專利名稱：基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于智能變電站二次系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)來說，影響最大的變化就是智能變電站以通信網(wǎng)絡(luò)取代了常規(guī)二次回路，網(wǎng)絡(luò)中的虛擬數(shù)字信息取代了物理上的電氣信號(hào)，二次系統(tǒng)功能信息邏輯和信號(hào)的輸入輸出關(guān)系與通信網(wǎng)絡(luò)接線不再一一對(duì)應(yīng)，傳統(tǒng)的二次回路的形式無法表達(dá)智能變電站中功能邏輯和信號(hào)邏輯。目前智能變電站設(shè)計(jì)過程中面臨的主要問題是I、由于設(shè)計(jì)單位缺乏完備的圖形支持的設(shè)計(jì)手段，工程設(shè)計(jì)僅限于完成硬接線設(shè)計(jì)的程度，不能提供工程建設(shè)階段所需要的智能裝置功能配置、通信配置。而現(xiàn)有的建模工具軟件，主要注重的是SCD、ICD、CID的輸出，大多數(shù)只是作為一個(gè)便捷的編輯工具來使用， 對(duì)于廠站通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建模、智能裝置實(shí)例建模、智能裝置之間通信關(guān)系的建模缺乏形象的展示。2、公布號(hào)CN 102270261A中涉及了基于CAD圖模一體化的智能變電站模型設(shè)計(jì)方法。介紹了智能變電站中二次回路的建立模型文件的過程，網(wǎng)絡(luò)化后最重要的設(shè)備之一就是以太網(wǎng)交換機(jī)，而IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于保護(hù)裝置、智能終端等智能裝置均進(jìn)行建模，而對(duì)于以太網(wǎng)交換機(jī)未進(jìn)行建模，這就大大影響了設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)合理準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)通信的準(zhǔn)確性。在IEC61850中沒有描述以太網(wǎng)交換機(jī)的物理模型及物理連接關(guān)系，直接描述了虛擬網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一個(gè)變電站的完整設(shè)計(jì)來說，不僅僅要描述物理設(shè)備之間的連接關(guān)系，還要把物理設(shè)備設(shè)計(jì)清楚。例如有多少端口，型號(hào)，尺寸，固定的位置以及每個(gè)端口連哪些設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，它包括的步驟為I)以與IEC61970CM相同的形式用RDF描述以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型，建立以太網(wǎng)交換機(jī)模型的RDF Schema，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型對(duì)象在RDF中的結(jié)構(gòu)描述，包括模型類，模型類屬性及模型類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；2)對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行基于RDF模型的建模，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的模型結(jié)構(gòu)， 端口結(jié)構(gòu)，及以太網(wǎng)交換機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)端口，以太網(wǎng)交換機(jī)與智能裝置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;
3)在AutoCAD中設(shè)計(jì)以太網(wǎng)交換機(jī)圖元類型模塊；并通過AutoCAD圖形符號(hào)表示以太網(wǎng)交換機(jī)，通過AutoCAD中的短線表示以太網(wǎng)交換機(jī)的端口圖形符號(hào)，建立以太網(wǎng)交換機(jī)的圖元； 4)以太網(wǎng)交換機(jī)及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；5)在AutoCAD中建立智能裝置圖元類型模塊，并通過AutoCAD圖形符號(hào)分別表示智能裝置及其端口；6)智能裝置及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；7)在AutoCAD中通過繪制連接線，將智能裝置的端口與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口建立連接關(guān)系，繪制的同時(shí)將RDF模型中的以太網(wǎng)交換機(jī)的端口與智能裝置的端口的擴(kuò)展屬性中記錄的模型對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)，建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系；循環(huán)操作， 完成所有智能裝置與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口物理連接關(guān)系的建立。所述步驟I)中模型類包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類，子網(wǎng)類，網(wǎng)段類，端口類，所述網(wǎng)段類與子網(wǎng)類之間聚合，端口類和連接類相關(guān)聯(lián)，還包括以太網(wǎng)交換機(jī)類和智能裝置類，所述子網(wǎng)類，網(wǎng)段類，以太網(wǎng)交換機(jī)類和智能裝置類分別繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類；端口類聚合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類，端口類中包括端口 ；繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類的以太網(wǎng)交換機(jī)類也聚合了端口。所述步驟6)建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，對(duì)生成的物理連接關(guān)系采用Excel格式報(bào)表方式輸出。本發(fā)明的工作原理在IEC61850中沒有描述以太網(wǎng)交換機(jī)的物理模型及物理連接關(guān)系，二次回路網(wǎng)絡(luò)化后最重要的設(shè)備之一就是以太網(wǎng)交換機(jī)，本發(fā)明通過建立以太網(wǎng)交換機(jī)及其端口設(shè)備 RDF模型，設(shè)計(jì)單位憑借提供的太網(wǎng)交換機(jī)模型通過模型實(shí)例化以圖形化的方式直觀的表現(xiàn)完成變電站的設(shè)計(jì)。本發(fā)明有益效果是本發(fā)明通過將以太網(wǎng)交換機(jī)建模，通過繪制AutoCAD圖形方式，將以太網(wǎng)交換機(jī)與智能裝置間的物理和邏輯的連接關(guān)系建立起來，并以圖形化的方式直觀的表現(xiàn)出來，保證了設(shè)計(jì)過程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信情況的直觀掌控，從而保證設(shè)計(jì)過程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)。在本專利建立的以太網(wǎng)交換機(jī)連接關(guān)系模型的基礎(chǔ)上可以在智能變電站設(shè)計(jì)過程中根據(jù)邏輯互操作關(guān)系方便的配置虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN)。


圖I為本發(fā)明模型類模塊及其關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本發(fā)明程序流程圖。其中I.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類，2.智能裝置類，3.子網(wǎng)類，4.網(wǎng)段類，5.端口類，6.連接類,7.以太網(wǎng)交互機(jī)類。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I中，模型類模塊及其關(guān)聯(lián)定義，方框表示模型類模塊，方框之間的連線表示模型類模塊之間的關(guān)聯(lián)，連線頭上帶菱形標(biāo)識(shí)的表示該關(guān)聯(lián)為聚合關(guān)聯(lián)，不帶菱形標(biāo)識(shí)的連線表示普通關(guān)聯(lián)。子網(wǎng)類3 (SubNet)、網(wǎng)段類4(NetSegment)、以太網(wǎng)交換機(jī)類7 (NetSwitch)及智能裝置類2 (IED)均繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類I (NetEquipBase)，網(wǎng)段類4 (NetSegment)聚合到子網(wǎng)類3 (SubNet)，端口類5 (Port)聚合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類 I (NetEquipBase),即繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類的以太網(wǎng)交換機(jī)(NetSwitch)則也聚合了端口 (Port)。圖2中一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，它包括的步驟為
一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，它包括的步驟為I)以與IEC61970CM相同的形式用RDF描述以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型，建立以太網(wǎng)交換機(jī)模型的RDF Schema，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型對(duì)象在RDF中的結(jié)構(gòu)描述，包括模型類，模型類屬性及模型類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；2)對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行基于RDF模型的建模，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的模型結(jié)構(gòu)， 端口結(jié)構(gòu)，及以太網(wǎng)交換機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)端口，以太網(wǎng)交換機(jī)與智能裝置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;3)在AutoCAD中設(shè)計(jì)以太網(wǎng)交換機(jī)圖元類型模塊；并通過AutoCAD圖形符號(hào)表示以太網(wǎng)交換機(jī)，通過AutoCAD中的短線表示以太網(wǎng)交換機(jī)的端口圖形符號(hào)，建立以太網(wǎng)交換機(jī)的圖元；4)以太網(wǎng)交換機(jī)及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；5)在AutoCAD中建立智能裝置圖元類型模塊，并通過AutoCAD圖形符號(hào)分別表示智能裝置及其端口；6)智能裝置及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；7)在AutoCAD中通過繪制連接線，將智能裝置的端口與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口建立連接關(guān)系，繪制的同時(shí)將RDF模型中的以太網(wǎng)交換機(jī)的端口與智能裝置的端口的擴(kuò)展屬性中記錄的模型對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)，建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系；循環(huán)操作， 完成所有智能裝置與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口物理連接關(guān)系的建立。步驟I)中模型類包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類1，子網(wǎng)類3，網(wǎng)段類4，端口類5，所述網(wǎng)段類 4與子網(wǎng)類3之間聚合，端口類5和連接類6相關(guān)聯(lián)，還包括以太網(wǎng)交換機(jī)類7和智能裝置類2，所述子網(wǎng)類3，網(wǎng)段類4，以太網(wǎng)交換機(jī)類7和智能裝置類2分別繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類 I ;端口類5聚合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類1，端口類5中包括端口，繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類I的以太網(wǎng)交換機(jī)類7也聚合了端口 ；步驟6)建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，對(duì)生成的物理連接關(guān)系采用 Excel格式報(bào)表方式輸出。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，其特征是，它包括的步驟為.1)以與IEC61970CM相同的形式用RDF描述以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型，建立以太網(wǎng)交換機(jī)模型的RDF Schema，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型對(duì)象在RDF中的結(jié)構(gòu)描述，包括模型類，模型類屬性及模型類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；.2)對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行基于RDF模型的建模，確定以太網(wǎng)交換機(jī)的模型結(jié)構(gòu)，端口結(jié)構(gòu)，及以太網(wǎng)交換機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)端口，以太網(wǎng)交換機(jī)與智能裝置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；.3)在AutoCAD中設(shè)計(jì)以太網(wǎng)交換機(jī)圖元類型模塊；并通過AutoCAD圖形符號(hào)表示以太網(wǎng)交換機(jī)，通過AutoCAD中的短線表示以太網(wǎng)交換機(jī)的端口圖形符號(hào)，建立以太網(wǎng)交換機(jī)的圖元；.4)以太網(wǎng)交換機(jī)及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；.5)在AutoCAD中建立智能裝置圖元類型模塊，并通過AutoCAD圖形符號(hào)分別表示智能裝置及其端口；.6)智能裝置及端口圖形符號(hào)分別通過各自的一個(gè)擴(kuò)展屬性對(duì)RDF模型中與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行記錄，以建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系；.7)在AutoCAD中通過繪制連接線，將智能裝置的端口與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口建立連接關(guān)系，繪制的同時(shí)將RDF模型中的以太網(wǎng)交換機(jī)的端口與智能裝置的端口的擴(kuò)展屬性中記錄的模型對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)，建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系；循環(huán)操作，完成所有智能裝置與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口物理連接關(guān)系的建立。
2.如權(quán)利要求I所述基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，其特征是，所述步驟I)中模型類包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類，子網(wǎng)類，網(wǎng)段類，端口類，所述網(wǎng)段類與子網(wǎng)類之間聚合，端口類和連接類相關(guān)聯(lián)，還包括以太網(wǎng)交換機(jī)類和智能裝置類，所述子網(wǎng)類，網(wǎng)段類，以太網(wǎng)交換機(jī)類和智能裝置類分別繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類；端口類聚合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類，端口類中包括端口 ；繼承自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基類的以太網(wǎng)交換機(jī)類也聚合了端口。
3.如權(quán)利要求I所述基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，其特征是，所述步驟6)建立兩個(gè)對(duì)象在RDF模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，對(duì)生成的物理連接關(guān)系采用Excel格式報(bào)表方式輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于以太網(wǎng)交換機(jī)物理端口建模的智能變電站通信方法，其特征是，它包括的步驟為以與IEC61970CIM相同的形式用RDF描述以太網(wǎng)交換機(jī)的IEC61850模型，在AutoCAD中設(shè)計(jì)以太網(wǎng)交換機(jī)圖元類型模塊，以太網(wǎng)交換機(jī)及端口圖形中都通過一個(gè)擴(kuò)展屬性記錄RDF模型中對(duì)應(yīng)資源對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)；CAD中以太網(wǎng)交換機(jī)及其端口設(shè)備均與模型RDF Schema中對(duì)應(yīng)的資源建立一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，在AutoCAD中通過繪制連接線折線，將智能裝置的端口與以太網(wǎng)交換機(jī)的端口建立連接關(guān)系。本發(fā)明有益效果是將以太網(wǎng)交換機(jī)與智能裝置間的物理和邏輯的連接關(guān)系建立起來，并以圖形化的方式直觀的表現(xiàn)出來，從而保證設(shè)計(jì)過程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102624607SQ201110460128
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁希亮, 信珂, 唐毅, 孫中尉, 張凡, 李如振, 王東偉, 王雷, 黃德斌 申請(qǐng)人:山東電力工程咨詢?cè)河邢薰? 濟(jì)南容弗科技有限公司