本發(fā)明涉及國際標(biāo)準(zhǔn)《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》(IEC61850)的面向通用對象變電站事件(GOOSE)在變電站自動化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，具體地說是一種采用GOOSE發(fā)布和訂閱來實(shí)現(xiàn)智能變電站一次設(shè)備控制邏輯的快速掃描方法。

背景技術(shù)：

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是國際電工委員會TC57工作組針對解決變電站自動化系統(tǒng)面臨的互操作性問題最新制定的《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)得到國內(nèi)外大部分主流廠家的支持，成為全球在變電站自動化領(lǐng)域唯一統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

面向通用對象的變電站事件GOOSE是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為解決變電站快速通信需求而提出的一種快速報(bào)文機(jī)制。GOOSE報(bào)文經(jīng)表示層后直接映射到鏈路層和物理層，并且采用具有優(yōu)先級和虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)志(IEEE 802.1Q)的交換式以太網(wǎng)技術(shù)，保證了報(bào)文傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SCL文件是變電站自動化系統(tǒng)通信配置描述語言文件，SCL文件中包含了變電站監(jiān)控系統(tǒng)GOOSE通信參數(shù)和工程實(shí)例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而SCL文件是以W3C標(biāo)準(zhǔn)XML作為元語言的，因此實(shí)際工程GOOSE通信特征就是以XML元語言來實(shí)現(xiàn)文本配置的充分表達(dá)。

隨著智能電網(wǎng)的區(qū)域建設(shè)和智能變電站新技術(shù)的推廣應(yīng)用，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，其中過程層網(wǎng)絡(luò)采用GOOSE通信實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)共享，測控裝置依據(jù)GOOSE信息實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備控制邏輯判斷，然后將邏輯判斷結(jié)果通過GOOSE通信報(bào)文傳遞給過程層設(shè)備。在過程層網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的GOOSE通信傳輸協(xié)議基礎(chǔ)上，如何快速掃描獲得一次設(shè)備有關(guān)控制邏輯的輸入輸出關(guān)系，是亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能變電站一次設(shè)備控制邏輯的快速掃描方法，其導(dǎo)入符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備模型和配置，模擬智能終端作為快速報(bào)文發(fā)布方和接收方的GOOSE通信行為，通過GOOSE信息的自主發(fā)布和訂閱監(jiān)視實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備控制邏輯關(guān)系掃描功能。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種智能變電站一次設(shè)備控制邏輯的快速掃描方法，其包括如下步驟：

1)導(dǎo)入SCL文件，通過解析SCL文件，獲取站內(nèi)的所有測控裝置和智能終端配置信息；

2)選定需要仿真發(fā)布GOOSE報(bào)文的智能終端，確定所有智能終端的一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)表，同時(shí)設(shè)定智能終端一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值；

3)選定需要訂閱GOOSE報(bào)文的測控裝置，確定所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出信息點(diǎn)表，同時(shí)設(shè)定訂閱獲取控制邏輯輸出結(jié)果的等待時(shí)間；

4)啟動一次設(shè)備控制邏輯快速掃描流程；

5)發(fā)送選定的所有智能終端一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值；

6)在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)，訂閱獲取所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果；

7)判斷所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果是否為“允許操作”；如果控制邏輯輸出結(jié)果均為真，則輸出信息“初始態(tài)掃描正確”，然后進(jìn)入步驟8)；如果有一個(gè)或者一個(gè)以上的控制邏輯輸出結(jié)果為假，則輸出信息“初始態(tài)掃描異常”，然后選擇是否繼續(xù)后續(xù)掃描流程，如果選擇繼續(xù)，則進(jìn)入步驟8)，如果選擇結(jié)束，則進(jìn)入步驟15)；

8)自動選定一個(gè)需要仿真的智能終端；

9)改變選定智能終端的一個(gè)一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值，并模擬發(fā)送相應(yīng)GOOSE報(bào)文；

10)在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)，監(jiān)視所有測控裝置有關(guān)一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果，如果有一個(gè)或者一個(gè)以上的控制邏輯輸出結(jié)果有改變并記錄；

11)恢復(fù)一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)數(shù)值為初始值，并模擬發(fā)送相應(yīng)GOOSE報(bào)文；

12)判斷選定智能終端的一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)是否均已改變過初始值；

13)判斷選定范圍內(nèi)的所有智能終端是否均已完成一次設(shè)備狀態(tài)信息的變化與報(bào)文發(fā)送；

14)輸出一次設(shè)備控制邏輯的二維關(guān)系表；

15)結(jié)束快速掃描。

進(jìn)一步地，步驟12)中，如果判斷結(jié)果為真，則進(jìn)入步驟13)；如果判斷結(jié)果為假，則進(jìn)入步驟9)。

進(jìn)一步地，步驟13)中，如果判斷結(jié)果為真，則進(jìn)入步驟14)；如果判斷結(jié)果為假，則進(jìn)入步驟8)。

本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明通過GOOSE通信仿真機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了變電站監(jiān)控系統(tǒng)一次設(shè)備控制邏輯快速掃描，為智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)集成測試提供了一個(gè)直觀可靠的方法，為智能變電站建設(shè)提供了一種新穎實(shí)用的測試方法，同時(shí)為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在電力系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用起了重要作用。

本發(fā)明智能變電站一次設(shè)備控制邏輯的快速掃描方法已經(jīng)在實(shí)際變電站監(jiān)控系統(tǒng)中采用，本發(fā)明的有效性和可靠性得到了工程試驗(yàn)驗(yàn)證，具備了變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一次設(shè)備控制邏輯快速掃描原理圖。

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例

本發(fā)明的整個(gè)快速掃描原理如附圖1所示，采用SCL文件自動生成相應(yīng)智能終端的GOOSE仿真參數(shù)，在給定設(shè)備范圍內(nèi)輪流仿真發(fā)送一次設(shè)備狀態(tài)信息，同時(shí)訂閱記錄測控裝置有關(guān)一次設(shè)備控制邏輯輸出動作情況。

本發(fā)明的流程如圖2所示，其步驟如下：

1)導(dǎo)入SCL文件，通過解析SCL文件，獲取站內(nèi)的所有測控裝置和智能終端配置信息；

2)選定需要仿真發(fā)布GOOSE報(bào)文的智能終端，確定所有智能終端的一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)表，同時(shí)設(shè)定智能終端一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值；

3)選定需要訂閱GOOSE報(bào)文的測控裝置，確定所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出信息點(diǎn)表，同時(shí)設(shè)定訂閱獲取控制邏輯輸出結(jié)果的等待時(shí)間；

4)啟動一次設(shè)備控制邏輯快速掃描流程；

5)發(fā)送選定的所有智能終端一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值；

6)在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)，訂閱獲取所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果；

7)判斷所有測控裝置的一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果是否為“允許操作”；如果控制邏輯輸出結(jié)果均為真，則輸出信息“初始態(tài)掃描正確”，然后進(jìn)入步驟8)；如果有一個(gè)或者一個(gè)以上的控制邏輯輸出結(jié)果為假，則輸出信息“初始態(tài)掃描異?！?，然后選擇是否繼續(xù)后續(xù)掃描流程，如果選擇繼續(xù)，則進(jìn)入步驟8)，如果選擇結(jié)束，則進(jìn)入步驟15)；

8)自動選定一個(gè)需要仿真的智能終端；

9)改變選定智能終端的一個(gè)一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)初始值，并模擬發(fā)送相應(yīng)GOOSE報(bào)文；

10)在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)，監(jiān)視所有測控裝置有關(guān)一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果，如果有一個(gè)或者一個(gè)以上的控制邏輯輸出結(jié)果有改變并記錄；

11)恢復(fù)一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)數(shù)值為初始值，并模擬發(fā)送相應(yīng)GOOSE報(bào)文；

12)判斷選定智能終端的一次設(shè)備狀態(tài)信息點(diǎn)是否均已改變過初始值；如果判斷結(jié)果為真，則進(jìn)入步驟13)；如果判斷結(jié)果為假，則進(jìn)入步驟9)；

13)判斷選定范圍內(nèi)的所有智能終端是否均已完成一次設(shè)備狀態(tài)信息的變化與報(bào)文發(fā)送；如果判斷結(jié)果為真，則進(jìn)入步驟14)；如果判斷結(jié)果為假，則進(jìn)入步驟8)；

14)輸出一次設(shè)備控制邏輯的二維關(guān)系表；

15)結(jié)束快速掃描。

應(yīng)用例

以智能變電站實(shí)際工程一個(gè)220kVⅠ母母線電氣間隔和一個(gè)220kV線路電氣間隔為例，來說明本發(fā)明進(jìn)行一次設(shè)備控制邏輯快速掃描的實(shí)現(xiàn)過程。

SCL文件模型配置具體情況如下：模型文件中包括三個(gè)裝置，一個(gè)是220kVⅠ母母線測控裝置，一個(gè)是220kVⅠ母母線智能終端裝置，一個(gè)是220kV線路智能終端裝置。通過GOOSE通信，220kVⅠ母母線測控裝置分別接收220kVⅠ母母線智能終端、220kV線路智能終端裝置發(fā)送的閘刀、地刀狀態(tài)信息，同時(shí)220kVⅠ母母線測控裝置發(fā)送給220kVⅠ母母線智能終端裝置有關(guān)閘刀、地刀控制邏輯輸出結(jié)果。

(1)SCL文件解析

采用標(biāo)準(zhǔn)XML解析器讀入SCL模型配置文件，解析獲得以下通信參數(shù)和數(shù)據(jù)參數(shù)，如表1所示。

表1 GOOSE通信參數(shù)表

(2)智能終端選擇以及初始值設(shè)定

在掃描流程啟動之前，選擇需要仿真的智能終端范圍，并確定相關(guān)一次設(shè)備狀態(tài)信息的初始值。具體設(shè)定如表2所示。

表2智能終端選擇設(shè)置表

測控裝置選擇及等待時(shí)間設(shè)置

在掃描流程啟動之前，選擇需要訂閱監(jiān)視的測控裝置范圍，并設(shè)定相關(guān)一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果的等待時(shí)間。具體設(shè)定如表3所示。

表3測控裝置選擇設(shè)置表

(3)快速掃描流程

啟動快速掃描流程，逐個(gè)選擇智能終端并改變一次設(shè)備狀態(tài)信息，同時(shí)自動監(jiān)視母線測控裝置一次設(shè)備控制邏輯輸出結(jié)果。當(dāng)所有智能終端的一次設(shè)備狀態(tài)均已完成一次改變后，輸出一次設(shè)備控制邏輯關(guān)系表，并自動終結(jié)掃描流程。具體掃描流程如表4所示。

表4母線測控裝置一次設(shè)備控制邏輯快速掃描流程表

輸出的一次設(shè)備控制邏輯關(guān)系表如表5所示。

表5一次設(shè)備控制邏輯關(guān)系表

注：“●”表示存在輸入輸出關(guān)聯(lián)關(guān)系。