專利名稱::驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)化配置描述的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及具有標(biāo)準(zhǔn)化配置表示的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域。具體而言,本發(fā)明涉及臉汪變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化配置描述或者作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分的智能電子i殳備的標(biāo)準(zhǔn)化配置描述。
背景技術(shù):
:電力系統(tǒng)包括使地理上分離的區(qū)域相互連接的電力傳輸和/或配送網(wǎng)絡(luò)以及電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)處的多個(gè)變電站。這些變電站包括用于變壓和切換電網(wǎng)各線漆t(yī)間的連接的裝置。對(duì)用戶的發(fā)電和負(fù)載流(loadflow)由中央能量管理系統(tǒng)(EMS)來管理并且/或者由位于網(wǎng)絡(luò)控制中心(NCC)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)來監(jiān)督。高壓和中壓電網(wǎng)中的變電站包括主設(shè)備如電纜、線路、母線、開關(guān)(如斷路器或者斷開器)、電力變壓器和M變壓器,這些主設(shè)備通常設(shè)置在開關(guān)站(switchyard)和/或開關(guān)室(switchbay)中。這些主i殳備通過負(fù)責(zé)保護(hù)、控制、測(cè)量和監(jiān)視變電站的變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)以自動(dòng)化方式來^Mt。SA系統(tǒng)包括在SA通信網(wǎng)絡(luò)中相互連接的、并且經(jīng)由處理接口與主設(shè)備交互的稱為數(shù)字繼電器的輔助設(shè)備。這些設(shè)備一般分配到如下三個(gè)層次級(jí)之一(a)站級(jí),包括具有A4iL接口(HMI)的運(yùn)營(yíng)商工作站(OWS)以及通向網(wǎng)絡(luò)控制中心(NCC)的網(wǎng)關(guān);(b)室級(jí)(baylevel),其設(shè)備用于保護(hù)、控制和測(cè)量;以及(c)過程級(jí)(processlevel),包括例如用于電壓、電流和氣體密度測(cè)量的電子傳感器和用于感測(cè)開關(guān)和變壓器抽頭變換器位置的接觸探測(cè)器,以及控制開關(guān)或者抽頭變換器的驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器。在過程級(jí),智能致動(dòng)器可以集成在相應(yīng)的主i殳備中并且經(jīng)由串行鏈路或光處理總線而連接到室單元。室單元相互連接,并且經(jīng)由室間總線或者站總線而連接到站級(jí)的設(shè)備。如今的SA系統(tǒng)要求所有變電站設(shè)備之間的獨(dú)立于變電站設(shè)備制造商的互操作性。為此,國(guó)際電工委員會(huì)已經(jīng)引入了用于變電站的輔助設(shè)備之間的通信的國(guó)際公i人的標(biāo)準(zhǔn),名為IEC61850"communicationnetworksandsystemsinsubstations",連接到SA網(wǎng)絡(luò)的所有遵循IEC61850的設(shè)備都稱為智能電子i殳備(IED)。IEC61850針對(duì)遵循標(biāo)準(zhǔn)的變電站定義了抽^f^型,并且定義了如何通過網(wǎng)絡(luò)訪問這些對(duì)象的方法。這允許特定于變電站的應(yīng)用如OWS與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象一起操作,而變電站中的實(shí)際對(duì)象可以通過不同制造商的IED以不同的方式實(shí)現(xiàn)。就作為物理設(shè)M配給IED的邏輯設(shè)備內(nèi)的邏輯節(jié)點(diǎn)而言,根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)的抽象對(duì)M型表示SA功能。用于非時(shí)間敏感的消息的IEC61850通信協(xié)議是基于客戶-服務(wù)器的,這使數(shù)個(gè)客戶能夠訪問來自服務(wù)器的數(shù)據(jù)、以標(biāo)準(zhǔn)化面向?qū)ο蟮姆绞蕉x變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的語義以及提供以標(biāo)準(zhǔn)化格式在不同的工程工具之間傳送數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法。對(duì)于非時(shí)間敏感的消息,IED之間的通信通過構(gòu)建在OSI/TCP/IP/以太網(wǎng)上的制造消息規(guī)范(ManufacturingMessageSpecification,MMS)通信棧來處理;或者,對(duì)于時(shí)間敏感的消息,IED之間的通信通過直接構(gòu)建在通信棧的以太網(wǎng)鏈路層上的所謂面向通用對(duì)象變電站事件(GOOSE)來處理。在過程級(jí)的時(shí)間非常敏感的信號(hào)(如斷路命令(tripcommand)和模擬電壓或電流)使用也在以太網(wǎng)鏈路層上直接構(gòu)建的稱為SV(采樣值)的GOOSE筒化變型.上述互操作性要求的一個(gè)結(jié)果是將來自不同供應(yīng)商的IED可以組合成一個(gè)SA系統(tǒng)。由于IED在工程階段期間被初始配置,所以不同供應(yīng)商的對(duì)應(yīng)的專用工程或SA配置工具必須能夠交換關(guān)于IED的信息。為此,應(yīng)當(dāng)以計(jì)算機(jī)可讀的方式規(guī)定具有所有主設(shè)備、IED和通信鏈路的整個(gè)SA系統(tǒng)。這是通過作為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)一部分的綜合的基于XML的變電站配置描述語言(SCL)來實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)言之,IEC61850SCL語言提供對(duì)主設(shè)備、具有保護(hù)、控制和監(jiān)視(PCM)功能的輔助設(shè)備、通信系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)以及IED與主設(shè)備之間的關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)化描述。因此,IEC61850SCL實(shí)現(xiàn)對(duì)IED的自動(dòng)化配置。SCL語言用來在IED能力描述(ICD)文件中描述特定IED或IED類型的能力,該ICD文件列出物理設(shè)備的應(yīng)用功能,例如其實(shí)施的保護(hù)功能。配置IED描述(CID)還包括IED的通信屬性,例如其唯一IP地址。SCL語言形式的變電站配置描述(SCD)文件描述主對(duì)象、關(guān)于邏輯節(jié)點(diǎn)在每個(gè)IED中實(shí)施的功能以及特定變電站的通信連接。因此,SCD文件包括(1)開關(guān)站命名和拓樸描述;(2)IED配置描述;(3)開關(guān)站元件與IED功能之間的關(guān)系以及(4)通信網(wǎng)絡(luò)的描述。因而,如果在SA系統(tǒng)內(nèi)使用特定的IED,則將該IED類型的對(duì)象實(shí)例插入到對(duì)應(yīng)的SCD文件中。于是SCL語言使得能夠?yàn)榕c特定IED相關(guān)的、由數(shù)據(jù)實(shí)例攜帶的數(shù)據(jù)屬性指定典型的或單獨(dú)的值,例如配置屬性和設(shè)置參數(shù)的值。通過將邏輯節(jié)點(diǎn)分配或者附連到主i殳備的元件,以SCL語言描述電力處理(powerprocess)與SA系統(tǒng)之間的連接。通常,開關(guān)控制邏輯節(jié)點(diǎn)被附連到開關(guān)設(shè)備,而測(cè)量邏輯節(jié)點(diǎn)分配^(^變壓器。SA系統(tǒng)內(nèi)功能的語義舍義由邏輯節(jié)點(diǎn)類型或者類結(jié)合它所分配到的開關(guān)站和/或室來確定。釆用遵循IEC61850的描述語言SCL形式的文件(包括與站和自動(dòng)化設(shè)備的配置有關(guān)的上述SCD或者ICD文件)以串行形式利用標(biāo)準(zhǔn)化語法來描述SCL對(duì)M型的實(shí)例。其語法定義在IEC61850第6部分中描述為XML模式并由此以計(jì)算機(jī)可讀形式編碼。所建立的軟件工具允許在語法級(jí)別通過XML模式對(duì)照IEC61850第6部分來驗(yàn)證SCL文件。另一方面,SCL文件的語義或者內(nèi)容獨(dú)立于語法而只有參照SCL對(duì)fj^型本身才可以被完全理解。換而言之,就遵照SCL模式而言SCL文件的成功驗(yàn)證并不一定意味著SCL文件在變電站自動(dòng)化(符合標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的純文本部分)以及電力系統(tǒng)操作或者用戶規(guī)范(符合項(xiàng)目/應(yīng)用)的意義上是有效或者符合的。換而言之,沒有針對(duì)SCL文件中與以下擴(kuò)展約束有關(guān)的不一致性的自動(dòng)化檢測(cè)1.IEC61850定義了與第6部分的SCL模式中的岸f6w加/卵J不同的存#、尤其是在該標(biāo)準(zhǔn)的第7-2、7-3、7-4和8-l部分中定義的概念數(shù)據(jù)模型。2.應(yīng)用特定的、項(xiàng)目特定的或者其它用戶定義的要《。3.—般電力系統(tǒng)為定。
發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的在于增加變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的可用性以及保證該系統(tǒng)的恰當(dāng)操作。這一目的通過分別根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種用于從屬專利權(quán)利要求中公開了更多優(yōu)選實(shí)施例。、根據(jù)本發(fā)明,基于上述SCL驗(yàn)證工具所提供的純XML模式!Ht擴(kuò)展出對(duì)變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)的或者其一部分或者組件,如單獨(dú)智能電子設(shè)備(IED)的配置描述的發(fā)汪。具體而言,本發(fā)明引入對(duì)配置描述和/或SA系統(tǒng)所要遵守、但是在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)第6部分所定義的XML模式的標(biāo)準(zhǔn)化語法中未并入或者未表示的符號(hào)、要求和/或約定進(jìn)行的基于機(jī)器的驗(yàn)證。為此,所述符號(hào)、要求和/或約定起初被轉(zhuǎn)換成或者定義為以計(jì)算機(jī)可讀格式編碼的擴(kuò)展或者擴(kuò)充規(guī)則。然后通過解析文件來讀取該文件的內(nèi)容或者信息,并且檢查該文件的內(nèi)容或者信息是否與所述規(guī)則符合,其中所述文件包括對(duì)SA系統(tǒng)的或者其一部分或者組件的變電站配置描述語言(SCL)符合性描述。向用戶顯示所找到的任何不一致、錯(cuò)誤、錯(cuò)誤配置或者不充分描述,用戶然后可以糾正文件中的內(nèi)容或者信息。除單純語法上符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)之外,根據(jù)本發(fā)明的過程有助于以自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)的描述的正確性。結(jié)果增加了強(qiáng)依賴于這一描述的SA系統(tǒng)的可用性并且可以預(yù)期SA系統(tǒng)的'洽當(dāng)操作。要注意,對(duì)前述不一致的人工檢測(cè)由于針對(duì)各變電站而要檢查的數(shù)據(jù)的絕對(duì)數(shù)量(通常超過20000行代碼)而幾乎不可能。有利地,在SA系統(tǒng)的工程階段執(zhí)行,即早在第一IED實(shí)際^操作之前離線執(zhí)行,并且因此在SA系統(tǒng)的試運(yùn)行或者測(cè)試之前執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的過程。由于該工程處理包括易于出錯(cuò)的處理如信號(hào)映射(映射1/0至功能塊)和保護(hù)/控制功能配置(設(shè)置最小/最大值、M),所以可以在創(chuàng)建SA系統(tǒng)描述時(shí)檢驗(yàn)所得SA系統(tǒng)描述的符合性。顯然,在后續(xù)階段,如在試運(yùn)行過程中將IED添加到SCD文件時(shí),可以有益地重復(fù)該過程。在本發(fā)明的第一優(yōu)選變形中,針對(duì)在IEC61850中定義的符號(hào)、尤其是在該標(biāo)準(zhǔn)的第7-2、7-3和7-4部分中定義的概念數(shù)據(jù)模型來執(zhí)行一致性檢查。類似地,可以檢查應(yīng)用特定的、項(xiàng)目特定的或者其它用戶定義的要求或者約束。在第三優(yōu)選變形中,檢驗(yàn)源自于公知常識(shí)的一般電力系統(tǒng)約定,例如涵蓋了室應(yīng)當(dāng)包括至少一個(gè)連通節(jié)點(diǎn)或者至少某類傳導(dǎo)i殳施這一事實(shí)。本發(fā)明具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)通過保證起初工程制作的輸入SCL文件是符合的,從而簡(jiǎn)化任何符合IEC61850的應(yīng)用的開發(fā),其中僅在應(yīng)用執(zhí)行期間要處理性少量剩余錯(cuò)誤實(shí)例。雖然本申請(qǐng)著重于變電站自動(dòng)化,但是不言而喻其原理和方法同樣適用于以不同的語義數(shù)據(jù)規(guī)則為特征的其它
技術(shù)領(lǐng)域:
,比如風(fēng)電、水電和分布式能量資源(DER)。類似地,不言而喻計(jì)算枳艱序的代碼可以存儲(chǔ)于計(jì)算^M呈序產(chǎn)品中,例如存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中,或者存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)或者用于熱行驗(yàn)證的其它設(shè)備的存儲(chǔ)器中、或者存俜于可以插入到該計(jì)算機(jī)或者設(shè)備中的數(shù)據(jù)栽體中。將參照在附圖中圖示的優(yōu)選示例性實(shí)施例,在下字中更具體地說明本發(fā)明的主題內(nèi)容,在附圖中圖1示出了4HESCL文件的過程的流程圖。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明^£或者檢驗(yàn)變電站配置語言(SCL)文件的擴(kuò)展處理的流程圖。在步驟10中識(shí)別將要在純XML模式!Hit以外J^E的符號(hào)、要求或者約定。符號(hào)、要求或者約定可以包括描述所受制于的任何可想到的約束,或者僅包括所選數(shù)目的應(yīng)用相關(guān)或者用戶相關(guān)的約束。它可以包括在另外一個(gè)或者多個(gè)規(guī)則文件中以標(biāo)準(zhǔn)方式描述的所限定的專用擴(kuò)展(例如針對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn))-然而是在不同于"IEC61850-7-4:2003"的命名空間中。在步驟20中以機(jī)器可讀形式將識(shí)別的約束轉(zhuǎn)換成擴(kuò)M則。在本文中要注意,不僅可以由純文本而且可以基于圖形表示或者基于將要IHiE的符號(hào)、要求或者約定的混合形式來生成擴(kuò)M則。規(guī)則可以代表或者可以不代表SA系統(tǒng)的與物理或者通信有關(guān)的方面。這些規(guī)則或者其子集被導(dǎo)入到計(jì)算枳雍序中以供后續(xù)重復(fù)使用,并且只有在底層語言或者規(guī)則有變化時(shí)才需要更新。在步驟30中通過解析SCL文件讀取來自SCL文件的信息或者內(nèi)容。該信息存儲(chǔ)在下文稱為"解析對(duì)象"的計(jì)算機(jī)實(shí)施模型中。然后在步驟40中檢查解析對(duì)象是否符M則。如果沒有檢測(cè)到不一致性,則使SCL文件生效,否則在步驟50中向用戶輸出消息。規(guī)則所編碼成的計(jì)算機(jī)可讀格式可以是在某種程度上也是人可讀的XML。舉例而言,將純文本約束"電池至多有一個(gè)端子"轉(zhuǎn)換成規(guī)則<Equipmentcode-"BAT"maxTerminals="l"/>。其它示例性規(guī)則列舉如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>錯(cuò)誤、4^描述或者不充分描述的更多例子如下,SCL元素的不良命名(例如無效字符、命名長(zhǎng)度等)。給定元素中的重復(fù)子元素。引用檢查(驗(yàn)證給定元素真實(shí)地存在)在SCL實(shí)例文件中的數(shù)個(gè)位置指定對(duì)文件中另一對(duì)象的引用(例如LNode對(duì)LN、LN對(duì)LNodeType)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(第6部分之外)進(jìn)行的語義數(shù)據(jù)發(fā)江這是為了!HitLNodeType(因此,4Hi邏輯節(jié)點(diǎn))元素及其子元素。該標(biāo)準(zhǔn)的第7-4和7-3部分定義了功能(即邏輯節(jié)點(diǎn))及其強(qiáng)制/任選屬性??梢园l(fā)現(xiàn)數(shù)類錯(cuò)誤,包括。遺漏強(qiáng)制子元素(例如"XCBR"類型的邏輯節(jié)點(diǎn)不含"Pos"數(shù)據(jù),公共數(shù)據(jù)類"DPC"不含"stVal"屬性)?!?汪給定元素的允許子元素。這擴(kuò)展了前一點(diǎn)以^更檢驗(yàn)只有該標(biāo)準(zhǔn)所允許的子元素才被指定(或考該元素被聲明為專用,見下文)并且在需要時(shí)被指定。另外,第7-3和7-4部分規(guī)定一些元素是任選的、強(qiáng)制的或者只有在某些條件下(例如條件"CG一1"或者"AC_LN0—EX,,)才可以出現(xiàn)。。元素的錯(cuò)誤類型(例如"PoS,,數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)屬于公共數(shù)據(jù)類"DPC,,)。。公共數(shù)據(jù)類中屬性的次序錯(cuò)誤(即它沒有遵循第7-3部分中的定義,而對(duì)于一些公共數(shù)據(jù)類,則沒有遵循第8-l部分中規(guī)定的擴(kuò)展)。。數(shù)據(jù)屬性的錯(cuò)誤功能約束(例如"XCBR.Pos.stVal"應(yīng)當(dāng)具有ST功能約束)?!銛?shù)據(jù)屬性的錯(cuò)誤觸發(fā)選項(xiàng)(例如"XCBR.Pos.stVal"應(yīng)當(dāng)具有"dchg"-數(shù)據(jù)改變-觸發(fā)選項(xiàng),而"XCBR.Pos.d"應(yīng)當(dāng)沒有任何選項(xiàng))?!銓S脭U(kuò)展(例如針對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù))沒有被指定為具有專用(即不同于"IEC61850-7-4:2003")IEC61850命名空間。在標(biāo)準(zhǔn)中指定但不能由XML模式驗(yàn)證方施行的任何規(guī)則。例如,SCL模式定義對(duì)于任何傳導(dǎo)設(shè)備都有0到2個(gè)端子。然而,第5部分中的表5對(duì)于傳導(dǎo)設(shè)^^根據(jù)它的類型定義具體數(shù)目的端子。因此,"CBR"類型的傳導(dǎo)設(shè)備不應(yīng)具有1個(gè)端子(即使這對(duì)于SCL模式是有效的)。通常在該標(biāo)準(zhǔn)中沒有指定、但是公知常識(shí)的一般電力系統(tǒng)規(guī)則。例如,"CBR"類型的傳導(dǎo)設(shè)備的定義應(yīng)當(dāng)包括"XCBR"類的至少一個(gè)LNode。另一例子是,室(bay)應(yīng)當(dāng)至少包括連通節(jié)點(diǎn)或者傳導(dǎo)設(shè)備。這樣的規(guī)則常常與應(yīng)用相關(guān),并且常??梢砸暈榫?而不是鐐溪);然而,它們提皿對(duì)scl文件中潛在問題的m^r用提示或者指示部分工程。權(quán)利要求1.一種驗(yàn)證變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)或者智能電子設(shè)備(IED)的配置描述的方法,所述描述基于XML模式用標(biāo)準(zhǔn)化配置描述語言(SCL)編碼,所述描述受制于在所述XML模式中未并入的符號(hào)、要求和/或約定,所述方法包括-識(shí)別要驗(yàn)證的所述符號(hào)、要求或者約定;-以計(jì)算機(jī)可讀格式由所述符號(hào)、要求或者約定生成擴(kuò)展規(guī)則;-檢查所述描述對(duì)所述擴(kuò)展規(guī)則的符合性;以及-在發(fā)現(xiàn)偏差的情況下發(fā)出通知給用戶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于在所述SA系統(tǒng)的工程階段過程中執(zhí)行所述符合性檢查步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于包括檢查所述描述與由IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的第7-2、7-3和7-4部分中定義的符號(hào)所生成的規(guī)則的符合性。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于包括檢查所述描述與代表應(yīng)用特定、項(xiàng)目特定或者其它用戶定義的要求的規(guī)則的符合性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于包括檢查所述描述與電力系統(tǒng)操作原則的符合性。6.—種用于lHi變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)或者智能電子設(shè)備(IED)的配置描述的計(jì)算積4呈序,所述描逸基于XML模式用標(biāo)準(zhǔn)化配置描述語言(SCL)編碼,所述描述受制于在所述XML模式中未并入的符號(hào)、要求和/或約定,所述計(jì)算枳4呈序在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行以下步驟-檢查所述描述與由要!Hit的所述符號(hào)、要求或者約定用計(jì)算機(jī)可讀格式生成的擴(kuò)展規(guī)則的符合性;以及-在發(fā)現(xiàn)偏差的情況下發(fā)出通知給用戶。全文摘要驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)化配置描述。一種驗(yàn)證變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)或者智能電子設(shè)備(IED)的配置描述的方法,所述描述基于XML模式用標(biāo)準(zhǔn)化配置描述語言(SCL)編碼,所述描述受制于在所述XML模式中未并入的符號(hào)、要求和/或約定,所述方法包括識(shí)別要驗(yàn)證的所述符號(hào)、要求或者約定;以計(jì)算機(jī)可讀格式由所述符號(hào)、要求或者約定生成擴(kuò)展規(guī)則;檢查所述描述對(duì)所述擴(kuò)展規(guī)則的符合性;以及在發(fā)現(xiàn)偏差的情況下發(fā)出通知給用戶。文檔編號(hào)G05B19/418GK101271330SQ20081008451公開日2008年9月24日申請(qǐng)日期2008年3月21日優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日發(fā)明者克勞斯·費(fèi)特爾,克里斯蒂安·弗雷,邁克爾·奧布里斯特申請(qǐng)人:Abb研究有限公司