本发明涉及一种基于电网调度系统ems的网络备自投控制系统及方法。
背景技术：
随着我国电网规模的不断扩大和用户对供电质量要求的提高，对电网运行的实时监测和分析控制提出了更新更高的要求。为了保障供电可靠性和稳定性，许多变电站内装设备自投装置，当主供电源发生故障时，能够跳开主供电源开关，投入备用电源开关，缩短停电时间，减少经济损失。因此，研究备自投技术对于电网故障时快速恢复供电、提高智能电网的安全性，起着关键性的作用。
然而，常规备自投装置只能实现单一变电站的就地备用电源自动投入，当工作电源和备用电源处于不同变电站时，常规备自投无法将备用电源投入恢复电网供电。针对以上问题，部分地区建立了基于ems的备自投控制系统，其中许多地区选择了将备自投系统内嵌于ems系统中，这种设置对安全校核机制要求高，运行操作时存在较大风险。其次在输电线路发生故障时，大量的警报信息在很短的时间内不加选择地提供给调度员，以致调度员往往来不及处理和判断，这给及时发现故障、判断故障、分析故障和恢复供电带来了难度。
随着调度自动化系统的性能提升及电网光纤通信网络的完善，基于ems的集中式备自投方案的实现条件逐步成熟，但目前还有不少问题需要解决。
1)ems的遥信、遥测数据及保护动作信号依靠控制中心系统采集，以人工或自动方式定义区域备自投模型，采用状态估计对遥测、遥信数据进行数据预处理，并利用处理后的数据进行充电条件、放电条件判断和生成动作逻辑，再经ems的电网分析模块校正后，由scada下发操作指令，以遥控操作的方式投切相关设备，实现备用电源的自动投入功能。scada系统完成全网数据收集需要的时间至少10s以上，再经过分析、决策、控制命令下发和执行，所需要的时间更长。这样的备自投响应速度是不能满足实际运行要求的。
2)保护装置的动作接点接到测控装置再上送主站系统对于复杂故障后的区域备自投，往往需要获知同一时刻的多个节点的电压、电流信息，若要实现过负荷联切或者负荷均分，还需要获知同一时刻的断面潮流、负荷潮流。
3)与ems系统同一平台，对安全校核机制要求高，运行操作时存在较大风险。依赖于调度通信网络，在网络故障时或数据量大时易受影响。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于电网调度系统ems的网络备自投控制系统及方法，本发明能够有效的克服常规备自投的局限性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一目的是提供一种基于电网调度系统ems的网络备自投控制方法，包括以下步骤：
获取电网信息，根据电网信息确定变电站设备组成和母线接线方式；
定义备自投的操作模型，依照iec61970/cim规则建立数据平台，形成实时数据的映射；
获取ems的遥信、遥测及保护动作信息，根据以上实时信息搜索操作对象，确认运行参数，依照判断逻辑自动生成备自投方案，按照生成的方案进行备自投控制。
进一步的，实时读取电网调度数据与预先设置的配置表进行匹配，读取配置表，查询是否需要更新模型，需要更新时，则重新读取配置表，获取更新，重复上述步骤；不需要更新时，获取cim文件，查询cim文件是否更新过，如果更新过，则重新回到读取配置表的步骤；若cim文件未更新，则读取cim模型xml文件，读取数据库模型配置。
进一步的，进行匹配后，根据匹配结果检索xml文件中符合要求的拓扑结构，分为分支线t节点备自投方案与序列操作变电站方案，其中序列操作变电站方案包括：内桥接线两圈变压器、内桥接线三圈变压器、单母线分段接线、主变组接线与双母分段接线，根据获取xml文件确定所需的拓扑结构，通过解析xml文件，利用所获取的拓扑结构和逻辑排列关系，完成模型重构。
进一步的，确定变电站设备组成和母线接线方式之后，自动匹配备自投的操作模型，根据该模型接入数据，依照iec61970/cim规则建立数据平台，最终实现数据的实时映射。
更进一步的,根据获取xml文件确定所需的拓扑结构，自动匹配操作模型，根据接线方式的svg接线图获取相关开关设备遥信遥测量，并自动读取主变参数。
更进一步的，具体包括自动模式和半自动模式，其中自动模式为：用户根据需求和实时运行方式选择执行方案，自动形成全部操作，操作的全过程会实时显示在系统接线图中；
半自动模式为：根据需求和实时运行方式选择执行方案，提示操作步骤，确认后单步执行，进入方案执行后，自动查询最新实时数据来判断当前运行方式，同时提供可执行操作的选项，操作项执行后，按接线方式顺序依次执行开关操作，图中实时显示操作开关的状态同时也会以信息窗显示操作内容。
进一步的，根据遥信、遥测及保护动作信息实时信息搜索操作对象，确认运行参数，依照判断逻辑自动生成备自投方案。
更进一步的，ems的遥信、遥测数据及保护动作信号依靠控制中心系统采集，以人工或自动方式定义区域备自投模型，采用状态估计对遥测、遥信数据进行数据预处理，并利用处理后的数据进行充电条件、放电条件判断和生成动作逻辑，以遥控操作的方式投切相关设备，实现备用电源的自动投入功能。
进一步的，还包括以svg矢量图的方式显示电网接线图和厂站接线图，直观表示备自投控制方案。
svg操作模式在系统中的应用如地理接线图、厂站一次接线图等，不再是以往系统中的简单图形，而真正成为了一种可扩展可移植的图形资源。这些图像集中了大量数据信息，能够辅助系统人员更有效地处理和分析纷繁的电网数据，给系统运行人员提供更加直观的操作平台，提高了操作的安全性与准确性，为正确的事故决策提供了保证。
本发明的第二目的是提供一种基于电网调度系统ems的网络备自投控制系统，运行于处理器或存储器上，被配置为执行以下指令：
获取电网信息，根据电网信息确定变电站设备组成和母线接线方式；
定义备自投的操作模型，依照iec61970/cim规则建立数据平台，形成实时数据的映射；
获取ems的遥信、遥测及保护动作信息，根据以上实时信息搜索操作对象，确认运行参数，依照判断逻辑自动生成备自投方案，按照生成的方案进行备自投控制。
执行包括自动模式和半自动模式，其中自动模式为：用户根据需求和实时运行方式选择执行方案，自动形成全部操作，操作的全过程会实时显示在系统接线图中；
半自动模式为：根据需求和实时运行方式选择执行方案，提示操作步骤，确认后单步执行，进入方案执行后，自动查询最新实时数据来判断当前运行方式，同时提供可执行操作的选项，操作项执行后，按接线方式顺序依次执行开关操作，图中实时显示操作开关的状态同时也会以信息窗显示操作内容。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明给出了一种基于ems的网络备自投控制系统，克服了常规备自投的局限性，能够实时获取关键数据，确认变电站设备组成和母线的接线方式，进行人工定义备自投操作模型，简化了控制系统的流程，事先制定模型库，使操作更便利。
2.能够实时获取ems的遥信、遥测及保护动作信息，并精确提取事故相关信息，从而确定运行参数，自动生成备自投的方案，实时获取数据，自动制定可行的方案，大幅缩短了停电时间。
3.系统以svg矢量图的方式显示电网接线图和厂站接线图，为用户提供操作界面，提高了系统的操作安全性与准确性，使操作更加直观，减轻了工作量，为相关工作人员减轻负担。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为系统结构设计图；
图2为服务端设计流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图2所示，一种基于ems的网络备自投控制方法，包括以下步骤：
步骤一，获取xml文件，获取电网信息：将获取的数据由faultvista预处理。
步骤二中，对步骤一中的xml文件利用faultvista预处理，得到电网信息，由此确定确认变电站设备组成和母线接线方式：
由faultvista对xml文件进行预处理，获得电网的关键信息，从中提取变电站以及母线信息，由此确定确认变电站设备组成和母线接线方式。
步骤三中，由步骤二中确认变电站设备组成以及母线接线方式之后，通过人工定义备自投的操作模型，依照iec61970/cim规则建立数据平台，形成实时数据的映射：
确定变电站设备组成和母线接线方式之后，自动匹配备自投的操作模型，根据该模型接入数据，依照iec61970/cim规则建立数据平台，最终实现数据的实时映射。
步骤四中，在故障发生的同时，使用104规约获取ems的遥信、遥测及保护动作信息，根据以上实时信息搜索操作对象，确认运行参数，faultvista依照判断逻辑自动生成备自投方案：
通过104规约获取实时的保护动作信息，遥信、遥测信息，找出操作对象，由faultvista根据实际情况自动生成操作方案。
步骤五中，与此同时，在faultvista中以svg矢量图的方式显示电网接线图和厂站接线图，为用户提供操作界面，能够辅助线路运行单位更有效地处理和分析纷繁的电网数据，提供更加直观的操作平台，提高了操作的安全性与准确性，推进电网安全运行保障体系将由静态的、被动的、独立的预案型防御向动态的、主动的、系统的对策型防御发展：
在自动生成备自投方案的同时，faultvista以svg矢量图的形式建立了一种直观、便利的操作界面，界面展示电网接线图和厂站接线图，提高了相关工作人员的操作便利性与安全性。
其中，faultvista是高压输电线路故障定位及通报系统，用于快速、准确、自动判断输电网故障性质进行故障定位。系统可以有效解决电网发生事故时，信息量过大，很难查找主要信息，从而造成事故判断不准确、处理缓慢的问题。该系统是一套服务于电力系统运检人员的决策扶持系统，运检人员借助该系统可以快速收到故障信息及故障情况，获取关于巡视线路选择和故障点快速查找的帮助，以便及时修复、减少停电时间，提高供电可靠性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。