本發(fā)明涉及一種構(gòu)建電力系統(tǒng)二次設(shè)備仿真模型的方法，屬于電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)仿真計(jì)算是電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析與安全控制的基本工具，而電力系統(tǒng)建模是實(shí)現(xiàn)仿真計(jì)算的基礎(chǔ)。當(dāng)前，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)二次設(shè)備的型號(hào)越來越多，功能越來越復(fù)雜，集成度越來越高，給仿真模型的構(gòu)建帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)二次設(shè)備（設(shè)備、回路）模型通常進(jìn)行了相當(dāng)大程度的實(shí)用性簡化?；谏鲜龊喕Ｐ偷姆抡嬗?jì)算存在仿真真實(shí)性方面的缺陷，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前調(diào)控一體化、運(yùn)維一體化培訓(xùn)仿真系統(tǒng)統(tǒng)一建模的需求。在現(xiàn)有的電力培訓(xùn)仿真系統(tǒng)中，常用的建模方法可以分為：面向過程的建模、面向數(shù)據(jù)的建模、面向信息的建模、面向決策的建模和面向?qū)ο蟮慕Ｎ宸N。其中，面向過程的建模方法是把過程看作系統(tǒng)模型的基本部分，數(shù)據(jù)是隨著過程而產(chǎn)生的。面向數(shù)據(jù)的建模方法是關(guān)注模型的輸入輸出，功能跟隨數(shù)據(jù)。面向信息的建模方法是從整個(gè)系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)模型開始的，通過一個(gè)全局信息需求視圖來說明系統(tǒng)中所有基本數(shù)據(jù)實(shí)體及其相互關(guān)系，在此基礎(chǔ)上逐步構(gòu)造整個(gè)模型，信息模型記錄系統(tǒng)運(yùn)行所需的信息實(shí)體。面向決策的建模方法是通過系統(tǒng)的決策制訂原則和機(jī)理、系統(tǒng)的組織機(jī)構(gòu)的分析結(jié)果來建立模型。面向?qū)ο蟮慕７椒ㄊ抢妹嫦驅(qū)ο蟮姆椒?，運(yùn)用封裝、繼承、多態(tài)等機(jī)制來構(gòu)造虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。面向?qū)ο螅╫bject-oriented）方法公認(rèn)是解決上述問題的有效技術(shù)手段。由于對象系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與解題系統(tǒng)既有相互獨(dú)立性（封裝性）又相互聯(lián)系，因此可保證軟件系統(tǒng)不斷擴(kuò)展和維修。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)，建模所需的數(shù)據(jù)量十分龐大，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。仿真模型必須隨應(yīng)用功能的改變而變化。仿真模型的規(guī)模、結(jié)構(gòu)也將隨電力系統(tǒng)發(fā)展而經(jīng)常改變。擬定一個(gè)以面向?qū)ο蠹夹g(shù)為指導(dǎo)的模型方案需要反復(fù)研究與探索。面向?qū)ο蠹夹g(shù)引入電力系統(tǒng)仿真軟件對軟件的開發(fā)有重要意義，但仍有許多具體問題需要研究與探索，例如電力系統(tǒng)二次設(shè)備的仿真建模等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電力系統(tǒng)二次設(shè)備仿真模型構(gòu)建方法。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：一種電力系統(tǒng)二次設(shè)備仿真模型構(gòu)建方法，包括如下步驟：（1）使用可視化建模工具，生成培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線；（2）使用可視化建模工具，繪制二次設(shè)備的外觀；（3）分析二次設(shè)備的屬性和功能；（4）分析二次設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并從培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線中訂購二次設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)，定義輸出數(shù)據(jù)；（5）使用可視化建模工具，定義二次設(shè)備的外觀邏輯節(jié)點(diǎn)；（6）按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式，擴(kuò)展二次設(shè)備仿真模型內(nèi)部屬性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表述模型行為的內(nèi)部機(jī)理，實(shí)現(xiàn)屬性和功能的定義；（7）按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式，在二次設(shè)備模型庫存儲(chǔ)所生成的二次設(shè)備仿真模型。其中較優(yōu)地，所述步驟（1）中，進(jìn)一步繪制電力系統(tǒng)主接線圖和廠站交、直流圖。其中較優(yōu)地，所述二次設(shè)備仿真模型由邏輯節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，所述邏輯節(jié)點(diǎn)包含體現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)、定值、接口及單元連接拓?fù)潢P(guān)系的屬性和功能。其中較優(yōu)地，所述步驟（3）中，通過所述邏輯節(jié)點(diǎn)分析二次設(shè)備的屬性和功能。其中較優(yōu)地，所述可視化建模工具中包括設(shè)備建模工具和電網(wǎng)建模工具。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的技術(shù)特點(diǎn)：1.能夠準(zhǔn)確詳細(xì)描述二次設(shè)備的物理特性機(jī)理，準(zhǔn)確模擬所有外觀屬性和動(dòng)作屬性；2.采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足快速配置部署的實(shí)用化要求。附圖說明圖1為電力系統(tǒng)二次設(shè)備仿真模型的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為在可視化建模工具中，設(shè)置邏輯節(jié)點(diǎn)屬性、數(shù)據(jù)的示意圖；圖3為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展模型的示意圖；圖4為一次系統(tǒng)軟總線的示意圖；圖5為直流供電系統(tǒng)軟總線的示意圖。具體實(shí)施方式當(dāng)前，為了滿足電力系統(tǒng)統(tǒng)一建模以及實(shí)現(xiàn)無縫隙通信的需求，國際電工委員會(huì)第57技術(shù)委員會(huì)（IECTC57）先后發(fā)布了對于電力系統(tǒng)信息一體化非常重要的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEC61850和IEC61970。其中，所有變電站內(nèi)的通信協(xié)議都使用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站系統(tǒng)公共通信標(biāo)準(zhǔn)，通過對二次設(shè)備的一系列規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)中各個(gè)二次設(shè)備的無縫連接。在本發(fā)明中，二次設(shè)備仿真模型由邏輯節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定。如圖1所示，該邏輯節(jié)點(diǎn)是根據(jù)二次設(shè)備功能定義的基本單元模塊，邏輯節(jié)點(diǎn)包含相應(yīng)的屬性和功能，可以體現(xiàn)二次設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)、定值、接口和單元連接拓?fù)潢P(guān)系等。本發(fā)明將面向?qū)ο蟮慕７椒ê兔嫦蛐畔⒌慕７椒ńY(jié)合起來，結(jié)合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，通過可視化手段建立仿真模型，使二次設(shè)備仿真模型的通用性更強(qiáng)。為此，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)步驟：（1）使用可視化建模工具，繪制電力系統(tǒng)主接線圖和廠站交、直流圖，根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)生成培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線。這里的可視化建模工具可以是美國伊利諾伊大學(xué)開發(fā)的電力系統(tǒng)可視化仿真軟件PowerWorld等。如圖2所示，在該可視化建模工具中，可以設(shè)置二次設(shè)備仿真模型中的邏輯節(jié)點(diǎn)屬性、數(shù)據(jù)等。另外，可視化建模工具中可以包括設(shè)備建模工具和電網(wǎng)建模工具等，其中設(shè)備建模工具可以用來產(chǎn)生圖3所示的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展模型，電網(wǎng)建模工具可以用來產(chǎn)生圖4所示的一次系統(tǒng)軟總線。進(jìn)一步地，該培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線還可以包括圖5所示的直流供電系統(tǒng)軟總線等。（2）使用可視化建模工具，繪制二次設(shè)備的外觀。（3）通過邏輯節(jié)點(diǎn)分析二次設(shè)備的屬性和功能。（4）分析二次設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并從培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線中訂購二次設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)，定義輸出數(shù)據(jù)。如有必要，對培訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟總線進(jìn)行擴(kuò)展。（5）使用可視化建模工具，定義二次設(shè)備的外觀邏輯節(jié)點(diǎn)。（6）按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式，擴(kuò)展二次設(shè)備仿真模型內(nèi)部屬性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表述模型行為的內(nèi)部機(jī)理，實(shí)現(xiàn)屬性和功能的定義。（7）按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式，在二次設(shè)備模型庫存儲(chǔ)所生成的二次設(shè)備仿真模型。通過收集和整理電網(wǎng)中的各種二次設(shè)備模型，二次設(shè)備模型庫將逐步得以擴(kuò)充和豐富，最終形成完整的二次設(shè)備模型庫。用戶可以通過參數(shù)設(shè)置即可以快速完成仿真電網(wǎng)中的二次設(shè)備及回路的實(shí)例化。上述可視化、組件化的二次設(shè)備仿真模型構(gòu)建方法依據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，采用圖模一體的可視化建模工具將二次設(shè)備的內(nèi)部元件抽象為邏輯節(jié)點(diǎn)，并按照實(shí)際電氣回路進(jìn)行圖形化組合搭建，從而實(shí)現(xiàn)對二次設(shè)備及回路詳細(xì)仿真模型的構(gòu)建。這種二次設(shè)備仿真模型不僅可以描述二次設(shè)備的內(nèi)部物理功能屬性，同時(shí)準(zhǔn)確地模擬所有外觀屬性和動(dòng)作屬性。這種可視化的建模方法將原先由內(nèi)部執(zhí)行代碼功能實(shí)現(xiàn)的仿真功能抽象為圖形化的元件組合搭建，直觀明了，復(fù)用方便，還可以基于已有仿真模型進(jìn)行局部調(diào)整即可以形成新的二次設(shè)備仿真模型，無需重新開發(fā)，節(jié)省了開發(fā)周期和成本，保證了培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的開放性。以上對本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)二次設(shè)備仿真模型構(gòu)建方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。