專利名稱：一種基于e語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法。
背景技術(shù)：
統(tǒng)一的信息模型，是智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。可是當前在變電站模型描述方面，變電站當?shù)睾驼{(diào)度端所采用的標準是不一致的，變電站端所遵循的是IEC 61850模型，調(diào)度端所遵循的是IEC 61970/IEC 61968 CM模型。這種不一致導(dǎo)致了電網(wǎng)模型的分割孤立、重復(fù)建模等問題，限制了自動化、智能化程度的進一步提高。國際電工委員會第57技術(shù)委員會(EC TC57)也非常重視此問題，但目前還未見直接建立統(tǒng)一的標準模型的計劃。國內(nèi)外許多電力科研機構(gòu)都對此問題進行了研究，提出了各自的解決方案。I、統(tǒng)一語義模型方案美國電力科學研究院(EPRI)等科研機構(gòu)陸續(xù)有科研項目進行了統(tǒng)一語義模型的研究，意圖使IEC 61850模型和IEC 61970CM模型可以實現(xiàn)語義級別的互相理解，從而實現(xiàn)無損地轉(zhuǎn)化為等效的對方標準格式模型。這種方案的主要缺點包括工作量巨大，要實際頒布為國際標準還有待時日；對原IEC 61970、IEC 61850標準有一定要求，也就是還需要稍有改變；雖然理論上可以保證無損轉(zhuǎn)換，但是從現(xiàn)在電網(wǎng)模型應(yīng)用情況看，這種轉(zhuǎn)換的效率不會太高，并且轉(zhuǎn)換為IEC61970標準中所規(guī)定的CIM/XML模型后實際應(yīng)用效率也不高。2、直接統(tǒng)一模型方案部分研究機構(gòu)提出了直接對IEC 61850模型和IEC 61970 CM模型進行統(tǒng)一，在已有兩類模型的基礎(chǔ)上，建立一個新的統(tǒng)一模型，讓變電站和調(diào)度端應(yīng)用都基于同樣的統(tǒng)一模型，從而解決雙方模型協(xié)調(diào)的問題。例如2006年左右ABB公司為了實現(xiàn)其對未來電力系統(tǒng)位置透明(Location Transparency)應(yīng)用的支持,對61850和61970的關(guān)鍵差異做了比較研究，并給出了合并2個標準的初步設(shè)想。中國南方電網(wǎng)廣東電力科學研究院提出的UCIM統(tǒng)一模型方案也是這種思路。這種方案的缺點包括對于現(xiàn)有標準IEC 61960、IEC 61850都需要改變，而且改動量很大；整個模型規(guī)模也非常大；相對于新的統(tǒng)一模型標準，現(xiàn)存的大多數(shù)系統(tǒng)成為非標準的實現(xiàn)，已有的投資得不到保證。3、模型直接映射方案還有部分研究機構(gòu)提出了從一種模型等效映射到另一種模型的方案。其基本思想在于在對現(xiàn)有標準改動盡可能小的情況下，實現(xiàn)從一種體系下的模型直接映射到另一種體系下的等效模型(主要是從IEC 61850標準規(guī)定的SCL模型映射到IEC 61970標準規(guī)定的CIM/XML模型)。這種方案的缺點包括轉(zhuǎn)化的效率不高，由于CIM/XML模型描述本身的復(fù)雜性，從SCL模型映射到CIM/XML模型的方法和過程也相當復(fù)雜；從已有的一些應(yīng)用實踐來看，轉(zhuǎn)換為CIM/XML模型后實際應(yīng)用效率也不高。4、無縫通信方案還有部分研究機構(gòu)提出了使用代理技術(shù)實現(xiàn)變電站端與調(diào)度端的無縫通信。這種方案在第一版IEC61850-7-1的附錄D就已經(jīng)提出，部分研究機構(gòu)對此也進行了深化研究。這種方案兼顧了通信規(guī)約的處理，超出了本申請所針對的范圍，但在其中模型協(xié)調(diào)部分，其實質(zhì)等于模型直接映射方案。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站端與調(diào)度端的電網(wǎng)模型共享，避免了調(diào)度端與變電站端重復(fù)、分害I]、孤立的建模問題；而且在國際標準與國家電網(wǎng)公司已經(jīng)頒布的企標之間，實現(xiàn)了一種相 互轉(zhuǎn)化的技術(shù)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，在變電站自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)之間進行SCD模型描述文件到E語言模型文件的轉(zhuǎn)換和傳輸，其改進在于，所述方法包括如下步驟(I).產(chǎn)生SCD模型描述文件；⑵.讀取S⑶文件，并對S⑶文件進行解析；(3).根據(jù)所讀取到的S⑶文件信息，構(gòu)造E語言模型文件；(4).對E語言模型文件進行模型校驗，把通過校驗的E語言模型文件傳輸?shù)秸{(diào)度自動化系統(tǒng)，通過調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)的E語言模型文件導(dǎo)入工具導(dǎo)入調(diào)度自動化系統(tǒng)，否則進入步驟5 ；(5).對校驗不通過的E語言模型文件進行修改。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟I中，所述變電站自動化系統(tǒng)設(shè)置有變電站配置工具，所述變電站配置工具產(chǎn)生S⑶模型描述文件。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟2中，讀取SCD文件所包含的變電站模型信息，變電站模型信息包括SCD文件中的XML元素、子元素、屬性等和SCD文件的格式。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟3中，所述E語言模型文件包括變電站一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型、保護模型、監(jiān)控模型、采集模型和通信模型的表示格式。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟4中，模型校驗方式包括手工校驗或者程序自動校驗；模型校驗內(nèi)容包括長度校驗、MRID屬性值唯一性校驗、E語言類是否符合定義和不同E語言類之間的關(guān)聯(lián)性。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟5中，對于通過模型校驗的E語言模型文件，通過網(wǎng)絡(luò)或手工方式傳送給變電站自動化系統(tǒng)。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟6中，對校驗不通過的E語言模型文件的修改方式包括修改方式包括刪除內(nèi)容、修改內(nèi)容和增加內(nèi)容。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，與統(tǒng)一語義模型方案相比，本申請所提供的方法具有如下優(yōu)勢a、對于現(xiàn)有標準IEC61850、IEC 61970不需要做改變，不涉及到標準問題，也保護了現(xiàn)有投資；b、鑒于E語言模型文件比CM/XML模型文件簡單得多，使轉(zhuǎn)化過程相對簡單；C、經(jīng)過中國國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的實踐，證明E語言模型文件的處理效率比CM/XML模型文件高很多，并且E語言模型文件已經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用，本方法轉(zhuǎn)化的結(jié)構(gòu)文件直接可用。與直接統(tǒng)一模型方案相比，本申請所提供的方法具有如下優(yōu)勢a、對于現(xiàn)有標準IEC 61850、IEC61970不需要做改變，不涉及到標準修改和制定問題；b、通過增加一個從IEC61850S⑶文件轉(zhuǎn)化為E語言文件的工具，原有的基于IEC 61850的變電站自動化系統(tǒng)不需要改變，保護了已有投資；c、對于基于IEC 61970CM模型標準的調(diào)度自動化系統(tǒng)，如果它本身包含對于E語言模型文件的支持，則不需要改變，例如中國國家電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)本身就同時包含了對于CIM/XML、E語言模型文件的支持。與模型直接映射方案相t匕，本申請所提供的方法具有如下優(yōu)勢a、鑒于E語言模型文件比CM/XML模型文件簡單得多，使轉(zhuǎn)化過程相對簡單；b、經(jīng)過中國國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的實踐，證明E模型文件的處理效率比CM/XML模型文件高很多，并且E語言模型文件已經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用，本方法轉(zhuǎn)化的結(jié)構(gòu)文件直接可用。


圖I為基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法的流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，具體包括(I).由變電站配置工具產(chǎn)生S⑶模型描述文件；⑵.對S⑶文件進行解析，讀取S⑶文件；(3).根據(jù)所讀取到的S⑶文件信息，構(gòu)造E語言模型文件；(4).對E語言模型文件進行模型校驗；(5).把“通過校驗”的模型文件交給調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)E語言模型文件導(dǎo)入工具；(6).對于“校驗不通過”的模型文件，進入“修改E語言模型文件”過程。上述方法的出發(fā)點在于I)著力于適合工程應(yīng)用需求，而不是試圖統(tǒng)一標準；2)不完全被目前標準縛住手腳；3)兼顧已有的大量系統(tǒng)投資，同時充分利用E語言等方面的已有研究成果；4)均衡工作分配，避免模型協(xié)調(diào)的工作量積壓在變電站或調(diào)度端一端。本發(fā)明在解決技術(shù)問題時采用如附圖I所示的技術(shù)方案。整個技術(shù)方案包含如下關(guān)鍵步驟(I)由變電站配置工具產(chǎn)生S⑶模型描述文件。目前支持IEC61850標準的變電站自動化系統(tǒng)都提供變電站配置工具，該工具能夠產(chǎn)生反映整個變電站模型的變電站模型配置文件(S⑶文件，這是IEC61850標準中規(guī)定的)。這一部分屬于已有功能，這里考慮到完整性因素，只是簡單介紹。(2)對S⑶文件進行解析，讀取S⑶文件這一部分的功能主要是讀取S⑶文件所包含的變電站模型信息，這些信息包括SCD文件中所包含的所有XML元素、子元素、屬性等，至于SCD文件的具體格式，如果在解析的過程中發(fā)現(xiàn)“有問題”，則返回該變電站配置工具重新配置，如果“沒有問題”，則進入下一階段——“構(gòu)造E語言模型文件”。讀取SCD文件的方法有多種，例如可以通過編寫程序，讀取SCD文本文件，分析所讀取的文本文件；也可以通過利用Microsoft公司的Microsoft XML Core Services軟件庫中的函數(shù)來把SCD文件作為XML文件解析。對S⑶文件的解析必不可少，它是本申請后面構(gòu)造E模型文件的基礎(chǔ)。但對S⑶文件進行解析的方法是很多的，本申請并不是希望保護對SCD文件解析的具體方法，而是希望保護“通過解析SCD文件，獲取信息，從而構(gòu)造E語言模型文件以滿足調(diào)度自動化系統(tǒng)對模型的需求”這一方法。(3)根據(jù)所讀取到的SCD文件信息，構(gòu)造E語言模型文件這一部分是本申請的核心環(huán)節(jié)，本申請應(yīng)用E語言規(guī)范給出了對于變電站一次設(shè) 備模型、二次設(shè)備模型、保護模型、監(jiān)控模型、采集模型和通信模型的完整定義。至于怎樣從S⑶文件解析過程中獲得的信息構(gòu)造本申請利用E語言定義的變電站模型文件，則不在本申請范圍之內(nèi)。因為構(gòu)造文件的方法、工具，可能是很多的，可以半手工完成、也可以利用程序全自動完成等等。本申請所需要保護的是“通過對變電站S⑶文件解析，產(chǎn)生E語言模型文件，然后校驗所產(chǎn)生的E語言模型文件，再把通過校驗的E語言模型文件用于調(diào)度自動化系統(tǒng)”，這一過程方法。此外，本申請也需要保護下面所提出的利用E語言定義的變電站一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型、保護模型、監(jiān)控模型、采集模型和通信模型表示格式。后面附表中的各個表格就是本申請所給出的對變電站模型的E語言表達。(4)對E語言模型文件進行模型校驗通過上面步驟，產(chǎn)生了表示變電站模型的E語言模型文件，但是這樣產(chǎn)生的模型文件中可能還包含著錯誤，需要對它進行校驗。如果“校驗不通過”，就進入“修改E語言模型文件”階段，如果“校驗通過”，就把所獲得的E語言模型文件交給調(diào)度自動化系統(tǒng)的“E語言模型文件導(dǎo)入工具”。校驗的方法可以有很多種，包括手工校驗，或者用程序自動校驗，校驗的內(nèi)容也可以有很多，包括長度校驗、MRID屬性值唯一性校驗、每一個E語言類是否符合定義的校驗、不同E語言類之間的關(guān)聯(lián)性校驗等。本申請并不保護這些具體的校驗方法，而是“通過對變電站S⑶文件解析，產(chǎn)生E語言模型文件，然后校驗所產(chǎn)生的E語言模型文件，再把通過校驗的E語言模型文件用于調(diào)度自動化系統(tǒng)”，這一過程方法。把“通過校驗”的模型文件交給調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)E語言模型文件導(dǎo)入工具這一部分屬于已有功能，這里考慮到完整性因素，只是簡單介紹。(5)對于模型校驗通過的E語言模型文件，可以通過網(wǎng)絡(luò)或手工方式傳送給調(diào)度自動化系統(tǒng)。對于基于IEC 61970CM模型標準的調(diào)度自動化系統(tǒng)，如果它本身包含對于E語言模型文件的支持，則可以直接把E語言表示的模型導(dǎo)入調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，例如中國國家電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)本身就同時包含了對于CIM/XML、E語言的支持。如果調(diào)度自動化系統(tǒng)不包含對E語言文件的支持，則不適用本申請。(6)對于“校驗不通過”的模型文件，進入“修改E語言模型文件”過程由于“校驗不通過”，說明前面所產(chǎn)生的E語言模型文件存在問題，所以通過“修改E語言模型文件”對它進行修改，修改的過程可以包括刪除不需要的內(nèi)容；修改有問題的內(nèi)容；增加新的內(nèi)容等。對于修改的具體內(nèi)容和修改的具體方法，本申請并不需要保護。本申請所需要保護的是“通過對變電站SCD文件解析，產(chǎn)生E語言模型文件，然后校驗所產(chǎn)生的E語言模型文件，再把通過校驗的E語言模型文件用于調(diào)度自動化系統(tǒng)”，這一過程方法。CM模型和IEC 61850模型的不一致，是涉及智能調(diào)度與智能變電站自動化應(yīng)用的一個關(guān)鍵問題。本發(fā)明從面向工程應(yīng)用的角度提出了一種解決方案。該方案通過把調(diào)度端需要的模型信息組織成E語言格式，然后通過自動化的更新過程設(shè)計較好地解決了調(diào)度端和變電站端模型不一致的問題。
表I至表41表不E語言模型文件的表達格式。表格I表不一次設(shè)備模型的E語言類
權(quán)利要求
1.一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，在變電站自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)之間進行SCD模型描述文件到E語言模型文件的轉(zhuǎn)換和傳輸，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1).產(chǎn)生SCD文件； (2).讀取SCD文件，并對SCD文件進行解析； (3).根據(jù)所讀取到的SCD文件信息，構(gòu)造E語言模型文件； (4).對E語言模型文件進行模型校驗，把通過校驗的E語言模型文件傳輸?shù)秸{(diào)度自動化系統(tǒng)，通過調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)的E語言模型文件導(dǎo)入工具導(dǎo)入調(diào)度自動化系統(tǒng)，否則進入步驟5 ； (5).對校驗不通過的E語言模型文件進行修改。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟I中，所述變電站自動化系統(tǒng)設(shè)置有變電站配置工具，所述變電站配置工具產(chǎn)生SCD模型描述文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟2中，讀取SCD文件所包含的變電站模型信息，變電站模型信息包括SCD文件中的XML元素、子元素、屬性等和SCD文件的格式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中，所述E語言模型文件包括變電站一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型、保護模型、監(jiān)控模型、采集模型和通信模型的表示格式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟4中，模型校驗方式包括手工校驗或者程序自動校驗；模型校驗內(nèi)容包括長度校驗、MRID屬性值唯一性校驗、E語言類是否符合定義和不同E語言類之間的關(guān)聯(lián)性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟5中，對于通過模型校驗的E語言模型文件，通過網(wǎng)絡(luò)或手工方式傳送給調(diào)度自動化系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟6中，對校驗不通過的E語言模型文件的修改方式包括刪除內(nèi)容、修改內(nèi)容和增加內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，包括如下步驟(1)產(chǎn)生SCD文件；(2)讀取SCD文件，并對SCD文件進行解析；(3)根據(jù)所讀取到的SCD文件信息，構(gòu)造E語言模型文件；(4)對E語言模型文件進行模型校驗，把通過校驗的E語言模型文件傳輸?shù)秸{(diào)度自動化系統(tǒng)，通過調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)的E語言模型文件導(dǎo)入工具導(dǎo)入調(diào)度自動化系統(tǒng)，否則進入步驟5；(5)對校驗不通過的E語言模型文件進行修改。本發(fā)明提供的基于E語言的變電站端與調(diào)度端模型協(xié)調(diào)共享方法，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站端與調(diào)度端的電網(wǎng)模型共享，避免了調(diào)度端與變電站端重復(fù)、分割、孤立的建模問題。
文檔編號G06Q50/06GK102708196SQ20121015212
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者姚建國, 曹陽, 楊勝春, 高志遠 申請人:中國電力科學研究院