑公式校验模块，用于将已有的防误逻辑公式与公式生成模块生成的具体防误逻辑公式进行校验，并将防误逻辑公式的校验结果通过输入输出模块进行输出。校验的时候，从两份文档中分别选出相同设备的相同操作条件，再将该操作条件下的各分支逻辑逐一进行比对校验，最后将比对校验的结果通过输入输出模块进行输出。

基于上述电气设备防误逻辑公式自动化生成系统同一发明构思，本发明还提供一种电气设备防误逻辑公式自动生成方法，包括以下步骤：步骤S1、读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据；步骤S2、将所述主接线数据以主变、母线、所变、线路负载、架空线路作为边界拆分成若干个接线间隔；步骤S3、将所述接线间隔与典型接线模型库中的典型接线模型进行匹配，若所述接线间隔与所述典型接线模型中的开关、刀闸以及间隔类型标识设备的设备类型一致，且相互之间的设备连接关系一致，则判定所述接线间隔与所述典型接线模型的接线类型匹配成功；步骤S4、查找所述接线类型匹配成功结果对应的通用防误逻辑公式，并将所述通用防误逻辑公式中的设备通用编号替换成具体编号，得到具体防误逻辑公式；步骤S5、输出所述具体防误逻辑公式。

在其中一实施例中，本发明电气设备防误逻辑公式自动生成方法，在步骤S4和步骤S5之间，还包括步骤S40和S41；步骤S40、将所述主接线数据中各设备按所述通用防误逻辑规则输出具体防误逻辑公式；步骤S41、将根据所述通用防误逻辑公式和根据所述通用防误逻辑规则生成的具体防误逻辑公式进行“与”运算。

基于电气设备防误逻辑公式自动化生成系统同一发明构思，本发明还提供一种电气设备防误逻辑公式自动校验方法，包括以下步骤：步骤S100、读取包含有设备类型和设备连接关系的主接线数据和已有防误逻辑公式；步骤S200、生成所述主接线数据对应的具体防误逻辑公式；步骤S300、将所述已有防误逻辑公式与所述具体防误逻辑公式进行校验；步骤S400、输出所述已有防误逻辑公式的校验结果。

通过本发明电气设备防误逻辑公式自动化生成系统的操作方法，使得相应典型接线模型、通用防误逻辑公式、通用防误逻辑规则具有可视化和可审核的特点，电气设备防误逻辑公式自动化生成系统所生成的具体防误逻辑公式的正确性是可证明的、可信赖的，与现有技术采用程序黑盒分析导致不可证明等方式具有明显的优点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。