本发明属于变电站设计领域，具体涉及物理能力描述和建模方法。
背景技术：
1、目前变电站的二次屏柜和柜间二次物理回路的设计过程中，主要由二次设备制造商提供屏柜的电气原理图，设计院负责根据项目的实际应用绘制柜间的电气二次回路原理图和接线图等工程图纸。由于设计过程主要靠人工绘制回路图纸，存在设计效率低下、错误率高、难以进行有效的数据传递，同时由于不同设备制造商的图纸差异较大，图纸复用率较低。变电站运维调试环节，也存在着大量对二次屏柜物理能力数据的需求，为此在运维调试环节存在着大量对设计图纸数据进行人工转换及重新建模的工作。
2、智能变电站中以光纤和逻辑回路的连接，代替传统变电站的电缆物理回路，但是传统变电站中二次回路均需要通过电缆进行连接，并且在智能变电站中，也存在着很大部分的二次物理回路。智能变电站中ied61850标准定义了ied设备的模型及交互规范，gb/t37755标准中也通过spcd模型文件规范了ied设备的光纤接口及光纤回路的模型。但是对于变电站中二次屏柜内的的电缆回路、二次设备的物理能力描述和建模，缺少相应的方法。
3、因此，迫切要求研究如何实现二次设备屏柜和设备的物理特性和物理回路建模，推动提升二次设备数字化设计水平。
技术实现思路
1、本发明的目的是实现二次设备屏柜和设备的物理特性和物理回路的描述和建模。
2、一种变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，包括如下步骤：
3、步骤 1，定义二次设备的连接点和元件的类型，建立二次设备零部件物理能力描述模板；
4、步骤 2，基于二次设备零部件物理能力描述模板，将零部件实例化成二次屏柜内的电气设备，并定义设备的元件和连接点实例化后的属性；
5、步骤 3，定义二次屏柜及属性，定义二次屏柜内电气设备之间的连接线；
6、步骤 4，将二次设备零部件物理能力描述模板、二次屏柜、二次屏柜内设备和连接线汇总，形成二次屏柜物理能力描述cpd模型文件。
7、进一步地，在步骤1中，所述二次设备零部件物理能力描述模板使用parttemplate 元素进行描述，parttemplate 元素包含名称name、描述desc、型号type和制造商manufacturer属性，parttemplate 元素包含连接点模板和元件模板。
8、进一步地，将电气设备的接线端子、光口、网口统一定义为连接点，使用pintemplate 元素描述连接点模板， pintemplate 元素包含名称name、描述desc、类型type、连接点内外侧pinside属性；同时定义了连接点类型，并根据不同类型设置不同的附加属性；所述连接点类型包括接线端子、以太网口、光口和鞍形跳线端子。
9、进一步地，将设备的多个实现一个功能的连接点组合定义为元件，使用componenttemplate 元素描述元件模板，componenttemplate 元素包含名称name、描述desc、元件大类group、类型type属性，同时定义了连接元件、逻辑元件、开关元件、测量元件、电能发生转换元件、无源元件 6 个大类元件，每个大类中包含若干元件类型，并根据不同的元件类型设置元件的附加属性。
10、进一步地，在步骤2中，使用设备device元素描述实例化后的电气设备，设备device元素包含名称name、ied设备名称iedname、铭牌文本label属性，设备device元素包含设备关联的零部件part元素、实例化后的元件component元素和连接点pin元素。
11、进一步地，对于复杂设备，使用子设备subdevice元素描述设备中每个子模块；对于端子排类型的设备，使用设备device元素下的子设备subdevice元素描述端子排中的每一片端子；对于继电保护及安全自动装置，使用设备device元素下的子设备subdevice元素描述装置中的板卡，子设备subdevice元素的属性定义和设备device元素相同。
12、进一步地，零部件part元素为parttemplate元素的实例化，包含名称name、描述desc、数量num属性，并通过name属性与parttemplate元素进行关联。
13、进一步地，实例化后的元件component元素和连接点pin元素，如果component元素和元件模板中的componenttemplate元素的属性相同，pin元素和元件模板中的pintemplate元素的属性相同时，不声明其元件component元素和连接点pin 元素，代表设备device元素隐式地将part元素对应的parttemplate元素中的componenttemplate元素和pintemplate元素实例化成相同属性的component元素和连接点pin元素。
14、进一步地，对于元件分组为逻辑元件的component元素包含icdref属性，通过icdref属性，将元件映射为icd模型中的虚端子、do或da元素。
15、进一步地，在步骤3中，使用cubicle元素描述屏柜，cubicle元素包含名称name、描述desc、类型type、制造商manufacturer、宽度width、高度height、深度depth、颜色color、门轴方向shaftdirection属性，cubicle元素包含设备device元素和连接connection元素。
16、进一步地，使用连接connection元素描述柜内的连接线，connection元素包含名称name、描述desc、类型type、回路代号designation、颜色color、起点设备名称startdevicename、起点子设备名称startsubdevicename、起点连接点名称startpinname、终点设备名称enddevicename、终点子设备名称endsubdevicename、终点连接点名称endpinname，并设置连接类型，根据不同的连接类型设置了不同附加属性；所述连接类型包括导线、鞍形跳线、光纤和以太网线。
17、采用上述方案后，本发明具有如下有益效果：
18、本发明通过对变电站二次设备及屏柜物理能力描述及建模，使用统一方法的描述了光回路和电回路，从二次屏柜设计为源头解决目前变电站二次系统数字化信息不足的问题，为变电站全站二次系统设计提供了数据基础，实现了二次屏柜内光电回路完整的信息建模，提升二次系统建模及设计效率。
1.一种变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，在步骤1中，所述二次设备零部件物理能力描述模板使用 parttemplate 元素进行描述，parttemplate 元素包含名称name、描述desc、型号type和制造商manufacturer属性，parttemplate 元素包含连接点模板和元件模板。
3.根据权利要求2所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，将电气设备的接线端子、光口、网口统一定义为连接点，使用 pintemplate 元素描述连接点模板， pintemplate 元素包含名称name、描述desc、类型type、连接点内外侧pinside属性；同时定义了连接点类型，并根据不同类型设置不同的附加属性；所述连接点类型包括接线端子、以太网口、光口和鞍形跳线端子。
4.根据权利要求3所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，将设备的多个实现一个功能的连接点组合定义为元件，使用 componenttemplate 元素描述元件模板，componenttemplate 元素包含名称name、描述desc、元件大类group、类型type属性，同时定义了连接元件、逻辑元件、开关元件、测量元件、电能发生转换元件、无源元件6 个大类元件，每个大类中包含若干元件类型，并根据不同的元件类型设置元件的附加属性。
5.根据权利要求4所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，在步骤2中，使用设备device元素描述实例化后的电气设备，设备device元素包含名称name、ied设备名称iedname、铭牌文本label属性，设备device元素包含设备关联的零部件part元素、实例化后的元件component元素和连接点pin元素。
6.根据权利要求5所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，对于复杂设备，使用子设备subdevice元素描述设备中每个子模块；对于端子排类型的设备，使用设备device元素下的子设备subdevice元素描述端子排中的每一片端子；对于继电保护及安全自动装置，使用设备device元素下的子设备subdevice元素描述装置中的板卡，子设备subdevice元素的属性定义和设备device元素相同。
7.根据权利要求5所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，零部件part元素为parttemplate元素的实例化，包含名称name、描述desc、数量num属性，并通过name属性与parttemplate元素进行关联。
8.根据权利要求5所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，实例化后的元件component元素和连接点pin元素，如果component元素和元件模板中的componenttemplate元素的属性相同，pin元素和元件模板中的pintemplate元素的属性相同时，不声明其元件component元素和连接点pin元素，代表设备device元素隐式地将part元素对应的parttemplate元素中的componenttemplate元素和pintemplate元素实例化成相同属性的component元素和连接点pin元素。
9.根据权利要求5所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，对于元件分组为逻辑元件的component元素包含icdref属性，通过icdref属性，将元件映射为icd模型中的虚端子、do或da元素。
10.根据权利要求5所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，在步骤3中，使用cubicle元素描述屏柜，cubicle元素包含名称name、描述desc、类型type、制造商manufacturer、宽度width、高度height、深度depth、颜色color、门轴方向shaftdirection属性，cubicle元素包含设备device元素和连接connection元素。
11.根据权利要求10所述变电站二次设备及屏柜物理能力描述和建模方法，其特征在于，使用连接connection元素描述柜内的连接线，connection元素包含名称name、描述desc、类型type、回路代号designation、颜色color、起点设备名称startdevicename、起点子设备名称startsubdevicename、起点连接点名称startpinname、终点设备名称enddevicename、终点子设备名称endsubdevicename、终点连接点名称endpinname，并设置连接类型，根据不同的连接类型设置了不同附加属性；所述连接类型包括导线、鞍形跳线、光纤和以太网线。