专利名称：客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法
技术领域：
本发明涉及铁路、地方电力电气自动化领域，特别是设置到客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法。
背景技术：
GM-6000分布式调度管理自动化系统，也就是客运专线综合监控系统，秉承开放式分布系统的设计理念，采用业界最先进的网格计算和面向服务的SOA架构技术，借鉴GM-2000系统在铁路行业的成功应用经验，构建了高度可靠、扩展自如、超大规模的新一代工业监控通用平台。GM-6000分布式调度管理自动化系统，充分满足不同层次用户的需求，可由小容量的单机版系统，轻松扩展至超百万I/O点的超大规模系统，尤其适用于客运专线综合SCADA系统、城市轨道交通综合监控系统、普速铁路供电调度系统整合等应用领域。客运专线综合SCADA系统中，是需要实时监控供电线路上的设备状态及供电线路的带电状态，目前业内常用的算法是遍历整个系统的所有开关节点进行带电推导计算，算法复杂，实现难度大。但是客运专线中有数百个供电被控站，那使用这种方法会严重影响系统的性能。
发明内容
本发明的目的即在于克服现在技术的不足，提供一种客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，使用较简单的算法对所有开关设备和供电线路进行带电推导，能够减轻整个GM-6000分布式调度管理自动化系统的运算负担。本发明是通过以下技术方案来实现的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，包括以下步骤
(1)从客运专线综合监控系统的实时数据库中提取到包含所有开关设备的连接电路图以及所有开关设备的实时状态信息，开关设备之间即为供电线路；
(2)确认每个开关设备的位置关系，即所有开关设备闭合时，每个开关设备的沿电流方向的前端开关设备和后端开关设备，每个开关设备都有固有电势值，所述的固有电势值包括同向固有电势值和反向固有电势值，所述的反向固有电势值为电流流入开关设备的电势值，同向固有电势值为电流流出开关设备的电势值；
(3)确认进线电源的位置，前端为进线电源的开关设备都为第一开关设备，第一开关设备的后端开关设备则都为第二开关设备，以此类推，则有第三开关设备、第四开关设备、…、第N开关设备，第一个开关设备的前端为进线电源，则反向固有电势值为进线电源的电势值，同向固有电势值视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;第二开关设备，反向固有电势值取所有对应的第一开关设备的同向固有电势值中最小的一个，同向固有电势值视开关设备状态而定，第二开关设备为断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;依次类推出第三开关设备、第四开关设备、第五开关设备、…、第N开关设备的固有电势值；
(4)开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，与其相连的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，如此开关设备和供电线路的即时带电状态推导完成；
(5)将推导完的数据发送到实时数据库存储。进一步，上述的开关设备为客运专线供电自动化系统中被控站供电设备的子集，包含断路器、隔离开关、多工位开关、手车、负荷隔离开关和熔断器开关。步骤(I)中所述的开关设备连接电路图、开关设备的实时状态信息还通过一个电子模拟屏显示出来，方便直观观察。步骤(4)中所述的开关设备、供电线路的带电状态在电子模拟屏中进行动态着色，开关设备、供电线路带电时为红色，开关设备、供电线路不带电时为白色，以便直观观察。步骤(3)所述的进线电源的电势值赋值为65535。步骤(2)所述的开关设备断开时的同向固有电势值赋值为-I。步骤(5)之后还包括一个开关设备实时变化步骤，具体是实时数据库中，第M开关设备状态变化时，其前端的第M-I开关设备、第M-2开关设备、…、第I开关设备的带电状态都不会因此改变，不予考虑；而第M开关设备及其后端的第M+1开关设备、第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备带电状态需重新推导，第M开关设备前端为第M-I开关设备，第M开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M-I开关设备的同向电源电势值中最小的一个，第M开关设备的同向固有电势值如中视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;第1+1开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M开关设备的同向固有电势值最小的一个，同向固有电势值依然视开关设备状态而定，第M+1开关设备为断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;依次类推出第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备的固有电势值，这些开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，其后面的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，推导完的数据发送到实时数据库存储。本发明的有益效果是
(1)算法简单，大大减少计算供电线路带电状态时消耗的系统资源；
(2)在小范围带电状态改变的情况而不用对整个系统进行遍历推导从而达到高效、低资源消耗的优点。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明
客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，包括以下步骤
(1)从客运专线综合监控系统的实时数据库中提取到包含所有开关设备的连接电路图以及所有开关设备的实时状态信息，开关设备之间即为供电线路；
(2)确认每个开关设备的位置关系，即所有开关设备闭合时，每个开关设备的沿电流方向的前端开关设备和后端开关设备，每个开关设备都有固有电势值，所述的固有电势值包括同向固有电势值和反向固有电势值，所述的反向固有电势值为电流流入开关设备的电势、值，同向固有电势值为电流流出开关设备的电势值；
(3)确认进线电源的位置，进线电源如果正常的话，其电势一般赋值为65533，前端为进线电源的开关设备都为第一开关设备，第一开关设备的后端开关设备则都为第二开关设备，以此类推，则有第三开关设备、第四开关设备、…、第N开关设备，第一个开关设备的前端为进线电源，则反向固有电势值为进线电源的电势值65533，同向固有电势值视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为-1，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去1，即65532;第二开关设备，反向固有电势值取所有对应的第一开关设备的同向固有电势值中最小的一个，同向固有电势值视开关设备状态而定，第二开关设备为断开状态则同向固有电势值为-1，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去1，即65531 ；依次类推出第三开关设备、第四开关设备、第五开关设备、…、第N开关设备的固有电势值；
(4)开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，与其相连的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，如此开关设备和供电线路的即时带电状态推导完成；
(5)将推导完的数据发送到实时数据库存储。进一步，上述的开关设备为客运专线供电自动化系统中被控站供电设备的子集，包含断路器、隔离开关、多工位开关、手车、负荷隔离开关和熔断器开关。步骤(I)中所述的开关设备连接电路图、开关设备的实时状态信息还通过一个电子模拟屏显示出来，方便直观观察。步骤(4)中所述的开关设备、供电线路的带电状态在电子模拟屏中进行动态着色，开关设备、供电线路带电时为红色，开关设备、供电线路不带电时为白色，以便直观观察。上述的步骤(5)之后还包括一个开关设备实时变化步骤，具体是实时数据库中，第M开关设备状态变化时，其前端的第M-I开关设备、第M-2开关设备、…、第I开关设备的带电状态都不会因此改变，不予考虑；而第M开关设备及其后端的第M+1开关设备、第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备带电状态需重新推导，第M开关设备前端为第M-I开关设备，第M开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M-I开关设备的同向电源电势值中最小的一个，第M开关设备的同向固有电势值如中视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为-1，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;第1+1开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M开关设备的同向固有电势值最小的一个，同向固有电势值依然视开关设备状态而定，第M+1开关设备为断开状态则同向固有电势值为-1，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;依次类推出第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备的固有电势值，这些开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，其后面的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，推导完的数据发送到实时数据库存储。
权利要求
1.客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于包括以下步骤 (1)从客运专线综合监控系统的实时数据库中提取到包含所有开关设备的连接电路图以及所有开关设备的实时状态信息，开关设备之间即为供电线路； (2)确认每个开关设备的位置关系，即所有开关设备闭合时，每个开关设备的沿电流方向的前端开关设备和后端开关设备，每个开关设备都有固有电势值，所述的固有电势值包括同向固有电势值和反向固有电势值，所述的反向固有电势值为电流流入开关设备的电势值，同向固有电势值为电流流出开关设备的电势值； (3)确认进线电源的位置，前端为进线电源的开关设备都为第一开关设备，第一开关设备的后端开关设备则都为第二开关设备，以此类推，则有第三开关设备、第四开关设备、…、第N开关设备，第一个开关设备的前端为进线电源，则反向固有电势值为进线电源的电势值，同向固有电势值视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;第二开关设备，反向固有电势值取所有对应的第一开关设备的同向固有电势值中最小的一个，同向固有电势值视开关设备状态而定，第二开关设备为断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;依次类推出第三开关设备、第四开关设备、第五开关设备、…、第N开关设备的固有电势值； (4)开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，与其相连的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，如此开关设备和供电线路的即时带电状态推导完成； (5)将推导完的数据发送到实时数据库存储。
2.根据权利要求I所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于所述的开关设备为客运专线供电自动化系统中被控站供电设备的子集，包含断路器、隔离开关、多工位开关、手车、负荷隔离开关和熔断器开关。
3.根据权利要求I所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于步骤(I)中所述的开关设备连接电路图、开关设备的实时状态信息还通过一个电子模拟屏显示出来，方便直观观察。
4.根据权利要求I或3所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于步骤(4)中所述的开关设备、供电线路的带电状态在电子模拟屏中进行动态着色，开关设备、供电线路带电时为红色，开关设备、供电线路不带电时为白色，以便直观观察。
5.根据权利要求I所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于步骤(5)之后还包括一个开关设备实时变化步骤，具体是实时数据库中，第M开关设备状态变化时，其前端的第M-I开关设备、第M-2开关设备、…、第I开关设备的带电状态都不会因此改变，不予考虑；而第M开关设备及其后端的第M+1开关设备、第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备带电状态需重新推导，第M开关设备前端为第M-I开关设备，第M开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M-I开关设备的同向电源电势值中最小的一个，第M开关设备的同向固有电势值如中视开关设备状态而定，断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态的同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;第1+1开关设备的反向固有电势值为所有对应的第M开关设备的同向固有电势值最小的一个，同向固有电势值依然视开关设备状态而定，第M+1开关设备为断开状态则同向固有电势值为负，闭合状态则同向固有电势值为反向固有电势值减去I ;依次类推出第M+2开关设备、第M+3开关设备、第M+4开关设备、…、第N开关设备的固有电势值，这些开关设备的同向固有电势值为正时，则开关设备处于带电状态，其后面的供电线路即带电，反之开关设备和供电线路都不带电，推导完的数据发送到实时数据库存储。
6.根据权利要求I所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于步骤(3)所述的进线电源的电势值赋值为65535。
7.根据权利要求I所述的客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，其特征在于步骤(2)所述的开关设备断开时的同向固有电势值赋值为-I。
全文摘要
本发明公开了一种客运专线综合监控系统中基于电势的带电推导方法，进线电源的电势值根据正常带电的电压值被赋值为65535，如线路经过的开关处于闭合状态，每经过一个开关设备则电势值减1；如开关处于分开状态，则电势值为-1，当开关设备的电势值为正时，开关设备及与其连接的供电线路就带电。本发明采用开关自身计算自身的带电状况，即每个开关设备进行带电推导是根据与之相邻的开关设备的电势值和自身开关闭合状态来计算，对于没有影响的开关不进行计算，所以在系统计算带电推导时，本发明采用的算法在高效的同时还可大大减少计算供电线路带电状态时消耗的系统资源。
文档编号H02J13/00GK102647028SQ201210125860
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者刘军, 彭刚, 王倩, 陈奇志 申请人:成都交大光芒科技股份有限公司