一种基于拓扑分析的变电站防误逻辑智能生成方法
【专利摘要】一种基于拓扑分析的变电站防误逻辑智能生成方法，旨在保证五防系统可靠性和严密性的基础上，做到防误闭锁逻辑免配置和自适应，减少了建设及维护工作量，降低了使用复杂度。分析并导出SSD文件中包含的变电站一次设备及其连接关系，根据其拓扑关系将整个变电站一次设备及其连接关系映射成“无向图”，分析总结各种一次设备的操作规则并抽象成一种可以供计算机使用的语言，二者结合从而以数学的角度利用图算法生成设备闭锁逻辑，进而达到防止误操作的目的。本发明从实现方式上对传统五防系统的推理引擎进行了革新，提高智能变电站防止误操作的技术水平，建设和维护效率得到极大提高。
【专利说明】 一种基于拓扑分析的变电站防误逻辑智能生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于61850的智能化变电站拓扑分析的防误逻辑生成方法，用于变电站防止电气误操作【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在电力生产中存在的诸多不安全因素中，人的错误或疏忽是一个最复杂、最难以控制的重要因素。因而使变电站误操作事故具有成因复杂，偶然性、随机性高，预防和控制难度大的特点。
[0003]电力系统的“五防”是指:①防止误分、合断路器②防止带负荷分、合隔离开关③防止带电合地刀(挂接地线)④防止带地线(接地刀闸)合断路器⑤防止误入带电间隔，防误操作闭锁系统历经多年研发，目前已广泛采用，是以防止运行人员误操作为目的重要技术措施。但由于受到各种主客观条件的限制，目前已有的各类防误系统还远未达到理想的程度。实际上，现有的防误系统并不能解决防误操作的所有问题。它只是针对防误操作中频繁、多发的主要问题，在防误的要求与简单可靠的要求两者之间取得平衡的一个产物。其局限性甚至是负面效应也是十分明显的。特别是目前电网的运行模式发生了很大的变化，变电站的无人值班、多变电站远程监控业已成为主流，由此产生的新的需求也是传统防误操作系统所难以适应的。
[0004]目前的变电站微机防误是由维护人员直接定义设备间的操作闭锁关系，每个设备都要人工编写防误逻辑不仅工作量大且容易出错，而且由于闭锁逻辑是预先写死，所以灵活性比较差，当设备变动或变电站改扩建时，受影响的闭锁逻辑需要重写，维护工作量大。
[0005]随着网络技术的高速发展，基于IEC61850规约基础上的智能化变电站已由技术研制阶段进入工程试用阶段，智能变电站已成为变电站自动化建设的发展方向。目前基于61850的系统描述文件SSD已普遍实现自动生成，其对变电站一次设备及其连接关系描述为实现一种免配置、自适应的防误操作闭锁系统提供了必要的基础。
【发明内容】
[0006]本发明所要针对传统五防系统存在的以上不足，提供了一种根据SSD文件和设备操作规则自动实现五防闭锁的方法，做到了防误闭锁逻辑免配置和自适应，减少了维护工作量，降低了使用复杂度，但却没有降低可靠度和严密性。
[0007]—种基于拓扑分析的变电站防误逻辑智能生成方法，本发明是提供一种根据SSD文件和设备操作规则自动实现五防闭锁的方法，主要包括以下步骤:
[0008](I)变电站一次设备连接关系的分析与提取:
[0009]所述的变电站一次设备连接关系的分析与提取，是指将SSD文件中的一次设备连接关系进行有效的分析和提取，一次设备之间的连接关系是由连接点(ConnectivityNode)和设备端点(Terminal)共同描述的，因此需要将连接点和端点信息提取出来固化到文件或数据库中，作为后面的建立拓扑模型的基础；[0010](2)基于一次设备连接关系的拓扑模型构建:
[0011]所述的基于一次设备连接关系的拓扑模型构建，是指将一次设备连接关系抽象成“图”，连接点和设备分别映射成图的顶点和边，构成一个完整的“无向图”，利用图算法中的邻接矩阵、深度优先、广度优先等算法可以将一个现实问题转化为一个数学问题以便于求解；
[0012](3)设备操作规则的抽象化表达:
[0013]所述的设备操作规则的抽象化表达，是指将设备的操作规则总结归纳后转化成一种可以由计算机识别的表达式，每一类设备总结一个表达式。例如:地刀的合操作规则可以表达为“地刀(地线)连接点所有方向的刀闸都为分”。之所以称之为抽象化表达，是因为该表达中涉及的“地刀”或“刀闸”并没有具体到某一个设备，需要有具体的实例时才会被具体化；
[0014](4)设备操作规则的推理与运算；
[0015]所述的设备操作规则的推理与运算，是指根据上述无向图利用拓扑算法匹配设备的抽象规则，运算设备抽象规则获得一个值，该值即为防误判断结果。当某一设备需要操作时首先根据其类型匹配一个抽象规则，然后通过推理和计算获得该规则的值(真或假)，从而判断该设备的操作规则是否满足，进而达到防止误操作的目的。
[0016]本发明的有益效果是，做到了防误闭锁逻辑免配置和自适应，减少了维护工作量，降低了使用复杂度，但却没有降低可靠度和严密性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本发明方法拓`扑五防系统原理图；
图2为一次接线示意图；
图3为图2所示一次接线图的拓扑结构示意图；
图4为图3所示拓扑结构图的邻接矩阵示意图；
图5为本发明推理运算过程示意图。
[0018]
[0019]
[0020]【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种根据SSD文件和设备操作规则自动实现五防闭锁的方法，主要包括以下步骤:
[0022](I)变电站一次设备连接关系的分析与提取:
[0023]所述的变电站一次设备连接关系的分析与提取，是指将SSD文件中的一次设备连接关系进行有效的分析和提取，一次设备之间的连接关系是由连接点(ConnectivityNode)和设备端点(Terminal)共同描述的，因此需要将连接点和端点信息提取出来固化到文件或数据库中，作为后面的建立拓扑模型的基础；
[0024](2)基于一次设备连接关系的拓扑模型构建:
[0025]所述的基于一次设备连接关系的拓扑模型构建，是指将一次设备连接关系抽象成“图”，连接点和设备分别映射成图的顶点和边，构成一个完整的“无向图”，利用图算法中的邻接矩阵、深度优先、广度优先等算法可以将一个现实问题转化为一个数学问题以便于求解；
[0026]( 3)设备操作规则的抽象化表达:
[0027]所述的设备操作规则的抽象化表达，是指将设备的操作规则总结归纳后转化成一种可以由计算机识别的表达式，每一类设备总结一个表达式。例如:地刀的合操作规则可以表达为“地刀(地线)连接点所有方向的刀闸都为分”。之所以称之为抽象化表达，是因为该表达中涉及的“地刀”或“刀闸”并没有具体到某一个设备，需要有具体的实例时才会被具体化；
[0028](4)设备操作规则的推理与运算；
[0029]所述的设备操作规则的推理与运算，是指根据上述无向图利用拓扑算法匹配设备的抽象规则，运算设备抽象规则获得一个值，该值即为防误判断结果。当某一设备需要操作时首先根据其类型匹配一个抽象规则，然后通过推理和计算获得该规则的值(真或假)，从而判断该设备的操作规则是否满足，进而达到防止误操作的目的。
[0030]本发明主要包括一次设备连接关系提取模块、拓扑模型构建模块、设备操作规则库、运算推理引擎等部分组成。
[0031]首先，根据变电站配置工具输出的标准的SSD文件导出一次设备及其连接关系，并固化形成拓扑数据库(以后当变电站需要扩建或结构发生变化，只需重新导出更新此拓扑数据库即可，无需其他变动)；然后，拓扑模型构建模块读取并分析拓扑数据，根据无向图建模需要对其中的数据进行必要的加工后载入形成完整的拓扑模型；总结设备操作规则，对规则进行计算机语言的抽象化处理形成设备操作规则库；程序运行时运算推理引擎将拓扑模型和设备操作规则库结合，接收外部的五防校验命令后进行必要的规则匹配和逻辑运算工作，并将运算结果返回给调用者。
[0032]变电站一次设备连接关系的分析与提取
`[0033]标准的SSD文件将一次设备的连接关系表示为如下形式:
[0034]
〈Substation name="金_*变">
<VollagcLcvcl name=1111OICV-1 ”>
[0035]
【权利要求】
1.一种基于拓扑分析的变电站防误逻辑智能生成方法，其特征在于，主要包括以下步骤: (1)变电站一次设备连接关系的分析与提取: 即将SSD文件中的一次设备连接关系进行有效的分析和提取，一次设备之间的连接关系是由连接点和设备端点共同描述的，因此需要将连接点和端点信息提取出来固化到文件或数据库中，作为后面的建立拓扑模型的基础； (2)基于一次设备连接关系的拓扑模型构建: 即将一次设备连接关系抽象成图，连接点和设备分别映射成图的顶点和边，构成一个完整的“无向图”，利用图算法中的邻接矩阵、深度优先、广度优先的算法将一个现实问题转化为一个数学问题以便于求解； (3)设备操作规则的抽象化表达: 即将设备的闭锁逻辑总结归纳后转化成一种可以由计算机识别的表达式，每一类设备总结一个表达式； (4)设备闭锁逻辑的推理: 根据上述无向图利用拓扑算法匹配设备的抽象规则，运算设备抽象规则获得一个值，该值即为防误判断结果；当某一设备需要操作时首先根据其类型匹配一个抽象规则，然后通过推理和计算获得该规则的值，从而判断该设备的操作规则是否满足，进而达到防止误操作的目的。
【文档编号】G06F19/00GK103761413SQ201310651795
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】杨本学, 熊西林, 施炳六, 胡祖伟, 苏建玲, 田皞, 杨敏, 刘玉方 申请人:云南电网公司大理供电局