本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于傳動分析的圖形化表達方法。

背景技術(shù)：

智能變電站的引入，給傳統(tǒng)的變電站技術(shù)帶來很多技術(shù)上的突破，極大的簡化了變電站的部署與調(diào)試，提高了二次系統(tǒng)的可靠性，為各種智能化電子設(shè)備的引用提供了信息共享的基礎(chǔ)，使不同廠家二次設(shè)備間的互通及互操作變的愈發(fā)容易。同時信息的數(shù)字化給系統(tǒng)分析提出一些新的課題。

隨著智能變電站信息的網(wǎng)絡(luò)化及信令化，傳統(tǒng)的連接、端子變的看不見、摸不著。因回路的不可見性，對于由二次裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障引起的報文通訊異常，變電站運維人員難以進行定位排查；現(xiàn)有的報文記錄類產(chǎn)品和方案缺乏將智能變電站事件發(fā)生過程中各IED設(shè)備間信息交互過程用圖形化的方式進行展現(xiàn)的手段，從而給技術(shù)人員，尤其是具有傳統(tǒng)變電站運維經(jīng)驗背景的技術(shù)人員帶來很多理解、操作、故障分析定位等方面的難度，不利于對故障的快速診斷定位，也就無法保證變電站的安全穩(wěn)定運行。

針對上面提到的變電站運行IED設(shè)備事件交互表達方式不夠直觀和圖形化的問題，尋求一種對變電站報文進行捕獲、篩選、存儲及翻譯，并最終通過動態(tài)漸進的圖形方式表達出來的技術(shù)研究，就顯的極其有意義；并且通過一段時間的理論研究和基于對現(xiàn)有技術(shù)的掌握，在詳細分析的基礎(chǔ)上，將變電站相關(guān)事件通過圖形化展示的研究是可以實現(xiàn)的。

實現(xiàn)上述目標(biāo)的技術(shù)依據(jù)是：

1、要圖形化展示的信息的模型在以XML形式定義好的變電站配置描述文件（SCD）中有準(zhǔn)確描述。通過現(xiàn)有的技術(shù)可對SCD配置文件進行解析，可以提取出成圖所需要的DA信息；

2、將要解析智能化變電站的二次回路是以標(biāo)準(zhǔn)的（光或電）以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式來實現(xiàn)的，站內(nèi)測量、保護及遙控等業(yè)務(wù)是依據(jù)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，以規(guī)范的報文形式，通過以太網(wǎng)在不同IED 間的信息交換來完成的。

3、對于變電站內(nèi)信息的采集，有效信息的提取及存儲，是一個巨大的工作量，但基于現(xiàn)在的技術(shù)也是可以實現(xiàn)的。

4、如何快速將采集到的有效信息進行解析，提取出諸如IED設(shè)備名稱、事件詳細信息、相關(guān)聯(lián)的IED設(shè)備、發(fā)生的先后順序以及采用何種技術(shù)通過圖形化的方式進行呈現(xiàn)，是問題研究的關(guān)鍵所在。

Java 2D 提供了實現(xiàn)非常復(fù)雜圖形的機制，這些機制同Java平臺的GUI體系結(jié)構(gòu)很好地集成在一起。 它將藝術(shù)線條、文本和圖像囊括在一個綜合模型中。同時也提供了一套進行精確顏色空間定義和轉(zhuǎn)換的類，以及大量面向顯示的圖像符號。這些類以 java.awt 和 java.awt.image包附件的形式提供（而不是單獨的包）。使用Java 2D功能調(diào)用，可以方便的構(gòu)造圖或網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用經(jīng)典算法（如聚類、最短路徑，最大流量等），編寫和測試用戶自己的算法，圖形化的顯示數(shù)據(jù)的信息。事實證明通過Java 2D技術(shù)，可以對變電站內(nèi)的所要描述的信息進行圖元展示，完全滿足圖元展示的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于傳動分析的圖形化表達方法，實現(xiàn)了虛擬二次回路的圖形化及二次回路的還原，并且用動態(tài)的形式漸進的表達方式把整個事件的交互過程進行了詳盡的描述，便于對事件的查看及二次回路的驗證，方便運維人員對故障進行快速定位。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種基于傳動分析的圖形化表達方法，包括以下步驟：

步驟S1：解析SCD文件，得到SCD信息；

步驟S2：對解析得到的SCD信息進行分類、存儲并建立索引；

步驟S3：接入變電站數(shù)據(jù)，并進行解析；

步驟S4：將解析得到的數(shù)據(jù)進行圖形化表達。

進一步地，所述步驟S1具體為：根據(jù)schema，使用JAXB JAVA庫對SCD文件進行解析，解析的內(nèi)容包括IED、數(shù)據(jù)集、Inputs、DO、DA以及描述信息，用以為圖形化展示時提取需要的相關(guān)信息。

進一步地，從所述SCD文件中解析出IED的數(shù)據(jù)集信息與Inputs信息均作為圖形化的基礎(chǔ)信息，同時對SMV、GOOSE、MMS的DA信息進行詳細解析。

進一步地，所述步驟S2具體為：通過對SCD文件的解析，將解析得到的IED、SMV、GOOSE、MMS信息進行分類并保存到MYSQL各個表中，并對各表建立數(shù)據(jù)庫索引。

進一步地，所述步驟S3具體為：獲取某一時間段的變電站的報文，針對當(dāng)前接收的報文信息，基于61850標(biāo)準(zhǔn)，并通過報文解析技術(shù)，根據(jù)選擇的條件，對其進行分析過濾，從海量數(shù)據(jù)中把感興趣的的錄波事件、GOOSE動作及MMS報告事件等信息提取出來，提取相關(guān)的信息包括事件類型，發(fā)生的時間、事件的DA信息，事件的詳細描述信息、事件內(nèi)所有的參與裝置的IEDname基本描述信息；同時，將捕獲內(nèi)容進行預(yù)處理，依據(jù)事件發(fā)生的先后順序，存入“結(jié)果隊列”中，以備后期的動態(tài)成圖使用。

進一步地，所述步驟S4具體為：根據(jù)“結(jié)果隊列”中數(shù)據(jù)，按時間順序，以動態(tài)圖的方式，依次回放，同時將所涉及的IED漸進引入，采用Java2D技術(shù)完成成圖。

在本發(fā)明中，圖形化展示就是采用Java2D技術(shù)來實現(xiàn)，概要功能如下：

（1）根據(jù)生成的圖的信息進行圖形化的展示，對隊列中每個結(jié)果所涉及的IED，將其作為圖元引入圖中，可按IED類型進行不同形式的渲染，渲染的內(nèi)容主要包括IED圖元形狀、顏色及IED裝置在站內(nèi)的實例化名稱，如IED或者DA未在SCD中存在，則作為未知的IED及未知DA。一條結(jié)果，對應(yīng)一條有向連線，用連線來代表設(shè)備間的通訊，方向代表報文發(fā)送方向，圖中序號表示事件的發(fā)生時間，并在邊上渲染出事件的編號及事件類型。在IED的漸進引入中，使用自動布局算法，將圖形進行最優(yōu)展示。

（2）可定制的動態(tài)圖的回放。變電站內(nèi)事件的發(fā)生是毫秒級別的，所以實時的動態(tài)展示也會在瞬間完成，那樣對于事件的動態(tài)描述是毫無意義的。所以通過一定的技術(shù)手段，實現(xiàn)對于實時數(shù)據(jù)的處理，如展示方式選擇（按結(jié)果類型、涉及的IED等）、調(diào)整回放間隔、手動漸進回放等，對于變電站運維人員來說就顯得有意義的多。通過手動設(shè)置成圖方式，可以從結(jié)果類型或者涉及的IED等多個方面對成圖順序進行辯解；調(diào)整成圖間隔時間，則可以調(diào)整動態(tài)成圖中兩條信息之間的間隔，方便不同閱讀速度人員的不同要求；手動漸進成圖則采用回播的方式，采用手動的方式，對前期采集存儲的數(shù)據(jù)進行依次播放，這種方法可以方便運維人員掌握成圖速率，在查詢故障也驗證回路的過程中有著很高的應(yīng)用價值。

（3）對每一條結(jié)果，均可通過點擊有向連線來查看其交互詳情。通過點擊線段，可以把與該條信息相關(guān)的IED裝置單獨放大展示，詳盡的表述該條報文所包含的信息，IED裝置可以展示到DA級別。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果在于：

（1）該發(fā)明提供了一種將智能變電站二次回路的還原的技術(shù)，通過對發(fā)生事件的記錄和圖形化展示，為二次回路的驗證提供了有效的手段；

（2）該發(fā)明將智能變電站一段時間內(nèi)發(fā)生的事件，通過IED信息交互的方式漸進的以圖形化的形式展現(xiàn)，并且展現(xiàn)方式是可選的，極大的方便了用戶對故障進行快速定位。

（3）該發(fā)明已在國內(nèi)多處智能變電站應(yīng)用，有效的解決了運檢維修方面的多個難題，具有極強的實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的變電站傳動分析圖形化表達示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1所示，本實施例提供一種基于傳動分析的圖形化表達方法，完成對線路保護、智能終端、合并單元、母線保護以及后臺之間的傳動分析，并以圖形化的方式進行表達，包括以下步驟：

步驟S1：解析SCD文件，得到SCD信息；

步驟S2：對解析得到的SCD信息進行分類、存儲并建立索引；

步驟S3：接入變電站數(shù)據(jù)，并進行解析；

步驟S4：將解析得到的數(shù)據(jù)進行圖形化表達。

在本實施例中，所述步驟S1具體為：根據(jù)schema，使用JAXB JAVA庫對SCD文件進行解析，解析的內(nèi)容包括IED、數(shù)據(jù)集、Inputs、DO、DA以及描述信息，用以為圖形化展示時提取需要的相關(guān)信息。

在本實施例中，從所述SCD文件中解析出IED的數(shù)據(jù)集信息與Inputs信息均作為圖形化的基礎(chǔ)信息，同時對SMV、GOOSE、MMS的DA信息進行詳細解析。

在本實施例中，所述步驟S2具體為：通過對SCD文件的解析，將解析得到的IED、SMV、GOOSE、MMS信息進行分類并保存到MYSQL各個表中，并對各表建立數(shù)據(jù)庫索引。

在本實施例中，所述步驟S3具體為：獲取某一時間段的變電站的報文，針對當(dāng)前接收的報文信息，基于61850標(biāo)準(zhǔn)，并通過報文解析技術(shù)，根據(jù)選擇的條件，對其進行分析過濾，從海量數(shù)據(jù)中把感興趣的的錄波事件、GOOSE動作及MMS報告事件等信息提取出來，提取相關(guān)的信息包括事件類型，發(fā)生的時間、事件的DA信息，事件的詳細描述信息、事件內(nèi)所有的參與裝置的IEDname基本描述信息；同時，將捕獲內(nèi)容進行預(yù)處理，依據(jù)事件發(fā)生的先后順序，存入“結(jié)果隊列”中，以備后期的動態(tài)成圖使用。

在本實施例中，所述步驟S4具體為：根據(jù)“結(jié)果隊列”中數(shù)據(jù)，按時間順序，以動態(tài)圖的方式，依次回放，同時將所涉及的IED漸進引入，采用Java2D技術(shù)完成成圖的功能。

在本發(fā)明中，圖形化展示就是采用Java2D技術(shù)來實現(xiàn)，概要功能如下：

（1）根據(jù)生成的圖的信息進行圖形化的展示，對隊列中每個結(jié)果所涉及的IED，將其作為圖元引入圖中，可按IED類型進行不同形式的渲染，渲染的內(nèi)容主要包括IED圖元形狀、顏色及IED裝置在站內(nèi)的實例化名稱，如IED或者DA未在SCD中存在，則作為未知的IED及未知DA。一條結(jié)果，對應(yīng)一條有向連線，用連線來代表設(shè)備間的通訊，方向代表報文發(fā)送方向，圖中序號表示事件的發(fā)生時間，并在邊上渲染出事件的編號及事件類型。在IED的漸進引入中，使用自動布局算法，將圖形進行最優(yōu)展示。

（2）可定制的動態(tài)圖的回放。變電站內(nèi)事件的發(fā)生是毫秒級別的，所以實時的動態(tài)展示也會在瞬間完成，那樣對于事件的動態(tài)描述是毫無意義的。所以通過一定的技術(shù)手段，實現(xiàn)對于實時數(shù)據(jù)的處理，如展示方式選擇（按結(jié)果類型、涉及的IED等）、調(diào)整回放間隔、手動漸進回放等，對于變電站運維人員來說就顯得有意義的多。通過手動設(shè)置成圖方式，可以從結(jié)果類型或者涉及的IED等多個方面對成圖順序進行辯解；調(diào)整成圖間隔時間，則可以調(diào)整動態(tài)成圖中兩條信息之間的間隔，方便不同閱讀速度人員的不同要求；手動漸進成圖則采用回播的方式，采用手動的方式，對前期采集存儲的數(shù)據(jù)進行依次播放，這種方法可以方便運維人員掌握成圖速率，在查詢故障也驗證回路的過程中有著很高的應(yīng)用價值。

（3）對每一條結(jié)果，均可通過點擊有向連線來查看其交互詳情。通過點擊線段，可以把與該條信息相關(guān)的IED裝置單獨放大展示，詳盡的表述該條報文所包含的信息，IED裝置可以展示到DA級別。

綜上所述，本發(fā)明通過對變電站SCD配置文件進行解析，提取出圖形化動態(tài)展示時所需要的信息（比如IED描述信息、SMV、GOOSE、MMS的DA信息等），同時把提取到的數(shù)據(jù)按對象（GOOSE、SMV、MMS）進行分類、存儲并建立索引；接入變電站數(shù)據(jù)，提取產(chǎn)生SMV錄波、GOOSE動作及MMS報告事件等有用信息，上述3種類型信息在SCD配置文件中都賦予了實際的物理意義。借助Java2D技術(shù)，將提取出的信息用圖形化的方式生成按時間順序動態(tài)漸進展示的時序圖。圖形化的動態(tài)成圖表達方式可以完整記錄整個事件的動作過程。各IED之間的信息交互狀況及交互順序，主要信息包括以下幾點：

1、IED設(shè)備信息交互方向（由IED A->IED B，箭頭指向）；

2、信息交互順序（由數(shù)字標(biāo)明）；

3、事件類型（GOOSE、SMV還是MMS）；

4、事件信息詳情（GOOSE動作由開到關(guān)、SMV電流電壓及MMS報告中發(fā)生變化的端子等信息）。

本技術(shù)實現(xiàn)了虛擬二次回路的圖形化及二次回路的還原，并且用動態(tài)的形式漸進的表達方式把整個事件的交互過程進行了詳盡的描述，便于對事件的查看及二次回路的驗證，方便運維人員對故障進行快速定位。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。