一種優(yōu)化保護測控裝置開發(fā)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種優(yōu)化保護測控裝置開發(fā)的方法，屬于電力自動化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電壓等級不斷提升，智能電網(wǎng)已經(jīng)演變成一個高階非線性、高復(fù)雜的拓撲網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備的穩(wěn)定性受到極大的關(guān)注。在故障發(fā)生時刻，能否及時定位故障，同時在對電網(wǎng)沖擊最小的情況下切除故障，恢復(fù)供電。一直是智能電網(wǎng)技術(shù)所研宄的課題。保護測控裝置作為保障智能電網(wǎng)自愈性的重要裝置，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。在主站的EMS系統(tǒng)中、DTS仿真、靜態(tài)安全分析、電網(wǎng)故障分析等很多單元都需要考慮保護測控裝置在電網(wǎng)中的影響。而傳統(tǒng)代碼化開發(fā)的裝置，由于要考慮各種電網(wǎng)的特殊架構(gòu)及運行方式變化而導(dǎo)致邏輯描述復(fù)雜，維護量較大。
[0003]目前國外已有許多公司用可視化編程方式進行備自投開發(fā)。涉及電力系統(tǒng)的有ABB、西門子、GE等公司。尤其是ABB公司的產(chǎn)品已成功地應(yīng)用了其自行開發(fā)的可視化編程平臺。針對不同的邏輯，開發(fā)相應(yīng)的模塊，構(gòu)建“模塊池”，在后續(xù)同源開發(fā)過程中已有的模塊可復(fù)用，逐漸降低代碼開發(fā)工作量。但隨著電壓等級上升，保護邏輯日益復(fù)雜，新功能模塊開發(fā)工作已嚴重影響裝置開發(fā)進度，與人力成本控制。同時，單一的功能模塊無法應(yīng)對電網(wǎng)接線方式的復(fù)雜化趨勢與運行方式多變化發(fā)展
靈活組態(tài)理論應(yīng)用在保護裝置開發(fā)將有效解決上述問題。利用模型分解的方法把一個復(fù)雜的保護邏輯分解成幾個基本單元，減少模型設(shè)計的復(fù)雜性。并提出一個新的電網(wǎng)自動拓撲搜索算法，實時自動分析更新保護模型，讓保護測控裝置的模型能夠〃學習〃電網(wǎng)的運行方式變化。拓撲網(wǎng)絡(luò)設(shè)計使得裝置具有并行處理機制，學習、自適應(yīng)、故障決策功能。通過調(diào)整連接權(quán)值，可由整體狀態(tài)給出相應(yīng)信息，具有強大的模式識別能力。通過對反應(yīng)輸入量的樣本學習，可以對任意復(fù)雜接線方式與動作邏輯進行分類和識別。實現(xiàn)效果如圖1所示
通過進一步細化程序拆解的顆粒度，需要管理的模塊只有簡單的“與門”“或門”、“非門”等，將外部布爾量(O值或I值)接入，自動組合出任意保護邏輯，而無需再做任何代碼開發(fā)工作，開發(fā)周期可控。同時在后續(xù)測試過程中，每條拉線都能根據(jù)代表量的不同，顯示出不同顏色(O值顯示紅色，I值顯示黑色)，可以直觀的把握保護邏輯進程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)一種基于國際標準IEC61131-3中的功能塊圖(FBD——funct1n block diagram)語言開發(fā)的靈活組態(tài)技術(shù)，提出一種優(yōu)化保護測控裝置開發(fā)的方法通過基礎(chǔ)邏輯模塊與時間模塊組建復(fù)雜的保護測控應(yīng)用，提高開發(fā)與測試效率。算法實現(xiàn)是參照活動網(wǎng)絡(luò)中AOE (Activity On Edge)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵路徑法的思想，運用關(guān)鍵路徑算法思想尋求一條程序最優(yōu)執(zhí)行的關(guān)鍵路徑，關(guān)鍵路徑算法中包含拓撲排序。活動網(wǎng)絡(luò)分為AOV (activity on vertex)網(wǎng)絡(luò)和AOE網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的主要算法有拓撲排序和關(guān)鍵路徑法，由于后者包含前者，所以平臺采用AOE網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵路徑法結(jié)合拓撲排序即可實現(xiàn)程序執(zhí)行序列及優(yōu)化。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種優(yōu)化保護測控裝置開發(fā)的方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)組建硬件環(huán)境；采用硬件貨架理論，規(guī)劃保護裝置所用的模擬量插件、開入開出插件，構(gòu)建硬件開入開出信息數(shù)據(jù)庫；根據(jù)保護邏輯確定硬件基本屬性，將所述基本硬件屬性構(gòu)建成數(shù)據(jù)庫，作為靈活組態(tài)技術(shù)的外圍支撐；所述基本硬件屬性包括輸入量基本屬性和輸出量基本屬性，所述輸入量基本屬性包括遙信信息、遙測量個數(shù)、硬壓板功能；所述輸出量基本屬性包括規(guī)劃保護出口、裝置面板顯示；
(2)布爾化保護變量；將保護涉及的開關(guān)位置信息，電壓電流等交流量信息處理成布爾量；即開關(guān)合位為1，分位為0，交流量大于定值為1，小于定值為O ;處理后的保護變量可直接進行邏輯判斷；
(3)拆解保護邏輯；將復(fù)雜保護邏輯按功能細化，將保護所涉及的先后關(guān)系用邏輯元件級聯(lián)的方式實現(xiàn)，將保護邏輯涉及的閉鎖關(guān)系用邏輯元件反饋方式實現(xiàn)；將所述步驟(2)處理完成的布爾量接入邏輯元件；
(4)遍歷尋找組態(tài)起點；從所有元件序列集合中，找出入度為O(只有輸出引腳無輸入引腳)的元件，將其連同其出邊從該集合中移出，因為這些元件是某項目對應(yīng)的整個可視化程序的原始數(shù)據(jù)輸入部分，相當于圖論中的源點，必須首先執(zhí)行；
(5)遍歷尋找輸出元件；在所述步驟(4)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)查找所有入度為O的元件，找出這些元件，再將其移出此集合，并存入第二個元件列表中，這些元件也屬于同級執(zhí)行，只是較上個列表中的元件執(zhí)行順序次之；這些元件的移出又將使得與這些元件相連的后繼元件的輸入引腳懸空，以便進入下一步查找；
(6)遍歷尋找反饋回環(huán)；根據(jù)AOV網(wǎng)的鄰接關(guān)系，生成AOV的鄰接表；搜索鄰接表中的反饋組件節(jié)點，將反饋組件添加到反饋節(jié)點列表中；從鄰接表中刪除當前操作的反饋節(jié)點以及與其相關(guān)聯(lián)的有向邊；重復(fù)步驟搜索，直至刪除鄰接表中所有反饋組件的節(jié)點；搜索鄰接表中所有入度為零的節(jié)點，將入度為零普通節(jié)點添加列表尾部；從鄰接表中刪除當前入度為零的普通節(jié)點以及與其相關(guān)聯(lián)的有向邊；
(7)在所述步驟(4)、所述步驟(5)、所述步驟(6)基礎(chǔ)上生成調(diào)度關(guān)系與連線關(guān)系，供裝置運行。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟(3)所述的拆解保護邏輯包括:將保護邏輯的顆粒度大小定義在“與門” “或門”、“非門”基本邏輯元件級別。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟(4)所述的遍歷尋找原則是:將整個保護邏輯視為由元件及元件間的連接構(gòu)成，將元件抽象為圖論學中的頂點，變量傳遞抽象為圖論學中的有向邊，有向邊的方向表示程序執(zhí)行的先后順序，運用圖論學中的有向圖的概念及其算法來尋找程序執(zhí)行序列的最優(yōu)解。
[0008]本發(fā)明所達到的有益效果:(1)保護裝置開發(fā)速度塊、效率高、周期短，將開發(fā)人員從繁瑣的代碼編寫中解脫出來；靈活組態(tài)技術(shù)使程序設(shè)計、調(diào)試和升級變得非常容易，同時大大提高了程序的美觀性和友好性，使開發(fā)人員能夠把主要精力集中到軟件功能和算法的研宄上；(2)可讀性高，組態(tài)化技術(shù)消除了代碼化編寫帶來的程序風格不同，代碼語句不嚴謹，代碼健壯性欠缺等問題，使得保護邏輯直觀易懂；(3)調(diào)試便捷，糾錯快捷，僅控制邏輯進行，不涉及代碼；變量可在線監(jiān)視且程序設(shè)計不涉及代碼，使得開發(fā)人員調(diào)試極為方便，糾錯極為快捷；(4)支持反饋回環(huán)，基于反饋組件的有向回環(huán)的排序解決了圖形化編程中的回環(huán)分析處理問題，提升了可視化編程軟件的智能水平。
【附圖說明】
[0009]圖1是靈活組態(tài)技術(shù)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的AOE網(wǎng)絡(luò)事例圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的硬件環(huán)境示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明的回環(huán)反饋分析圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進