基于scd文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，包括以下步驟：1)讀取SCD文件，獲得保護(hù)系統(tǒng)中各IED的虛端子和虛回路的謂詞表達(dá)式；2)根據(jù)所述謂詞表達(dá)式，生成保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連接圖及其謂詞表達(dá)式；3)根據(jù)邏輯連接圖的謂詞表達(dá)式進(jìn)行謂詞演算，識(shí)別保護(hù)系統(tǒng)的物理連接，并生成保護(hù)系統(tǒng)的物理連接圖；4)將物理連接圖轉(zhuǎn)化為保護(hù)系統(tǒng)的可靠性框圖；5)根據(jù)可靠性框圖對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性指標(biāo)的計(jì)算。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有效率高、能適應(yīng)智能變電站保護(hù)系統(tǒng)的多種通信方式等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站保護(hù)技術(shù)，尤其是涉及一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站系統(tǒng)除了要滿足所需的功能性要求外，還需滿足各種性能要求。例如，非專利文獻(xiàn)“智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)有效度評(píng)估模型研究.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37 (9):1-9”研究并提出了涵蓋了可靠性、可用性、實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)性的系統(tǒng)有效度指標(biāo)；非專利文獻(xiàn)“基于IEC61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)連鎖故障分析.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，02:61_66”從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論出發(fā)，以邏輯節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)、邏輯連接為邊，將智能變電站抽象成一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，初步揭示了邏輯節(jié)點(diǎn)的故障在系統(tǒng)中的傳播規(guī)律；非專利文獻(xiàn)“基于IEC61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評(píng)估.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，05:32-36+41”基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，將系統(tǒng)功能分解成由邏輯節(jié)點(diǎn)和邏輯連接構(gòu)成的邏輯節(jié)點(diǎn)連接圖，根據(jù)系統(tǒng)功能的可靠性框圖，計(jì)算系統(tǒng)的可用率。但上述文獻(xiàn)存在的共性問題是，在進(jìn)行系統(tǒng)性能分析之前，需要以人工方式建立相應(yīng)的性能評(píng)估模型。由于智能變電站具有復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得上述性能評(píng)估的效率較低。
[0003]智能變電站和常規(guī)變電站的一個(gè)重要區(qū)別是，前者在工程配置中廣泛采用變電站配置描述(Substation Configuration Description,SO))文件。與變電站所采用的其他配置文件相比，SCD文件具有兩點(diǎn)重要區(qū)別，其一是該文件具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z法結(jié)構(gòu)和語義描述，因而實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器可讀” (machine readable);其二是該文件完整描述了變電站的一次系統(tǒng)拓?fù)洹⒅悄茈娮友b置(Intelligent Electronic Device, IED)內(nèi)的功能拓?fù)湟约叭镜耐ㄐ磐負(fù)洹Ｒ虼?，本發(fā)明利用SCD文件對(duì)智能變電站進(jìn)行自動(dòng)的性能評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種效率高、能適應(yīng)多種通信方式的基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，包括以下步驟:
[0007]I)讀取SCD文件，獲得保護(hù)系統(tǒng)中各IED的虛端子和虛回路的謂詞表達(dá)式；
[0008]2)根據(jù)所述謂詞表達(dá)式，生成保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連接圖及其謂詞表達(dá)式；
[0009]3)根據(jù)邏輯連接圖的謂詞表達(dá)式進(jìn)行謂詞演算，識(shí)別保護(hù)系統(tǒng)的物理連接，并生成保護(hù)系統(tǒng)的物理連接圖；
[0010]4)將物理連接圖轉(zhuǎn)化為保護(hù)系統(tǒng)的可靠性框圖；
[0011]5)根據(jù)可靠性框圖對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性指標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算。
[0012]所述的保護(hù)系統(tǒng)中各IED的虛端子和虛回路的謂詞表達(dá)式包括:
[0013]IED的輸入虛端子謂詞表達(dá)式:[0014]VTINdED, AP, VTIN_id, FCDA)
[0015]其中，IED為S⑶文件中各IED的命名，全站唯一，AP為訪問點(diǎn)名稱，VTIN_id為輸入虛端子序號(hào)，F(xiàn)CDA為帶功能約束的數(shù)據(jù)屬性，其格式為LD/LN.D0.DA ；
[0016]IED的輸出虛端子謂詞表達(dá)式:
[0017]VTOUT (IED, AP, VT0UT_id, FCDA, CB)
[0018]其中，VT0UT_id為輸出虛端子序號(hào)，CB為該FCDA所對(duì)應(yīng)的GOOSE或SV控制塊名稱；
[0019]虛回路謂詞表達(dá)式:
[0020]VCdEDl, API, CB, VT0UT_id, IED2, AP2, VTIN_id)
[0021]其中，IEDl為輸出虛端子所在的IED，即GOOSE或SV的發(fā)布方；CB為輸出虛端子所屬的GOOSE或SV控制塊；IED2為接收方；AP1、AP2分別為IED1、IED2的訪問點(diǎn)名稱。
[0022]所述的生成保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連接圖時(shí)，以IED為節(jié)點(diǎn)，以虛回路為邊，邊的方向從輸出虛端子指向輸入虛端子，所有邊以其控制塊名稱代替，刪除冗余的邊，邏輯連接圖對(duì)應(yīng)的謂詞表達(dá)式為:
[0023]LC (IED1, API, CB, IED2, AP2) ?
[0024]所述的步驟3)具體包括:
[0025]3a)建立以太網(wǎng)交換機(jī)最小化模型，將以太網(wǎng)交換機(jī)作為IED包含到S⑶文件中；
[0026]3b)設(shè)定光纖連接的謂詞表達(dá)式:
[0027]FC (IED, AP, Port, Cable, RedPort, RedCabIe)
[0028]其中，AP為訪問點(diǎn)名稱，Port、Cable分別為主物理連接的通信端口號(hào)和光纜名稱，RedPort, RedCable分別為冗余物理連接的通信端口號(hào)和光纜名稱，如果無冗余物理連接，則 RedPort、RedCable 為空；
[0029]3c)建立如下謂詞演算公式，得到保護(hù)系統(tǒng)物理連接的謂詞表達(dá)式:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)讀取SCD文件，獲得保護(hù)系統(tǒng)中各IED的虛端子和虛回路的謂詞表達(dá)式； 2)根據(jù)所述謂詞表達(dá)式，生成保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連接圖及其謂詞表達(dá)式； 3)根據(jù)邏輯連接圖的謂詞表達(dá)式進(jìn)行謂詞演算，識(shí)別保護(hù)系統(tǒng)的物理連接，并生成保護(hù)系統(tǒng)的物理連接圖； 4)將物理連接圖轉(zhuǎn)化為保護(hù)系統(tǒng)的可靠性框圖； 5)根據(jù)可靠性框圖對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性指標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，所述的保護(hù)系統(tǒng)中各IED的虛端子和虛回路的謂詞表達(dá)式包括: IED的輸入虛端子謂詞表達(dá)式:
VTINdED, AP, VTIN_id, FCDA) 其中，IED為S⑶文件中各IED的命名，全站唯一，AP為訪問點(diǎn)名稱，VTIN id為輸入虛端子序號(hào)，F(xiàn)CDA為帶功能約束的數(shù)據(jù)屬性，其格式為LD/LN.D0.DA ； IED的輸出虛端子謂詞表達(dá)式:
VTOUT (IED, AP, VT0UT_id, FCDA, CB) 其中，VT0UT_id為輸出虛端子序`號(hào)，CB為該FCDA所對(duì)應(yīng)的GOOSE或SV控制塊名稱； 虛回路謂詞表達(dá)式:
VCdEDl, API, CB, VT0UT_id, IED2, AP2, VTIN_id) 其中，IEDl為輸出虛端子所在的IED，即GOOSE或SV的發(fā)布方；CB為輸出虛端子所屬的GOOSE或SV控制塊；IED2為接收方;AP1、AP2分別為IEDU IED2的訪問點(diǎn)名稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，所述的生成保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連接圖時(shí)，以IED為節(jié)點(diǎn)，以虛回路為邊，邊的方向從輸出虛端子指向輸入虛端子，所有邊以其控制塊名稱代替，刪除冗余的邊，邏輯連接圖對(duì)應(yīng)的謂詞表達(dá)式為:
LC (IED1，API，CB, IED2, AP2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括: 3a)建立以太網(wǎng)交換機(jī)最小化模型，將以太網(wǎng)交換機(jī)作為IED包含到S⑶文件中； 3b)設(shè)定光纖連接的謂詞表達(dá)式:
FC(IED, AP, Port, Cable, RedPort, RedCabIe) 其中，AP為訪問點(diǎn)名稱，Port、Cable分別為主物理連接的通信端口號(hào)和光纜名稱，RedPort, RedCable分別為冗余物理連接的通信端口號(hào)和光纜名稱，如果無冗余物理連接，則 RedPort, RedCable 為空； 3c)建立如下謂詞演算公式，得到保護(hù)系統(tǒng)物理連接的謂詞表達(dá)式:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，所述的步驟4)具體為: 4a)將物理連接圖中冗余通信回路中的元件轉(zhuǎn)換為并聯(lián)結(jié)構(gòu)； 4b)將其余元件轉(zhuǎn)換為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，獲得保護(hù)系統(tǒng)的可靠性框圖，該可靠性框圖的結(jié)構(gòu)函數(shù)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SCD文件的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性自動(dòng)分析方法，其特征在于，所述的可靠性指標(biāo)包括系統(tǒng)可靠性、平均故障時(shí)間、平均可用性、平均首次故障時(shí)間和停運(yùn)次數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103559287SQ201310554206
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】高吉普, 徐長寶, 張沛超, 戴宇, 陳建國 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 上海交通大學(xué)