智能变电站二次系统物理回路建模及虚实对应的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能变电站二次系统物理回路建模及虚实对应的方法，属于智能 变电站设计的技术领域。
【背景技术】
[0002] 智能变电站的二次回路包括逻辑回路和物理回路，逻辑回路主要是智能电子设备 (IED)之间的信号连接关系，物理回路主要是设备之间物理端口通过光缆、尾缆、跳纤的连 接关系。逻辑回路在物理回路上传输，物理回路是实现逻辑回路的媒介，逻辑回路和物理回 路是智能变电站二次系统设计的核心部分。国际标准IEC61850-6定义了智能变电站逻辑 回路的建模标准，变电站系统配置描述（SCD)文件是二次系统逻辑回路的模型表达，设计 单位通过SCD文件完成二次系统逻辑回路设计，工程实施单位根据SCD文件完成二次系统 逻辑回路的配置。但物理回路尚无相关标准定义其模型，设计单位通过光缆联系图的图纸 形式表达物理回路设计，工程实施单位根据光缆联系图完成二次系统物理回路的施工。
[0003] 目前，智能变电站二次系统配置设计软件大都具有物理回路设计功能，物理回路 的模型由内部数据库结构实现，但尚未公开具体的数据结构，也未充分公开物理回路的模 型和建模方法，无法在此基础上开发更高级的功能应用。
【发明内容】
[0004] 目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种智能变电站二次系统物 理回路建模及虚实对应的方法。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种智能变电站二次系统物理回路建模的方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0007] 步骤一：设备厂商设计人员通过配置工具配置物理回路IP⑶文件，对IP⑶文件 中的装置板卡和物理端口进行描述；所述IPCD文件描述格式为：SPCL根元素，表示文件 的语言格式为物理配置描述语言；Unit元素，表示物理装置本身，一个SPCL元素只含有一 个Unit元素，Unit的属性有descl、IEDname、name、typel ;descl表示物理装置的描述， IEDname表示物理装置的设备名称，name为屏柜中装置编号，IP⑶文件初始为空，typel为 装置类型，枚举值为IED、ODF、SWI，IED表示智能设备，ODF表示光纤配线架，SWI表示交换 机；Board元素，表示板卡，一个Unit中可以包含多个Board元素，Board的属性有desc2、 slot :desc2表示板卡的描述，slot表示板卡的槽位，枚举值为1-20的二十个整数，或横 板结构的ODF和SWI，槽位枚举值为A-Z的二十六个英文字母；Port元素，表示端口，一个 Board 可以包含多个 Port 元素 ，Port 的属性有 desc3、direction、no、plug 和 type2 :desc3 表示端口的功能描述，如MMS、G00SE/SV、GPS等；direction表示端口的数据流向，枚举值为 Tx、Rx、TxRx，Tx表示发送，Rx表示接收，TxRx表示发送接收均可；no表示端口排序，枚举值 为A-Z的二十六个英文字母，plug表示插头类型，枚举值为LC、ST、SC、FC、RS485、RS232、 RJ45, type2 表示接 口类型，枚举值为 F0C、100BaseT、STP ;
[0008] 步骤二：设计单位将IPCD文件实例化成屏柜模型，再设计屏柜间的光缆连接和装 置间的光纤连接，完成变电站物理回路SPCD描述文件，实现逻辑回路与物理回路的解耦设 计；所述SPCD文件描述格式为：SPCL根元素，表示文件的语言格式为物理配置描述语言； Substation元素，表不变电站，一个SPCL元素只含有一个Substation元素 ；Substation 的属性有desc4、name2 :desc4表示变电站的描述，name2缺省为空，暂不使用；Region元 素，表示变电站的小室，一个Substation元素可以含有多个Region元素，Region的属性有 desc5、name3 :desc5表示小室的描述，name3为小室的标识，由英文加数字构成；Cubicle 元素，表示屏柜，一个Region元素可以含有多个Cubicle元素，Cubicle的属性有desc6、 name4 :desc6表示屏柜的描述，name4为屏柜的标识，由英文加数字构成；Unit元素，表示物 理装置本身，一个Cubicle元素可以含有多个Unit元素，Unit的属性有descl、IEDname、 name5、type3 :descl表示物理装置的描述，IEDname表示物理装置的设备名称，与SO)文件 中的IEDname相同，非智能设备为空，name5为屏柜中装置编号，type3为装置类型，枚举值 为 IED、ODF、GS-NET、SV-NET、GS-SV-NET、MMS-NET，IED 表示智能设备，ODF 表示光纤配线 架，GS-NET表示GOOSE交换机，SV-NET表示SV交换机，GS-SV-NET表示G00SE/SV交换机， 丽S-NET表示丽S交换机；Board元素，表示板卡，一个Unit中可以包含多个Board元素， Board的属性有desc2、slot :desc2表不板卡的描述，slot表不板卡的槽位，枚举值为1-20 的二十个整数，或横板结构的ODF和SWI，槽位枚举值为A-Z的二十六个英文字母；Port元 素，表示端口，一个Board可以包含多个Port元素，Port的属性有desc3、direction、no、 plug 和 type2 :desc3 表示端 口的功能描述，如 MMS、G00SE/SV、GPS 等；direction 表示端 口的数据流向，枚举值为Tx、Rx、TxRx，Tx表示发送，Rx表示接收，TxRx表示发送接收均 可；no表示端口排序，枚举值为A-Z的二十六个英文字母，plug表示插头类型，枚举值为 LC、ST、SC、FC、RS485、RS232、RJ45, type2 表示接 口类型，枚举值为 F0C、100BaseT、STP ; IntCore元素，表示屏柜内物理连线，一个Cubicle可以包含多个IntCore元素，IntCore属 性有PortA、PortB、name6、type4 :PortA表示屏柜内物理连线的A端口，PortB表示屏柜内 部物理端口，name6表示屏柜内物理连线名称，type4表示物理连线类型，枚举值为FJ、STP、 100BaseT ;Cable元素，表示屏柜间的物理连线，一个Substation可以包含多个Cable元 素 ，Cable 属性有 coresNum、cubicleA、cubicleB、desc7、name8、type5 :coresNum 表不物 理连线的芯数，cubicleA表示物理连线的A屏柜，cubicleB表示物理连线的B屏柜，desc7 表示物理连线描述，name8表示屏柜间物理连线名称，type5表示物理连线类型，枚举值为 FC、FT、FJ、STP、100BaseT ;Core元素，表示屏柜间物理连线的内芯，一个Cable可以包含多 个Core元素。Core属性有no2、PortA、PortB :no2表示光缆的内芯序号，PortA表示屏柜 间物理连线的A端口，PortB表示屏柜间物理连线。
[0009] 基于智能变电站二次系统物理回路模型的虚实对应的方法，其特征在于：包括如 下步骤：
[0010] 步骤一：解析S⑶文件，提取IED中的Inputs，通过iedName字段获取对侧IED名 称，通过intAddr字段获取接收虚端子以及此虚回路的接收物理端口；
[0011] 步骤二：解析SPCD文件，获取小室、屏柜、装置、板卡、装置的物理端口，通过 IntCore元素获取屏柜内部光纤所涉及物理端口的连接关系，通过Core元素获取屏柜间光 缆所涉及屏柜、装置、物理端口的连接关系；
[0012] 步骤三：以步骤一中虚回路的接收物理端口为搜索起点，遍历步骤二中SP⑶文件 中的物理端口连接关系，物理端口连接关系中包含两个物理端口，当其中一个端口为所搜 索的物理端口时，则将另一个端口作为下一个搜索起点逐步向前单向搜索，直到搜索的物 理端口所属设备为IED设备或交换机设备；若搜索尽头是IED设备，则判断此IED名称是否 是步骤一中的对侧IED名称，若是，则此物理路径即为步骤一中虚回路的物理路径；若搜索 尽头是交换机设备，则再以交换机的全部物理端口为新的搜索起点继续向前搜索，最终迭 代搜索到IED设备，则判断此IED名称是否是步骤一中的对侧IED名称，若是，则此物理路 径即为步骤一中虚回路的物理路径。
[0013] 有益效果：本发明提供的智能变电站二次系统物理回路建模及虚实对应的方法， 在设计过程中，通过分开设计SCD文件和物理回路文件SPCD，实现逻辑回路和物理回路的 解耦设计，两类设计工作相互没有干扰，逻辑回路或物理回路的改动不会相互影响，实现并 行设计，在设计出图时再将SCD文件和SPCD文件进行虚实对应，同样实现虚实一体化设计 表达。将实回路像虚回路一样模型化，提升了设计效率和准确性，当图纸需要修改时，仅需 修改模型文件而不再需要修改多张图纸；