參數(shù)化開關布置的間隔控制和/或保護設備的方法和布置的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種參數(shù)化開關布置的間隔控制和/或保護設備的方法和布置。用于自動將開關布置的間隔控制設備和/或保護設備參數(shù)化的方法包括步驟：根據(jù)拓撲結構信息自動識別開關布置的拓撲結構，并且根據(jù)拓撲結構自動確定用于至少一個設備的閉鎖條件和/或釋放條件；在考慮針對該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件的條件下自動說明用于至少一個設備的通信連接；利用針對該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件以及通信連接和拓撲結構，將至少一個設備參數(shù)化，從而在開關布置運行時，能夠控制在至少一個設備中的開關動作的閉鎖或釋放。此外，本發(fā)明涉及一種用于自動將開關布置的間隔控制設備和/或保護設備參數(shù)化的布置。
【專利說明】
參數(shù)化開關布置的間隔控制和/或保護設備的方法和布置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于將用于開關布置的間隔控制設備（FeWleitgerat，英語:bay contro 11 er)和/或保護設備的閉鎖條件參數(shù)化的方法以及相應的布置。
【背景技術】
[0002] 在電開關裝置中開關故障保護起重要作用。該保護確保了，僅當容許時才切換開 關設備。特別地應當避免，在有負載的情況下切換隔離開關，耦合異步電源，切換到接地的 運行裝置，或者在有電壓的情況下使存在的運行裝置接地。這例如意味著，在一部分供電網(wǎng) 中的閉合的開關阻止另一部分供電網(wǎng)中的隔離開關接通，這稱為"閉鎖(Verriegelung)"。 特定的開關設備的開關釋放(Freigabe)或閉鎖的判斷與另外的開關設備的開關狀態(tài)的依 賴關系由供電網(wǎng)的拓撲結構給出。在本專利申請的范圍內(nèi)，術語閉鎖條件還包括釋放條件。 [0003]通過開關故障保護應當防止由于錯誤的或不期望的開關動作導致人員或技術裝 備損傷。在此區(qū)分安全關系重大的判斷和運行重要的判斷，安全關系重大的判斷避免對于 人員或運行裝置的危險，運行重要的判斷基本上反映了裝置的運行邏輯 (Betriebsphilosophie)并且限制安全關系重大的開關釋放。運行邏輯例如可以是，為了清 楚起見，遵循開關順序，使得當相應的隔離開關閉合時才閉合斷路器。在運行邏輯的范圍內(nèi) 要注意的方面的另外的示例是，將輸出單元連接或轉換到附加的輔助母線、耦合母線、確保 連續(xù)的供電以及保持所使用的斷路器的抗短路能力界限。
[0004] 在現(xiàn)有技術中迄今通常借助布爾方程(booleschen Gleichungen)做出開關釋放 或閉鎖的判斷。必須對于每個裝置單獨地配置這些方程，這在裝置較大的情況下是極其復 雜和混亂的。這提高了表達式和方程錯誤或不完整的危險和與之相關的安全風險。
[0005] 出于該原因，在現(xiàn)有技術中開發(fā)了用于自動分析開關設備的布線 (Verschaltung)、也就是電開關裝置的拓撲結構的方案。借助拓撲結構可以至少部分地使 開關設備的閉鎖條件的建立自動化，由此減小將開關設備參數(shù)化時的配置開銷。在此通常 觀察具有多個間隔(Feld，英語:bay)的單獨的開關布置。
[0006] 在Heinrich Hoppe-Oehl在 1991 年向TechnischenUlliversitRtdes Saarlandes提 交的論文"Ein universelles Verriegelungsverfahren auf topologischer Basis" 中探 討了基于拓撲結構信息的開關動作的閉鎖。在此，例如借助中央的閉鎖裝置分析預定的閉 鎖條件。根據(jù)圖像識別從單極概覽圖中識別拓撲結構（36、37頁），其中，根據(jù)模式識別借助 預定模式識別并考慮布線模式(77-79、88頁）。
[0007] 此外，TU Dresden的 Steffen Bertho Id的論文（1992 ) "Der integri erte Schaltfehlerschutz sowie neue Verfahren zur Projektierung und Abarbeitung von Schaltverriegelung"研究了基于拓撲結構信息的開關動作的閉鎖。為了實現(xiàn)開關裝置的 與運行有關的閉鎖條件，必須投入附加的開銷。提到的是，在此涉及對于閉鎖應當被分析的 模式識別。但是必須在準備階段定義該模式。
[0008] 此外，由專利文獻DE3812072 C3已知分析開關裝置的開關設備的布線的拓撲結構 的可能性。通過利用布爾方程擴展安全關系重大的閉鎖條件，可以實現(xiàn)與運行有關的閉鎖。 在此假定，在規(guī)劃裝置時中央地確定與運行有關的和安全關系重大的閉鎖條件并且傳輸?shù)?各個開關設備。
[0009]此外，已知IEEE出版物"Topology-Based Interlocking of Electrical Substations"von J·Kopainsky，W·Wimmer und K.P. Brand,erschienen in "IEEE Transactions on Power Delivery"，Juli 1986，S. 118-126。其中探討了基于開關布置的 拓撲結構的方法。安全關系重大的以及與運行有關的閉鎖條件基于對于拓撲結構的組成、 也就是例如對于開關支路的模式識別。
[0010]此外，從西門子公司于2013.10發(fā)行的產(chǎn)品說明"016315,3〇^￥&以-Beschreibung"，Kennnummer C53000-D5000-COO1-5中已知，可以借助軟件對于所有 SIPR0TEC 5保護設備進行簡化的規(guī)劃和操作?？梢暂斎腴_關裝置的拓撲結構、配置保護設 備以及基本上手動地規(guī)劃在設備之間的相應的通信網(wǎng)絡。這離線地實現(xiàn)，其中，隨后可以將 所產(chǎn)生的參數(shù)化經(jīng)由通信網(wǎng)絡傳輸?shù)礁鱾€保護設備。作為單相（I-Phasig)圖表提供開關裝 置的拓撲結構并且在圖形的基礎上（以符號）添加硬件和網(wǎng)絡。通過功能"Continuous Function Chart"（294 ff.頁)還可以由使用者手動地將閉鎖條件參數(shù)化，其中使用布爾方 程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術問題是，基于已知的按照DIGSI 5軟件的方法提供一種方法， 通過該方法能夠特別簡單、可靠且快速地進行并且在需要時調整用于開關布置的間隔控制 設備和/或保護設備的閉鎖條件和/或釋放條件的自動參數(shù)化。
[0012] 本發(fā)明通過用于自動將開關布置的間隔控制設備和/或保護設備參數(shù)化的方法來 解決上述技術問題，該方法包括步驟：
[0013] -根據(jù)拓撲結構信息自動識別開關布置的拓撲結構，并且根據(jù)拓撲結構自動確定 用于至少一個設備的閉鎖條件和/或釋放條件，
[0014] -在考慮對于該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件的條件下，自動指定用于至少 一個設備的通信連接，
[0015] -利用對于該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件以及通信連接和拓撲結構，將至 少一個設備參數(shù)化，從而在開關布置運行時可以控制在至少一個設備中的開關動作的閉鎖 或釋放。
[0016] 間隔控制設備和/或保護設備在本申請的范圍內(nèi)被統(tǒng)稱為設備。
[0017] 在本發(fā)明的意義上，參數(shù)化是利用運行所需的所有信息(運行參數(shù)等)對設備進行 設置。
[0018] 識別閉鎖條件和/或釋放條件意為，例如將第一設備參數(shù)化，使得在知道開關布置 的其它設備的開關位置的情況下，釋放開關命令或禁止開關命令。例如對于設備，可以給出 閉鎖條件，使得在知道開關布置內(nèi)的另外的開關位置(從另外的設備傳送）的情況下，禁止 開關命令，因為其會將電壓切換為接地。給出閉鎖條件的合適的可能性是布爾方程(按照如 下方式："如果開關X閉合，則禁止打開開關y"）。
[0019]在本發(fā)明的意義上，通信連接不僅應當被理解為物理的導線或光學連接或無線電 連接，而且應當被理解為在設備中所需的、用來與一個或多個另外的設備通信的信息。也就 是，用于設備的通信連接的指定例如是這樣的信息，其指定相關的設備應當以哪種方式向 另外的設備進行通知。該信息例如可以包括與設備相關聯(lián)的斷路器的開關位置;其中，應當 作為具有特定的設備標識(IP地址、頭標等）的消息向一個或多個另外的設備通知該開關位 置。
[0020] 例如可以借助在本申請中描述的拓撲結構的"修改后的搜索"（圖6至圖8)進行拓 撲結構的識別。
[0021] 在本發(fā)明的意義上，拓撲結構是開關布置的部件(諸如母線、隔離開關和斷路器） 的布線。拓撲結構信息是反映該布線的信息。
[0022] 自動參數(shù)化的優(yōu)點是，由拓撲結構自動地推導出閉鎖條件和/或釋放條件，因為由 此用于具有間隔控制設備和/或保護設備的新的間隔的規(guī)劃開銷小。此外具有的優(yōu)勢是，在 改變間隔時，例如在使用新的間隔控制設備和/或保護設備時，或者在供應網(wǎng)絡改變時，可 以特別快速且簡單地進行閉鎖條件和/或釋放條件的更新。
[0023] 這在將例如具有40個開關間隔的裝置投入運行時，與對于如下類似的裝置相比具 有明顯更小的開銷，在該類似的裝置中，在常規(guī)地手動地將每個間隔控制設備和/或保護設 備參數(shù)化之后，必須連接大約2500個邏輯組件（例如在西門子公司的軟件SIPROTEC CFC 中），以及必須手動地輸入相應的通信連接。由此可以以明顯更小的開銷并且以小得多的故 障概率投入運行。
[0024] 在投入運行時，例如僅必須在所謂的單線編輯器(Single Line Editor)中繪制開 關裝置的圖像，并且相應地給開關設備分配保護設備和間隔控制設備。然后，在對間隔控制 設備和/或保護設備進行參數(shù)化之后，可以調節(jié)在間隔控制設備和/或保護設備之間的開關 動作的簡單并且可靠的閉鎖和釋放。這相對于開頭提到的現(xiàn)有技術的方法具有顯著的優(yōu) 點，在現(xiàn)有技術的方法中，對開關動作的閉鎖和釋放進行中央控制。也就是，閉鎖或釋放判 斷不再必須由在開關裝置中的設備中央地進行，而可以分布地和跨間隔地分布到設備。這 使得在一個設備故障的情況下，也能夠進一步跨間隔地閉鎖或釋放與故障不相關的間隔。 [0025]在擴展或改變裝置時或在運行邏輯改變時，按照本發(fā)明的方法還提供另外的優(yōu) 點。在該情況下，僅必須相應地調整描述運行邏輯的參數(shù)或單線圖。然后通過按照本發(fā)明的 方法自動進行間隔控制設備和/或保護設備的參數(shù)化的所需的調整。
[0026]與之不同，在常規(guī)規(guī)劃的具有鏈接的邏輯組件的裝置(SIPROTEC CFC規(guī)劃）的情況 下，可能使得必須調整所有或幾乎所有鏈接，這涉及極高的工程和測試開銷。
[0027] 附加地存在通過切換消除與運行有關的閉鎖或釋放的可能性?？梢詫τ谒虚g隔 或僅在選擇的間隔上應用該與運行有關的閉鎖或釋放的消除。其能夠實現(xiàn)與操作靈活性結 合的高安全性。可以完整地保持安全關系重大的閉鎖，并且通過這種方式防止不容許的開 關動作。如果消除安全關系重大的條件對于對間隔的維護工作仍然還是必要的，則這也可 以以限制在一個間隔上的方式來實現(xiàn)。
[0028] 在按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施方式中，在開關布置運行時，可以分布地控制 在至少一個設備中的開關動作的閉鎖或釋放。在此通過提供所確定的閉鎖條件和/或釋放 條件以及通信連接和拓撲結構，使得設備能夠獨立地判斷釋放或閉鎖。因此其必須具有自 己的計算裝置，用來分析拓撲結構。這是具有優(yōu)勢的，因為不需要用于設備的中央控制裝 置，這節(jié)省了成本。此外改善了可用性，因為通過分布式控制，當一個設備發(fā)生故障時，也能 確保開關布置繼續(xù)運行。這在中央控制的情況下不能實現(xiàn)。
[0029] 在按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施方式中，在開關布置運行時，可以中央地控制 在至少一個設備中的開關動作的閉鎖或釋放。在此中央地在相應地具有計算裝置的控制裝 置中做出關于釋放或閉鎖的判斷。這具有如下優(yōu)點，被中央地控制的設備不需要自己的計 算裝置，或者與在進行分布式控制的情況下相比需要針對更低的計算能力設計的計算裝 置，這節(jié)省了成本。
[0030] 在按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施方式中，在開關布置運行時，可以中央地控制 在至少一個設備中的開關動作的閉鎖或釋放。
[0031] 在按照本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)選的實施方式中，開關布置是供電網(wǎng)的一部分， 并且使用母線、間隔、電網(wǎng)組(Netzgruppen)、斷路器、隔離開關、間隔控制設備和/或保護設 備的布線的單線圖，作為拓撲結構信息。
[0032] 在此，供電網(wǎng)可以是高壓電網(wǎng)、中壓電網(wǎng)、低壓電網(wǎng)或牽引供電網(wǎng)。
[0033]該實施方式是具有優(yōu)勢的，因為通過這種方式借助單線圖（英文"311^1^1^1^-Diagramm"），能夠特別簡單地輸入和示出供應網(wǎng)絡的拓撲結構。單線圖的輸入例如可以借 助西門子公司的軟件DIGSI中的所謂的單線編輯器進行。單線圖是開關布置的圖形圖示。 [0034]圖形圖示在此可以是存在于紙上并且被掃描的繪圖，或是在計算機上建立的計算 機圖形。
[0035]通常使用可以在顯示屏上顯示并且被存儲在文件中的計算機圖形。在此可以是圖 像文件或者是按照合適的格式直接存儲供應網(wǎng)絡的部件之間的鏈接的文件。
[0036]在本申請中，圖形圖示應當被理解為圖像本身或能夠反映圖像并使得其可以存儲 的文件。
[0037]在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，在本發(fā)明的意義上，供電網(wǎng)是 可以分別借助相應的間隔控制設備和開關閥來控制的電能傳輸網(wǎng)或流體輸送傳輸網(wǎng)，諸如 給水網(wǎng)絡或供氣網(wǎng)絡。
[0038]在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，對于閉鎖條件和/或釋放條件 的識別，考慮安全關系重大的閉鎖條件和/或釋放條件以及與運行有關的閉鎖條件和/或釋 放條件。這具有優(yōu)點，因為通過超出安全關系重大的方面，考慮與運行有關的閉鎖條件和/ 或釋放條件，可以以簡單地方式考慮運行邏輯。
[0039]在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)預定的運行邏輯，自動將 與運行有關的閉鎖條件和/或釋放條件參數(shù)化。這具有優(yōu)點，因為在對于特定的運行邏輯輸 入或另外提供參數(shù)之后，也可以自動將由此產(chǎn)生的與運行有關的閉鎖條件和/或釋放條件 參數(shù)化。
[0040] 在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，借助搜索方法識別拓撲結構信 息，在該搜索方法中將與找到的母線和/或母線片段導電地連接的母線和/或母線片段視為 連續(xù)的節(jié)點。這具有優(yōu)點，因為由此確保了，不僅在寬度優(yōu)先搜索中，而且在深度優(yōu)先搜索 中，相應地識別整個拓撲結構。
[0041] 在搜索方法的優(yōu)選的擴展中，應用寬度優(yōu)先搜索。優(yōu)選在深度優(yōu)先搜索之前執(zhí)行 寬度優(yōu)先搜索。首先從應當判斷釋放或閉鎖的開關出發(fā)，沿著拓撲結構在任意方向上進行 搜索。如果找到一個母線片段，則搜索與之相鄰的母線片段并且一起視為一個節(jié)點。然后進 一步執(zhí)行寬度優(yōu)先搜索，直至識別出整個拓撲結構為止。作為結果，寬度優(yōu)先搜索提供最短 的平行路徑或雙倍電勢(PotentialdoubIe)(開關的兩側的電勢最大的節(jié)點）。
[0042] 在搜索方法的優(yōu)選的擴展中，應用深度優(yōu)先搜索。優(yōu)選在寬度優(yōu)先搜索之后執(zhí)行 深度優(yōu)先搜索。首先從應當判斷釋放或閉鎖的開關出發(fā)，搜索距離開關的兩側最近的母線， 其中，如開頭提到的那樣，再一次將母線的相關片段視為節(jié)點。接著，如已知的那樣，繼續(xù)進 行深度優(yōu)先搜索，其中，進一步發(fā)現(xiàn)的母線又被用于定義共同的節(jié)點。這繼續(xù)進行，直至識 別出整個拓撲結構為止。作為結果，深度優(yōu)先搜索提供在哪里存在平行路徑以及該平行路 徑有多長。在此，路徑的長度對于與運行有關的閉鎖特別重要。
[0043] 寬度優(yōu)先搜索與深度優(yōu)先搜索的組合以優(yōu)選的方式確保在復雜的開關布置的情 況下也可以完整且正確地識別出拓撲結構。
[0044]也就是，在寬度優(yōu)先搜索中，如通常在現(xiàn)有技術中那樣進行搜索，作為補充，當找 到母線時，搜索另外的導電地連接的母線片段，以將其視為一個節(jié)點。當寬度優(yōu)先搜索找到 平行路徑，但所找到的最短路徑不提供足夠的標準時，使用深度優(yōu)先搜索。在深度優(yōu)先搜索 中，在兩側搜索母線，其還檢查進一步連續(xù)的片段，然后繼續(xù)執(zhí)行深度優(yōu)先搜索。如果深度 優(yōu)先搜索又遇到母線片段，則其也再次檢查連接的片段，并且在繼續(xù)進行搜索之前，將其視 為一個節(jié)點。
[0045]在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，僅將對于相應的設備重要的、 關于相應的另外的設備的開關位置的信息的傳輸所需的通信連接參數(shù)化，從而使設備之間 的數(shù)據(jù)通信最小化。
[0046] 這是具有優(yōu)勢的，因為關于開關位置的數(shù)據(jù)通信和由此產(chǎn)生的釋放或閉鎖被限制 于重要情況，這節(jié)約了資源，諸如數(shù)據(jù)通信的所需的帶寬，由此節(jié)省了成本。不檢查不重要 的開關位置。由此例如可以減小站總線上的通信負荷。另一個優(yōu)點是，使用減小的拓撲結構 能夠使得在各個間隔控制設備或保護設備中具有相對較低的計算能力和較小的存儲空間 就已足夠，這節(jié)省了成本。
[0047] 在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，在共同的配置文件中存儲規(guī)定 的閉鎖條件和/或釋放條件，該共同的配置文件包含間隔控制設備和/或保護設備的參數(shù)， 并且將關于根據(jù)識別的拓撲結構對于各個設備重要的閉鎖條件和/或釋放條件的以及關于 針對相應的設備參數(shù)化的通信連接的說明分別存儲到相應的特定于設備的配置文件中，該 特定于設備的配置文件被傳輸?shù)较鄳脑O備。
[0048] 這具有優(yōu)點，因為通過中央地采集共同的配置文件中的所有重要數(shù)據(jù)，給出了數(shù) 據(jù)更新的容易的可能性和簡單的概覽，而特定的配置文件使得能夠自動將各個間隔控制設 備和/或保護設備參數(shù)化。
[0049] 在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，按照標準IEC 61850-8-1，使用 所謂的"系統(tǒng)配置描述(system configuration description，SO))"文件作為共同的配置 文件，并且使用所謂的"配置智能設備描述（configured intelligent device description，CID)"文件作為特定的配置文件，其中，"配置智能設備描述(CID)"文件相應 于"通用的面向對象的變電站事件（Generic Object Oriented Substation Events， GOOSE)"標準。這具有優(yōu)點，因為標準IEC 61850-8-1被廣泛使用，并且例如也允許經(jīng)由因特 網(wǎng)連接或以太網(wǎng)進行通信。
[0050] 在按照本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的實施方式中，附加地自動識別開關布置的電 壓和電流測量設備。在此例如識別電壓和電流測量設備關于輸出負載的位置和隸屬關系， 并且可以提供附加的功能。這具有優(yōu)點，因為由此可以針對運行自動將整個開關布置參數(shù) 化。
[0051] 此外，本發(fā)明要解決的技術問題是，基于DIGSI5軟件提供一種布置，利用其能夠特 別簡單、可靠且快速地針對開關布置的間隔控制設備和/或保護設備進行閉鎖條件和/或釋 放條件的自動參數(shù)化并且在需要時可以進行調整。
[0052]本發(fā)明通過根據(jù)本發(fā)明的布置來解決上述技術問題。
[0053]按照本發(fā)明的布置的優(yōu)選和有利的實施方式由本發(fā)明給出。在此，對于按照本發(fā) 明的布置及其實施方式類似地獲得與開頭針對按照本發(fā)明的方法所說明的相同的優(yōu)點。 [0054]為了進一步解釋本發(fā)明的工作方式，下面給出本發(fā)明的優(yōu)選的第一優(yōu)選實施例。 [0055] 在此執(zhí)行如下步驟：
[0056] 1)在DIGSI5軟件的單線編輯器中描繪開關裝置。
[0057] 2)在DIGSI5中輸入開關裝置配置(例如，規(guī)格(吣^1^1)、11/ 2斷路器、環(huán)形母線）。
[0058] 3)在DIGSI5中輸入母線(編號和片段）。
[0059] 4)在DIGSI5中輸入間隔控制設備和/或保護設備、開關設備、隔離開關和斷路器以 及給間隔控制設備和/或保護設備分配通過其控制的開關設備或開關。
[0060] 5)根據(jù)拓撲結構或在DIGSI 5中描繪的開關裝置，借助修改后的搜索自動識別開 關布置的拓撲結構(參見圖6至8)。
[0061] 6)建立與運行有關的閉鎖條件或輸入運行邏輯。系統(tǒng)已知安全關系重大的閉鎖條 件(例如，不將電壓切換為接地，參見引言）。在此基礎上，自動將用于各個間隔控制設備和 保護設備之間的通信網(wǎng)絡的GOOSE連接參數(shù)化。
[0062] 7)僅考慮對于相應的設備重要的、關于相應的另外的設備的開關位置的信息的傳 輸所需的GOOSE連接，從而在通信網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通信被最小化。
[0063] 8)將配置(拓撲結構、釋放條件或閉鎖條件，特別是與運行有關的釋放條件或閉鎖 條件)與關于參數(shù)化的GOOSE連接(通信連接)的說明一起傳輸?shù)介g隔控制設備和保護設備。 [0064] 9)然后在開關裝置運行時，基于減小的拓撲結構（僅考慮從各個保護設備的角度 來看重要的開關位置），在每個設備中分布地做出閉鎖判斷，其中，借助自動產(chǎn)生的Goose連 接，傳輸關于另外的隔離開關和/或斷路器的重要的開關位置的信息。
[0065] 由此，與已知的用于將用于開關布置的間隔控制設備和/或保護設備的閉鎖條件 和/或釋放條件參數(shù)化的方法直接相比，得到下面的新的方面：
[0066] -借助修改后的搜索自動識別拓撲結構，該修改后的搜索可靠地識別所有重要的 路徑。
[0067] -根據(jù)間隔類型和連接的節(jié)點自動識別單線圖中的元素。
[0068] -可以自動考慮與運行有關的閉鎖條件，例如用于保持斷路器和隔離開關的預定 的開關順序。
[0069] -在修改后的搜索中，使用平行路徑中的開關元件的長度(數(shù)量），以便檢查開關動 作的容許。
[0070] -對于平行路徑，考慮開關元件的長度。
[0071] -改變開關元件長度，使得在耦合兩個縱向分離的母線片段時，元件的長度被設置 為等于零(否則長度一致地等于1)。
【附圖說明】
[0072] 為了更好地解釋本發(fā)明，以示意圖示出：
[0073]圖1不出了開關布置的第一實施例，和
[0074]圖2示出了將第一實施例的開關劃分為對于閉鎖重要的開關位置和不重要的開關 位置的示例，和
[0075]圖3示出了開關布置的第二實施例，和 [0076]圖4不出了開關布置的第三實施例，和
[0077]圖5示出了開關布置的第四實施例，和 [0078]圖6不出了拓撲結構識別的第一實施例，和
[0079] 圖7示出了拓撲結構識別的第二實施例，和
[0080] 圖8示出了拓撲結構識別的第三實施例。
【具體實施方式】
[0081] 在圖1中開關裝置1具有兩個母線2、3,四個具有間隔控制設備和/或保護設備的間 隔連接到該兩個母線。
[0082] 經(jīng)由隔離開關4可以將第一間隔連接到母線2或者連接到母線3。此外，在第一間隔 中設置有斷路器5以及隔離開關6。以相同的方式構造由隔離開關7、斷路器8和隔離開關9組 成的第二間隔以及由隔離開關10、斷路器11和隔離開關12組成的第三間隔。
[0083]第四間隔是具有三個開關的耦合間隔13。
[0084] 如果要針對這些開關裝置實施開關故障保護，則對于在第一間隔中的開關判斷不 需要知道所有開關的當前位置。
[0085] 在圖2中，與圖1相同的部件具有相同的附圖標記。用虛線以框16框出了第二或第 三間隔的斷路器8和11以及隔離開關9和12,因為這些開關元件對于在第一間隔中的開關元 件的開關釋放的判斷不起作用。由此僅關注母線的耦合器14以及鄰近母線的隔離開關7和 10(框 15)〇
[0086] 例如如果框15中的將第二間隔與母線連接的隔離開關7中的一個閉合，則可以假 定斷路器8和輸出隔離開關9也閉合。從該假定可以得出如下結論，即，一個特定的間隔中的 閉鎖不需要關于其它間隔的斷路器和輸出隔離開關的開關位置的信息，就能夠做出正確的 閉鎖判斷。
[0087]除了已經(jīng)由圖1和圖2公開的部件之外，圖3還分別示出了圖中左邊三個間隔中每 一個的接地開關26、27、28。借助接地開關26、27、28可以將斷路器的相應的一側切換到地電 位21。
[0088]例如如果在預定的運行邏輯的范圍內(nèi)，對于與運行有關的閉鎖，激活"地電位的進 一步切換"，則除了已經(jīng)提到的開關設備之外，還需要傳輸與母線隔離開關4、7、10的節(jié)點相 鄰的接地開關26、27的位置。因此，對于元件4、5、6、21的開關判斷，除了迄今已經(jīng)要考慮的 開關7、10、13(框15、14)之外，還要考慮開關26和27(框24)。不需要框16中的開關8、9、11、12 的開關位置。
[0089] 圖4示出了具有所謂的一又二分之一斷路器配置的開關裝置。母線2和3處于該圖 的上方和下方。在框31、32和33中用虛線框出了具有多個斷路器和隔離開關的三個灣區(qū) (Bucht)或片段。利用箭頭37、41、71、72、63、67表示間隔至供應網(wǎng)絡的后面連接的元件的連 接。在每個間隔中對于兩個輸出端使用三個斷路器的所謂的一又二分之一斷路器配置的主 要優(yōu)點是，在單個開關故障的情況下也可以"從另一側"進行輸出端的能量供應。
[0090] 對于框31中的開關（開關34、35、36、38、39、40、42、43、44)的11/ 2斷路器配置，需要 框 70、71、72、73、74和75中的開關（開關編號45、46、50、54、55、56、57、61、65和66)的開關位 置。
[0091] 不需要框76、77、78和79中的開關(開關編號47、49、51、53、58、60、62和64)的開關 位置。
[0092]圖5示出了與圖1和圖2類似的開關裝置90,其中附加地在以虛線框91至94包圍的 每個間隔中布置有間隔控制設備100-103,使得經(jīng)由通信連接95與間隔的各個開關連接。通 信連接95表示在各個間隔控制設備或保護設備100-103與各個開關控制器之間的直接接 線;傳輸用于打開和閉合開關的開關命令。保護設備100-103通過通信總線110彼此連接，以 便在相鄰的間隔中互相交換關于開關位置的信息。在此例如可以借助GOOSE消息交換在各 個間隔中的開關的開關位置。作為該實施方式的可能的補充，也可以在通信總線110上布置 至用于整個開關裝置的控制裝置的連接(未示出），從而除了分布地判斷開關動作的閉鎖或 釋放之外，還可以通知中央的控制裝置。
[0093]例如如果間隔控制設備100故障，則不再能夠將關于在第一間隔（框91)中的開關 的開關位置的信息傳輸?shù)介g隔控制設備101-103。故障例如可以通過如下識別，即，間隔控 制設備101-103不再通過GOOSE從間隔控制設備100獲得最新的數(shù)據(jù)。盡管如此卻還是可以 閉鎖地切換設備的剩余部分，因為對另外的間隔中的開關的控制借助在那里連接的間隔控 制設備101-103分布地進行。然后，這些間隔控制設備還可以互相交換當前的開關位置，并 且例如借助已經(jīng)存儲了第一間隔的最后有效的開關位置的數(shù)據(jù)存儲器，對于分析還能夠考 慮第一間隔的開關狀態(tài)。但是在此存在限制，即，僅允許干預另外的間隔的開關位置，使得 在另外的間隔中不會發(fā)生不容許的運行狀態(tài)。這意味著，例如在輸出間隔中允許斷開，但是 不允許給出輸出間隔的接通，并且在耦合間隔中出現(xiàn)故障的情況下在耦合間隔中不允許進 行改變。在懷疑的情況下，不能確定開關位置的開關，在輸出間隔中可以被視為閉合，而在 耦合間隔中可以被視為打開。
[0094] 與之不同地，在具有中央設備的開關裝置中，該中央設備規(guī)定跨間隔的閉鎖條件 并且控制各個間隔的開關位置，在該中央設備故障的情況下不再執(zhí)行閉鎖的開關動作。
[0095] 下面，根據(jù)圖6至圖8討論在識別網(wǎng)絡(例如開關布置)的拓撲結構時的修改后的搜 索。
[0096] 為了能夠從單線圖中可靠且快速地識別開關裝置的拓撲結構，必須執(zhí)行相對于現(xiàn) 有技術改善的模式識別或改善的搜索方法。
[0097] 如果執(zhí)行寬度優(yōu)先搜索和深度優(yōu)先搜索，則產(chǎn)生如下問題，即，雖然搜索了所有節(jié) 點，但是沒有考慮所有邊緣(參見圖6)。因此可能沒有找到所需的平行路徑。如圖6中示例性 示出的那樣，找到了所有節(jié)點1至10;但是在邊緣中僅考慮邊緣201。但是不考慮邊緣202,因 為其不再從節(jié)點引導至新的節(jié)點。
[0098] 如果將該方案轉用到開關裝置，并且(在圖7中）借助深度優(yōu)先搜索從兩個開關4中 左邊那個出發(fā)進行搜索，則首先找到母線3,然后是間隔S中的閉合的隔離開關，然后返回上 述開關4(分別具有兩個點的點劃線）的該側。雖然找到耦合器13(分別具有一個點的點劃 線），但是沒有找到平行路徑，因為兩個開關4的左邊那個已經(jīng)在經(jīng)由隔離開關7的途徑中找 到而被標記為見過。
[0099] 也就是如果要求耦合器必須閉合，則也必須找到該路徑。這可以通過使用修改后 的寬度和深度優(yōu)先搜索來實現(xiàn)。
[0100]在此，從所觀察的開關元件出發(fā)搜索連接的母線，并且從那里開始進行深度優(yōu)先 搜索。如果找到了母線片段，則搜索相同的第一母線的另外連接的母線片段，其與第一母線 連接并且由此可以被視為節(jié)點。由此可以在較大的裝置中利用寬度優(yōu)先搜索可靠地找到最 短的平行路徑;在深度優(yōu)先搜索的情況下找到并識別所需的平行路徑。
[0101] 圖8示出了這樣修改后的搜索的示例。在此，將三個母線801、802、803劃分為經(jīng)由 耦合器805連接的右邊和左邊的片段。此外，每個片段具有片段耦合器804。在兩個片段中分 別設置有三個間隔。
[0102] 在這樣的較大的、縱向分離的裝置中，例如首先找到在左邊的片段中的路徑，而不 識別經(jīng)由耦合器805和右邊的耦合器804跨片段的路徑。如果從兩側或兩個片段開始進行搜 索，也會存在該問題。
[0103] 在前面的按照圖7的示例中，通過從開關的另一側開始進行搜索，可以找到所需的 平行路徑。但是如果裝置如圖8中那樣是較大的并且存在縱向分離，則由此還滿足限制：必 須從母線出發(fā)開始搜索。此外，縱向耦合的母線必須視為節(jié)點，從而可以識別所需的路徑。
【主權項】
1. 一種用于自動將開關布置（1，20,30,90,31，32,33)的間隔控制設備（100，101，102， 103)和/或保護設備參數(shù)化的方法，包括步驟： -根據(jù)拓撲結構信息自動識別所述開關布置（1，20，30，90，31，32，33)的拓撲結構，并且 根據(jù)拓撲結構自動確定用于至少一個設備（100，101，102，103)的閉鎖條件和/或釋放條件， -在考慮針對該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件的條件下，自動指定用于至少一個 設備（100,101，102,103)的通信連接(95,110)， -利用針對該設備確定的閉鎖條件和/或釋放條件以及通信連接(95，110)和拓撲結構， 將至少一個設備（100，101，102，103)參數(shù)化，從而在所述開關布置（1，20，30，90，31，32，33) 運行時，能夠控制在至少一個設備（100，101，102，103)中的開關動作的閉鎖或釋放。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述開關布置（1，20，30，90，31，32，33)是 供電網(wǎng)的一部分，并且使用母線（2,3,801，802,803)、間隔〇^，3,91，92,93,94,804,805)、電 網(wǎng)組、斷路器（5,8，11，13,35,39,43,46,50,54,57,61，65)、隔離開關（4,7，10,6,9，12,34， 36,38,40,52,44,45,47,49,51，53,55,56,58,60,62,64,66)、間隔控制設備（100，101，102， 103)和/或保護設備的布線的單線圖，作為拓撲結構信息。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，對于閉鎖條件和/或釋放條件的確定， 考慮安全關系重大的閉鎖條件和/或釋放條件以及與運行有關的閉鎖條件和/或釋放條件。4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)預定的運行邏輯，自動將與運行有關 的閉鎖條件和/或釋放條件參數(shù)化。5. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助搜索方法識別拓撲結構 信息，在該搜索方法中將與找到的母線和/或母線片段導電地連接的母線和/或母線片段視 為連續(xù)的節(jié)點。6. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，僅將對于相應的設備（100， 101，102,103)重要的、關于相應的另外的設備（100,101，102,103)的開關位置的信息的傳 輸所需的通信連接(95，110)參數(shù)化，從而使在設備（100，101，102，103)之間的數(shù)據(jù)通信最 小化。7. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于， 將所確定的閉鎖條件和/或釋放條件存儲在共同的配置文件中，該共同的配置文件包 含間隔控制設備（100，101，102，103)和/或保護設備的參數(shù)，并且 將關于根據(jù)所識別的拓撲結構對于各個設備（100,101，1〇2,103)重要的閉鎖條件和/ 或釋放條件的以及關于針對相應的設備（100，101，102，103)參數(shù)化的通信連接(95，110)的 和拓撲結構的說明，分別存儲到相應的特定于設備的配置文件中，該特定于設備的配置文 件被傳輸?shù)较鄳脑O備（1〇〇, 101，102,103)。8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，按照標準IEC 61850-8-1，使用所謂的"系 統(tǒng)配置描述(SCD)"文件作為共同的配置文件，并且使用所謂的"配置智能設備描述(CID)" 文件作為特定的配置文件，其中，"配置智能設備描述(CID)"文件相應于"通用的面向對象 的變電站事件(GOOSE)"標準。9. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，附加地自動識別所述開關布 置的電壓和電流測量設備。10. -種用于自動將開關布置（1，20,30,90,31，32,33)的間隔控制設備（100，101，102， 103)和/或保護設備參數(shù)化的布置，具有： 拓撲結構識別裝置，用于根據(jù)拓撲結構信息自動識別所述開關布置（1，20,30,90,31， 32,33)的拓撲結構，以及 分析裝置，用于根據(jù)拓撲結構自動確定用于至少一個設備（100,101，102,103)的閉鎖 條件和/或釋放條件， 參數(shù)化裝置，用于在考慮針對該設備（100，101，102，103)確定的閉鎖條件和/或釋放條 件的條件下，自動指定用于至少一個設備（100,101，102,103)的通信連接(95,110)，以及 通信裝置，使得能夠利用針對該設備（100，101，102，103)確定的閉鎖條件和/或釋放條 件以及通信連接(95,110)和拓撲結構，將至少一個設備（100,101，102,103)參數(shù)化，由此在 所述開關布置（1，20，30，90，31，32，33)運行時，能夠控制在至少一個設備（100，101，102， 103)中的開關動作的閉鎖或釋放。11. 根據(jù)權利要求10所述的布置，其特征在于，所述開關布置（1，20，30，90，31，32，33) 是供電網(wǎng)的一部分，并且拓撲結構信息包括母線（2,3,801，802,803)、間隔仏，3,91，92,93， 94,804,805)、電網(wǎng)組、斷路器(5,8，11，13,35,39,43,46,50,54,57,61，65)、隔離開關(4,7， 10,6,9，12,34,36,38,40,52,44,45,47,49,51，53,55,56,58,60,62,64,66)、間隔控制設備 (100,101，102,103)和/或保護設備的布線的單線圖。12. 根據(jù)權利要求10或11所述的布置，其特征在于，所述分析裝置適用于，對于閉鎖條 件和/或釋放條件的確定，考慮安全關系重大的閉鎖條件和/或釋放條件以及與運行有關的 閉鎖條件和/或釋放條件。13. 根據(jù)權利要求10至12中任一項所述的布置，其特征在于，所述分析裝置適用于，根 據(jù)預定的運行邏輯自動將與運行有關的閉鎖條件和/或釋放條件參數(shù)化。14. 根據(jù)權利要求10至13中任一項所述的布置，其特征在于，所述拓撲結構識別裝置適 用于，借助搜索方法識別拓撲結構信息，在該搜索方法中將與找到的母線和/或母線片段導 電地連接的母線和/或母線片段視為連續(xù)的節(jié)點。15. 根據(jù)權利要求10至14中任一項所述的布置，其特征在于，所述參數(shù)化裝置適用于， 僅將對于相應的設備（100,101，102,103)重要的、關于相應的另外的設備（100,101，102， 103)的開關位置的信息的傳輸所需的通信連接(95，110)參數(shù)化，從而使在設備（100，101， 102，103)之間的數(shù)據(jù)通信最小化。
【文檔編號】H02B1/20GK106067658SQ201610251496
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610251496.9, CN 106067658 A, CN 106067658A, CN 201610251496, CN-A-106067658, CN106067658 A, CN106067658A, CN201610251496, CN201610251496.9
【發(fā)明人】M.喬喬爾, D.克雷默, J.穆勒, M.瓦赫
【申請人】西門子公司