智能变电站SCD中设备虚端子图形化生成系统的设计与实现

为了辅助智能变电站配置描述（SCD）虚端子的快速设计,研究了一种SCD中设备虚端子图形化生成系统。给出了该系统的技术思路,阐述了手工快速关联、基于已有模板辅助查找与定位候选输出虚端子、复制间隔或设备的虚连接到相似目标设备等关键技术。运用图形化技术,分区分栏显示IED的已关联虚连接、输出虚端子及其发送源、待关联的输入虚端子,快速定位发送设备的输出虚端子,采用图形化拖放进行手工关联。针对某接收设备某输入虚端子,以已有SCD中相关设备的虚连接为模版,对虚端子描述与关键词匹配,辅助快速找到相近的各候选虚端子,自动生成目标设备的虚连接。采用Qt C++实现了该系统,它已成功运用于实际变电站设计,取得良好的效果,大大提高了智能变电站虚端子的设计效率和准确性。     

智能变电站各设备间多方虚连接可视化展示的实现

为了能够快速准确展示智能变电站各设备间输入与输出虚连接关系,采用Qt研发了一种SCD各设备间多方虚连接可视化工具。该工具先解析SCD,然后以某IED作为本地IED查找与显示其输入虚连接,同时遍历其它IED,对接收来自本地IED输出虚端子的其它IED图形化显示其输入虚连接。     

基于智能变电站SCD文件的虚端子图形化展示方法

智能变电站采用GOOSE和SV传输开入、开出和采样数据,GOOSE和SV的组播特征,使得IED之间的点对点和组网物理网络连接关系更加复杂。基于智能变电站的SCD配置文件,采用设备连接图和端子排连接图方式图形化展示SCD文件的虚端子,尤其全站SCD文件中虚端子以及虚端子连接关系,以直观、易阅读的方式展示给用户,便于智能变电站的校验,提高了智能变电站运行维护能力。介绍了基于SCD配置文件的虚端子图形化展示思路,提出了虚端子图形化设计的三要素:GOOSE信息图、虚端子图及虚端子逻辑联系表,并最终给出了虚端子图形化展示步骤。     

基于历史SCD的智能变电站虚连接辅助自动设计工具及其实现

鉴于目前国内智能变电站虚连接设计主要采用手工关联,存在劳动强度大、易出错、智能性不高的问题,研究了基于历史SCD的虚端子辅助自动设计方法。从多个已有SCD提取虚连接,存入数据库作为模板。构造典型间隔各典型设备间的订阅关系,为待设计IED自动指定其发送设备集、自动搜索历史SCD数据库中相同关联对及其虚连接,采用多种过滤策略过滤掉非相关的相同关联对,分GOOSE、SV将相同关联对的虚连接与待设计IED的输入虚端子、发送设备输出虚端子分别匹配,快速找到最佳目标关联对。根据当前设备的输入虚端子和发送设备的输出虚端子,自动生成目标虚连接。开发的智能变电站虚连接辅助自动设计工具已成功用于某智能变电站的虚连接设计,取得较好效果,能减少设计工作量和提高设计智能性。     

基于六统一规范的智能变电站虚端子设计相关技术方案

针对当前智能变电站需要在SCD中设计虚端子的需求,分析了当前智能变电站虚端子设计方面需要解决的问题,在对电网"六统一"规范关于虚端子方面规范做了介绍与剖析的基础上,提出了对SCD中虚端子的有效性检查、SCD中虚连接的图形化查看和SCD中虚端子的快速生成的技术方案。并采用Qt设计了SCD图形化查看工具,在多个变电站运用了该SCD图形化查看工具,取得了良好的效果,大大提高了系统调试的效率与准确性。     

基于典型间隔模板的智能变电站虚端子自动连接方法

在目前的智能变电站集成配置过程中,集成人员根据设计院提供的虚端子连接关系表手动配置变电站系统配置描述(SCD)文件中的虚端子连接关系,不仅工作量大、耗时长,而且容易出现连接错误。为此通过分析SCD文件中Substation元素结构,以及典型间隔的虚端子连接关系,定义以二次设备类型表示智能电子设备(IED)的典型间隔虚端子连接模板。在自动配置过程中先将一次主接线图中的间隔映射为典型间隔,再将间隔内一次设备关联的IED映射为典型间隔中的二次设备类型,最后根据二次设备类型之间的虚端子连接关系为IED配置虚端子连接关系。应用该方法开发系统配置工具的虚端子自动连接功能,可模拟对新建站和改扩建工程的间隔进行虚端子自动连接,有助于缩短虚端子连接配置时间。     

基于烟花算法计算莱文斯坦距离权重的虚端子自动连接方法

目前智能变电站IED(Intelligent Electronic Device)虚端子连接主要为人工连接方式,由于虚端子数目多,名称相似度高,在连接IED虚端子时工作量大、效率低且易出错,因此本文研究了基于烟花算法计算莱文斯坦距离权重相似度的虚端子自动连接方法。此方法基于建立的莱文斯坦距离相似度模型,计算出虚端子相似度,建立距离权重向量优化模型,利用其他智能变电站已完成的虚连接信息,运用烟花算法训练出最佳距离权重向量,最后使待匹配IED虚端子连接成功。仿真算例表明,此方法利用已完成的同类IED虚连接信息,高效、准确的将待匹配IED虚端子自动相连。能够有效的提高智能变电站的工作效率和可靠性。     

智能变电站虚端子辅助自动设计系统

针对当前智能变电站的虚端子表设计过程繁琐、智能性不高问题,为提高虚端子设计的自动化,设计了智能变电站虚端子辅助自动设计软件系统。利用以往SCD构建了历史数据库,以历史关联设备对及其虚连接为参考,研究了基于IED信息和共同关键词的目标设备对的准确匹配与查找方法,给出目标设备的目标虚连接的模糊匹配方法。研究了在历史数据库中查找目标关联对、与当前待设计IED的虚端子模糊匹配、自动生成参考的虚连接等技术,提供了界面上手工拖放修改虚连接、复制设备与间隔的虚连接等功能。通过实际变电站的设计应用,验证了本系统的有效性,提高了虚端子设计的智能性和工作效率。     

智能变电站层次化矩阵式虚端子可视化研究

针对目前智能变电站虚端子可视化系统虚端子信息连接可视化信息流显示层次感不强、信息流显示不清晰,排列可扩展性差、控制块信息展示不全等问题,在对虚端子可视化的IED信息可视化、空间布局、连接可视化、导航切换等关键技术进行分析研究的基础上,提出了一种先进实用的智能变电站层次化矩阵式虚端子连接可视化方法。介绍了GOOSE和SV信息进行层次化处理、进行端子排矩阵式处理、IED分类层次化布置、虚端子信息矩阵式连接等关键技术,使虚端子连接信息显示更加直观、具有层次化、实用化和可扩展性强的优点,并应用于现场实际应用中。     

智能变电站二次回路可视化设计与实践

对IED设备进行物理建模,并将模型与IED的ICD文件关联形成IED模型文件,将二次回路中IED设备物理模型可视化。在此基础上进行实回路的光纤光缆连接,由于每个IED模型关联了IED设备的ICD文件,在光纤光缆连接完成之后即可进行虚端子的配置,配置完成虚、实回路实现关联,可以通过虚回路和实回路的对应关系查找某一虚回路所对应的实回路,减少配置工作量,方便设计人员对变电站二次回路的理解,提高设计人员的工作效率。     

基于SCD文件的智能变电站主接线自动生成方法

智能变电站配置描述(SCD)文件中没有直接描述一次设备及其拓扑关系的信息,不能直接得到主接线图。文中提出了一种利用SCD文件中智能电子设备(IED)模型信息快速自动生成主接线图的方法。该方法基于IED和一次设备之间的关联及复杂的虚连接关系,采用拓扑连接矩阵对设备拓扑关系进行表示,提出了基于预排序遍历树的IED信息处理模型用于设备拓扑连接关系辨识,利用可缩放矢量图和并行计算技术,只需要SCD文件即可实现主接线图自动生成。实测结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

变电站智能电子设备版本管控系统设计方案

变电站中广泛应用的智能电子设备(IED)存在软件更新、硬件更换、应用更新及配置更改的问题。为了加强对于IED设备的管理以及故障情况的分析,文中提出了基于构件技术记录IED软硬件及配置参数等备份信息的版本管控系统设计方案。基于对智能变电站IED运行及改造过程中需要备份管控的关键信息的归纳和总结,设计了主子站信息交互的版本管控系统架构及管控流程。设计了用于描述IED管控备份信息的版本描述文件范例,并给出了实际应用范例。实验测试结果验证了版本管控技术方案的可行性。     

智能变电站SCD文件虚回路自动生成技术的设计和实现

针对目前智能变电站工程在SCD虚端子连接方面工作量大、出错率高和效率低的情况,提出了一种虚回路自动生成的技术来提高SCD虚端子连接的效率。借助虚回路设计模板,提出了一种基于模板库的虚回路自动生成方法,开发了一种虚回路自动生成的技术。该技术可以解析模板文件,依据模板文件内设备的IEDname, IED描述,GOOSE、SV输入输出的描述关键字、引用名关键字等信息进行查找并实例,自动生成SCD的虚回路。通过实际工程验证证明,本方法兼容性强,适应各类设备厂商装置,可帮助设计或集成厂商等人员完成虚回路的自动生成,并保证了SCD虚端子连接的准确度,提高了设计人员的工作效率。     

大数据视角下相近SCD文件的差异分析方法

为了解决同一个或不同变电站配置描述(SCD)文件中虚连接差异比较、虚连接规范性检查等问题,文中收集大量历史SCD文件构建历史SCD文件数据库.采用电压等级匹配与字符串相似度匹配算法RKR-GST结合,在历史SCD文件数据库中智能搜索同站或不同站相近的SCD文件,对两个相近SCD文件的虚连接快速比对,发现虚连接差异及错配、漏配.再对两个相近SCD文件全面比对,比较两侧SCD文件中各级节点,采用标签名与关键属性值,交叉查找两侧节点,发现新增、删除、非主键属性不同等差异.对影响虚连接质量的几个关键点进行校验,检查虚连接中引用虚端子的有效性与一致性,从而发现虚端子未被正确引用、虚端子类型不匹配等问题.从概述到各类细节,分类给出各差异点的对比结果,帮助交叉查错.实际变电站应用表明,该方法能够有效提高相近SCD文件差异分析的准确性和工作效率.     

智能变电站SCD智能比对软件的设计与实现

为了使生产厂家SCD和设计院虚端子表文件的虚端子保持一致,设计了一种智能变电站的SCD智能比对软件,它实现了解析SCD文件、解读虚端子表Excel文件、为两种文档中设备描述建立映射表、形成SCD侧与Excel侧两种虚连接、自动比对两种虚连接、显示比对结果、生成比对报告等功能模块。研究了对两侧设备描述的中文字符串智能比较、形成两侧虚连接、自动比对两侧虚连接等关键技术。该软件已在多个智能变电站调试中获得了成功应用,提高了系统调试的准确性与工作效率。     

基于口令的变电站数据与通信安全认证

依据电力系统数据与通信安全标准IEC62351，研究既能满足认证安全需求，又能保证最小的计算和传输开销，基于口令的变电站数据与通信安全认证方法。比较了几种国际上先进的安全口令技术，分析了IEC61850标准中智能电子设备（IED）访问安全模型，提出采用安全远程口令（sRP）协议实现IED访问应用关联时的安全认证。最后，以变电站自动化IED间的身份鉴别为例，介绍了SRP协议的改进方法和具体的认证过程。研究结果对在变电站自动化系统中实施IEC62351标准具有参考意义。