基于规则文件的变电站智能装置ICD模型的校验方法与流程

本发明涉及一种电力系统领域的方法，具体涉及一种基于规则文件的变电站智能装置icd模型的校验方法。

背景技术：

智能变电站的通讯基础是iec61850模型体系，站内运行的智能装置想要接入站内网络必须将自身能力描述抽象成为icd模型提供给设计院或智能站调试单位，由其根据变电站现场的实际设计配置生成scd模型，之后传递scd模型或其衍生模型（cid、ccd等）给智能装置用以完成其工程配置。可见，确保智能装置icd模型的标准和规范性是推进iec61850协议互联互通的前提，然而在现阶段的智能变电站配置调试和智能装置检测过程中，由于智能装置生产厂家众多，技术水平参差不齐，导致生成的icd模型规范性差距较大，这无疑给智能站调试单位和智能装置检测机构出了道难题。

进一步的，随着国内智能站技术的发展更迭，原有智能装置的icd模型标准被推陈出新。与此同时，iec61850技术和应用已然扩展到新能源、石油化工等行业，多种新类型的智能装置应运而生，大量新的icd模型标准不断涌现，这些都必然带来原有固化的icd模型校验方式和校验工具的频繁升级、更替。如何以最小的代价持续确保多种类型icd模型的规范一致性问题，已经成为摆在装置生产厂家、智能站调试单位和装置检测机构面前的一大难题。

专利cn201510266224.1中公开了用于智能变电站icd模型之间的一致性校验方法，主要是提供了一种用于智能变电站icd模型之间的一致性校验方法，用于比较多个icd文件之间的冲突性和冗余性，其特点在于明确icd模型之间的差异或变更内容。由于icd文件的校验规则是比较宽泛的，允许各智能装置厂家在其内在iec61850规则允许下增加数据集成员、实例化节点和自定义节点等内容，单纯以一个icd模型作为基准模板去验证另一个icd模型，其准确性会大幅降低，再加上icd文件结构复杂且不易扩展，无法解决模型校验需求持续变化的问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于规则文件的变电站智能装置icd模型的校验方法，其目的是：克服现有技术的缺陷，满足变电站多类型智能装置的icd模型校验不断变化的校验需求。

本发明技术方案如下：

一种基于规则文件的变电站智能装置icd模型的校验方法，包括如下步骤：

s1：使用xml解析库对智能装置icd模型进行xml格式合法性校验；

s2：使用iec61850的schema规则文件对智能装置icd模型进行语法、语义校验；

s3：选择已有或新定义智能装置icd模型规范性校验规则文件，解析所述智能装置icd模型规范性校验规则文件形成校验规则数据结构，并使用所述校验规则数据结构对智能装置icd模型进行模型规范性校验；

s4：输出校验结果。

进一步地，步骤s3所述智能装置icd模型规范性校验规则文件的内容包括根节点定义、子节点定义、节点索引、节点组定义、节点组索引、节点嵌套关系定义、节点组嵌套关系定义、节点必备性定义、属性必备性定义和属性值一致性定义；所述根节点定义和子节点定义均包含特定的唯一key值，所述节点索引通过keyref属性匹配所述key值完成引用，所述节点索引支持通过定义新的子节点实现节点嵌套关系定义。

进一步地，步骤s3所述解析智能装置icd模型规范性校验规则文件形成校验规则数据结构的解析过程为：首先搜索规则文件中的根节点作为起始点，然后搜索根节点的索引，并加载在其索引下定义的子节点、子节点组、子节点嵌套关系、节点必备性规则作为该节点的校验规则数据结构，对搜索到的每一个新定义的子节点和子节点组使用递归方式处理，加入与其对应的校验规则数据结构，以此类推生成与icd模型树状结构相匹配的全节点校验规则数据结构，最后搜索规则文件中包括属性必备性定义和属性值一致性定义的校验内容，生成特定的补充校验规则数据结构。

进一步地，步骤s3所述使用校验规则数据结构对智能装置icd模型进行模型规范性校验具体包括：解析icd模型后找到其根节点，与所述校验规则数据结构中的根节点对应规则进行规范性校验，验证其节点嵌套关系、节点必备属性是否正确，然后对搜索到的子节点和子节点组使用递归方式处理，以此类推完成全部相关节点的规范性校验，最后针对所述补充校验规则数据结构重新遍历icd模型所有节点，匹配符合特征的节点按照相应的规则进行校验。

进一步地，步骤s1具体包括，使用标准的xml解析库验证智能装置icd模型是否符合xml语法规则，验证是否所有xml元素均有关闭标签、xml是否正确地嵌套、xml文档是否有根元素。

进一步地，步骤s2具体包括，使用iec61850标准中定义的schema规则文件，利用标准的schema校验库验证智能装置icd模型的通用语法、语义规则是否与schema规则要求一致，包括元素命名是否正确、特定子元素是否缺失、多个子元素的排序是否正确、同一父元素下是否存在唯一标识相同的子元素、元素的必要属性是否缺失以及元素的属性值是否符合要求。

进一步地，步骤s3所述使用校验规则数据结构对智能装置icd模型进行模型规范性校验过程中，将检验不通过条目及其所在递归层次、问题描述和问题级别信息写入错误信息数据结构。

进一步地，步骤s4所述输出校验结果包括：将所述错误信息数据结构中条目按照一定规则排序后显示到校验工具的结果展示界面或生成到校验结果报告中，完成整个校验过程。

进一步地，步骤s1或步骤s2校验不通过的icd模型文件，直接输出校验错误结果信息，结束校验过程。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：在不改变应用程序的前提下，通过新增或修订规则文件来满足新的校验需求，最大限度减少了校验工具的重复开发工作量，确保使用同一个校验工具持续适应多类型智能装置的icd模型校验不断变化的校验需求。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为校验规则文件、校验规则数据结构和校验过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1，一种基于规则文件的变电站智能装置icd模型的校验方法，包括如下步骤：

s1：选择待校验的icd模型，使用标准的xml解析库（类）验证智能装置icd模型是否符合xml语法规则，确保所有xml元素都须有关闭标签，xml必须正确地嵌套，xml文档必须有根元素等。对于不符合xml格式的icd模型文件将跳过后续步骤，直接给出错误结果信息并结束校验过程。

s2：对于通过步骤s1校验的icd模型，使用iec61850标准中定义的schema规则文件，利用标准的schema校验库（类）验证智能装置icd模型的通用语法、语义规则是否与schema规则要求一致，包括元素命名是否正确、特定子元素是否缺失、多个子元素的排序是否正确、同一父元素下是否存在唯一标识相同的子元素、元素的必要属性是否缺失、元素的属性值是否符合要求等。这一步骤针对所有类型icd模型的iec61850通用规则要求进行验证，对于不符合的icd模型文件将跳过后续步骤，直接给出错误结果信息并结束校验过程。

s3：对于通过步骤s1和步骤s2校验的icd模型，根据其智能装置的类型开展特定规则的校验，针对待校验的智能装置icd模型所涉及的标准，选择已有规则文件，或以人工、规则定义工具等方式生成相应的规则文件。如图2所示，规则文件内容包括根节点定义，子节点定义、节点索引、节点组（满足一定条件的若干节点的合集）定义、节点组索引、节点嵌套关系定义、节点组嵌套关系定义、节点必备性定义、属性必备性定义、属性值一致性定义等，其中根节点定义时被赋予一个特定的唯一key值（如root_key），节点定义时以use属性值为required或optional代表该节点是必备或可选，同时为其赋予一个唯一的key值，节点索引利用keyref属性匹配该key值完成引用，节点索引中允许定义新的子节点或节点组来完成实现嵌套关系的定义，子节点组索引中允许定义模糊的子节点特征（如staggio子节点组内必须包含一个以名称ind开头的doi节点，并且其必须包含一个名称为d，text值为remopbien的dai子节点），另外规则文件中还允许定义特定名称元素的必备属性（如ln必须有desc属性），以及多个节点特定属性值一致性（如doi的desc属性必须与其du一致）等规则。

校验工具根据待校验智能装置icd模型的类型，加载并解析对应的规则文件，在内存中生成校验规则数据结构，解析过程首先搜索规则文件中根节点的特定key值（如root_key）作为起始点，其次搜索根节点的索引并加载在索引下定义的子节点、子节点组、子节点嵌套关系、节点必备性等规则作为该节点的校验规则数据结构，对搜索到的每一个新定义的子节点和子节点组使用递归方式同理处理，加入与其对应的校验规则数据结构，以此类推生成与icd模型树状结构相匹配的全节点校验规则数据结构，最后搜索规则文件中属性必备性定义、属性值一致性定义等内容，生成特定的补充校验规则数据结构。

校验工具解析icd模型后找到其根节点（如scl），与校验规则数据结构中的根节点规则（key值为root_key）进行规范性校验，验证其节点嵌套关系、节点必备属性等是否正确，之后以此为起始点，在icd模型树状节点和全节点校验数据结构中同步递归，对搜索到的子节点和子节点组使用递归方式同理处理（递归处理函数允许传入当前节点的层次描述，便于定位错误信息的位置），将每一个校验不通过的条目，连同其所在递归层次、问题描述和问题级别（错误、警告、提示等）等信息写入错误信息数据结构，最后针对属性必备性定义、属性值一致性定义等补充校验规则数据结构，重新遍历icd模型所有节点，匹配符合特征的节点使用相应规则对其校验，校验不通过条目同理写入错误信息数据结构。

s4：将错误信息数据结构中条目按照一定的规则（如问题级别）排序后显示到校验工具的结果展示界面中或生成到校验结果报告中，作为测试结论的依据，也可指导智能装置生产厂家整改问题，最终完成整个校验工作。

本实施例中所展示的系统和方法可以通过其它的方式实现，例如，使用与icd模型相同的层次结构方式定义校验规则文件的层次结构代替规则文件中的定义方式，使用其他存储校验规则的方式（如数据库）代替规则文件的形式。

本方法将智能变电站智能装置icd模型的校验方式，由原本只适用于特定智能装置icd模型的固化校验模式，严格依赖校验工具程序代码且升级扩展困难的设计方式，变更为不依赖于校验工具程序代码，可根据需求定义校验规则文件来实现新的校验需求的灵活方式，较好地解决了在iec61850技术发展推广的过渡期中，智能装置icd模型校验规则的频繁变化带来的智能装置生产、检测和调试难题，该项技术的应用和推广可有效提高智能装置生产厂家各类型装置icd模型的标准化程度，大幅加速智能装置检测机构icd模型校验的检测效率，同时，该校验方法和设计思路也可以被应用到其他基于xml格式模型文件的检测领域，有很好的应用前景和工程实用价值。