一种直流换流站二次系统物理回路建模方法和系统技术方案

本申请公开了一种直流换流站二次系统物理回路建模方法和系统，方法包括统计直流换流站二次系统中板卡的端口型号、接口类型和用途，配置板卡端口BPCD文件；对二次系统中对象的板卡端口进行建模；根据二次系统中屏柜的构成及内部连线，建立屏柜CPCD文件；对不同类型的屏柜CPCD文件进行层级构建和实回路配置，完成光缆及电缆布置，生成厂站级的变电站SPCD文件；解析变电站SPCD文件，解析信号回路文件，实现虚实对应关系。本发明专利技术加入了CPCD,板卡端口BPCD文件的配置定义用于辅助SPCD文件的配置，同时也提出了控保主机等二次设备板卡库的建立，实现了对二次设备板卡故障精确定位及远程告警预警。告警预警。告警预警。

【技术实现步骤摘要】
一种直流换流站二次系统物理回路建模方法和系统


[0001]本专利技术属于变电站二次系统
，涉及一种直流换流站二次系统物理回路建模方法和系统。

技术介绍

[0002]直流控制保护系统，简称为直流控保系统，是直流输电系统的核心设备之一，直流控保系统是直流换流站监控运行的中枢系统，对直流输电系统的安全可靠运行起着极为关键的作用。随着直流输电工程的快速增长和大功率跨区输送对送受端电网安全稳定问题的突出影响，迫切要求直流控保系统能够持续可靠稳定运行。
[0003]因此，需针对直流控保系统日常运检工作中的关键问题研究具有针对性的管控措施，保障直流输电和电网的安全稳定；研究控制保护板卡故障诊断技术，开发故障诊断算法构建特高压直流控制保护系统板卡故障诊断分析系统，综合提升控制保护系统运检工作的效率和安全性；研究不同路线控制保护系统多类型板卡的定制化管控技术，可远程维护、分级审核、历史追溯；研究特高压直流换流站控制保护系统二次回路集中数字化管控和数据直观展示技术，开发物理逻辑二次回路可视化移动终端。通过这些措施来提高换流站运行的稳定性和安全性。
[0004]与智能变电站不同，直流换流站二次系统物理回路建模在智能变电站光回路的基础上增加了大量电回路以及光电结合回路，从而增加了建模的复杂性，因此有必要建立特定的规则来辅助建模；直流换流站存在多种类型控保主机，交换机，光纤配线架(Optical Distribution Frame，ODF)，端子，端子继电器，逻辑单元，光电转换器，空开，压板等设备，因此有必要建立多种设备、不同版本、不同型号的单装置物理能力描述(Individual Physical Capability Description，IPCD)文件模板库，并且配置工具支持各种方式模型库的拼接；直流换流站二次系统物理回路建模的开发基于智能变电站物理配置描述(Substation Physical Capability Description，SPCD)文件，单纯的依靠IPCD文件来拼接合成SPCD文件已经不现实，因此在原IPCD、SPCD文件基础上加入板卡物理能力描述(Board Physical Capability Description，BPCD)文件,屏柜物理能力描述(Cubicle Physical Capability Description，CPCD)文件,实现把这些模型进行整合，融合，同时配置工具可以支持多种格式的导入导出操作，并把配置信息进行数据存储；

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本申请提供一种直流换流站二次系统物理回路建模方法和系统。
[0006]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：统计直流换流站二次系统中板卡的端口型号、接口类型和用途，配置板卡端口BPCD文件，形成板卡库；
[0009]步骤2：不同类型板卡端口BPCD文件拼接合成对象IPCD文件，对二次系统中对象的板卡端口进行建模，形成对象库；
[0010]步骤3：根据二次系统中屏柜的构成及内部连线，多个对象IPCD文件组成屏柜CPCD文件，建立屏柜CPCD文件，形成屏柜库；
[0011]步骤4：对不同类型的屏柜CPCD文件进行层级构建和实回路配置，完成光缆及电缆布置，生成厂站级的变电站SPCD文件；
[0012]步骤5：解析变电站SPCD文件层级构建、物理端口、实回路、光缆信息以及电缆信息，解析信号回路文件中的虚信号，实现虚实对应关系，展示物理回路和逻辑回路的对应关系。
[0013]本专利技术进一步包括以下优选方案：
[0014]优选地，所述换流站二次系统包括数据采集极监视控制(Supervisory Control And Data Acquisition SCADA)子系统、控制保护层和现场输入输出(Input Output，IO)层；
[0015]所述SCADA子系统包括连接在LAN网上的服务器、运行人员工作站、工程师工作站、远动系统和主时钟系统，所述远动系统与调度员工作站相连，主时钟系统通过天线与卫星连接；
[0016]所述控制保护层包括交流控制子系统和直流控制保护子系统，交流控制子系统和直流控制保护子系统分别与LAN网连接，交流控制子系统与直流控制保护子系统通过站控层LAN网相连，交流控制子系统包括站用电控制子系统和交流场控制子系统；
[0017]所述现场IO层包括分布式IO单元和阀控子系统，所述IO单元和阀控子系统均与直流控制保护子系统相连，现场IO层为控制保护层设备与交直流一次系统、换流站辅助系统、站用电设备、阀冷控制保护设备连接的接口。
[0018]优选地，所述换流站二次系统中所涉及的元素分为屏柜、对象和线缆三类；
[0019]屏柜包括前门、后门、门把手、灯泡；
[0020]对象包括设备类对象和元器件及辅助对象，设备类对象包括控保主机、测量接口设备、开关量接口设备以及通讯接口设备，元器件及辅助对象包括端子排、压板、空开、转换开关、按钮、指示灯、继电器、ODF和走线槽；
[0021]线缆包括光缆、尾缆、电缆、缆芯和电线。
[0022]优选地，步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：
[0023]从板卡库中抽取调用与现场相同的板卡插件，即板卡端口BPCD文件，采用模块化插件的方式进行IPCD的建立。
[0024]优选地，步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：
[0025]对设备类对象，建立单装置物理模型IPCD，对元器件及辅助对象，建模时首先为其建立虚拟板卡，然后把端口建在虚拟板卡下。
[0026]优选地，步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：
[0027]采用通用端子排对屏柜内信号端子进行建模，在实例化屏柜模型时，对端子排数量进行编辑，对于通用单层、双层、三层端子排分别建立一个临时模型，根据实际数目进行增加删减。
[0028]优选地，步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：
[0029]对继电器进行建模时，首先将其按管脚类型进行分类：开出两个管脚的继电器和开出三管脚的继电器，然后按照继电器类型建立单装置物理模型，即建立开出两个管脚的继电器单装置物理模型或开出三管脚的继电器单装置物理模型；
[0030]配置接线时，对每个端口所接的端子按照继电器图纸填写相应端子描述及功能描述。
[0031]优选地，步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：
[0032]设定文件格式差异分别对屏柜，板卡，对象分类建立模板库；
[0033]同种类型的屏柜，核对对象数量、种类有无删减、设备编号差异，以及内部连线方式后，共用模型文件；
[0034]将对象IPCD文件，根据厂家、型号、版本进行分类统计、配置、储存，形成标准化对象库，在建模的时候通过文件名称关键字本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：统计直流换流站二次系统中板卡的端口型号、接口类型和用途，配置板卡端口BPCD文件，形成板卡库；步骤2：不同类型板卡端口BPCD文件拼接合成对象IPCD文件，对二次系统中对象的板卡端口进行建模，形成对象库；步骤3：根据二次系统中屏柜的构成及内部连线，多个对象IPCD文件组成屏柜CPCD文件，建立屏柜CPCD文件，形成屏柜库；步骤4：对不同类型的屏柜CPCD文件进行层级构建和实回路配置，完成光缆及电缆布置，生成厂站级的变电站SPCD文件；步骤5：解析变电站SPCD文件层级构建、物理端口、实回路、光缆信息以及电缆信息，解析信号回路文件中的虚信号，实现虚实对应关系，展示物理回路和逻辑回路的对应关系。2.根据权利要求1所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：所述换流站二次系统包括SCADA子系统、控制保护层和现场IO层；所述SCADA子系统包括连接在LAN网上的服务器、运行人员工作站、工程师工作站、远动系统和主时钟系统，所述远动系统与调度员工作站相连，主时钟系统通过天线与卫星连接；所述控制保护层包括交流控制子系统和直流控制保护子系统，交流控制子系统和直流控制保护子系统分别与LAN网连接，交流控制子系统与直流控制保护子系统通过站控层LAN网相连，交流控制子系统包括站用电控制子系统和交流场控制子系统；所述现场IO层包括分布式IO单元和阀控子系统，所述IO单元和阀控子系统均与直流控制保护子系统相连，现场IO层为控制保护层设备与交直流一次系统、换流站辅助系统、站用电设备、阀冷控制保护设备连接的接口。3.根据权利要求1或2所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：所述换流站二次系统中所涉及的元素分为屏柜、对象和线缆三类；屏柜包括前门、后门、门把手和灯泡；对象包括设备类对象和元器件及辅助对象，设备类对象包括控保主机、测量接口设备、开关量接口设备以及通讯接口设备；元器件及辅助对象包括端子排、压板、空开、转换开关、按钮、指示灯、继电器、ODF和走线槽；线缆包括光缆、尾缆、电缆、缆芯和电线。4.根据权利要求1-3任一所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：从板卡库中抽取调用与现场相同的板卡插件，即板卡端口BPCD文件，采用模块化插件的方式进行IPCD的建立。5.根据权利要求4所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：对设备类对象，建立单装置物理模型IPCD，对元器件及辅助对象，建模时首先为其建立虚拟板卡，然后把端口建在虚拟板卡下。
6.根据权利要求4或5所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：采用通用端子排对屏柜内信号端子进行建模，在实例化屏柜模型时，对端子排数量进行编辑，对于通用单层、双层、三层端子排分别建立一个临时模型，根据实际数目进行增加删减。7.根据权利要求6所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：对继电器进行建模时，首先将其按管脚类型进行分类：开出两个管脚的继电器和开出三管脚的继电器，然后按照继电器类型建立单装置物理模型，即建立开出两个管脚的继电器单装置物理模型或开出三管脚的继电器单装置物理模型；配置接线时，对每个端口所接的端子按照继电器图纸填写相应端子描述及功能描述。8.根据权利要求3-7任一所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：步骤2所述对二次系统中对象的板卡端口进行建模，包括：设定文件格式差异分别对屏柜，板卡，对象分类建立模板库；同种类型的屏柜，核对对象数量、种类有无删减、设备编号差异，以及内部连线方式后，共用模型文件；将对象IPCD文件，根据厂家、型号、版本进行分类统计、配置、储存，形成标准化对象库，在建模的时候通过文件名称关键字段查询相应的配置文件进行调取；针对控保主机，建立完整的控保主机板卡库，用于帮助配置控保主机，对每一种型号的控保主机板卡库进行分类管理。9.根据权利要求1-8任一所述的一种直流换流站二次系统物理回路建模方法，其特征在于：物理回路建模时，应用XML语言进行层级结构配置，以下为各元素及其属性定义：Unit/class：对象的类型，面向一次系统、二次系统的二次回路的所有对象建立分类，以供程序进行对象类型的处理；对于装置明确存在Board概念的Unit对象，其Board/slot按照实际建立；对于装置不存在Board概念的Unit对象，Board/slot自定义建立，Board/type填写为“virtual”，编号按照自定义方式进行处理，同时隐去自定义slot的编号；对于不存在Board概念，但存在两组相同的编号情况，建立Board概念，type不填；对于对象上只有物理端口，端口无描述但图纸有定义的，按照图纸进行Port/desc的填写；对于对象上只有物理端口，但端口在图纸上也无具体定义的，按和用户确定编号方式并自定义Port/desc；Port/no：对一个Board下的端口进行编号排序，采用阿拉伯数字，从1开始，对于成对出现的端口，desc用同一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓峥，施琳，喻春雷，宋金山，王瑶，何露芽，施纪栋，吴惜娟，李然，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：