基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法

1.一种基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在CAD中分别设置两个功能模块：图形编辑模块，用于绘制常规图纸和扩展属性定义功能；模型编辑模块，用于最终生成模型文件，支持文件的导入、导出、编辑和校验功能，所述图形编辑模块与模型编辑模块通过访问XML数据库接口完成模型信息的共享操作；
2)定义变电站一、二次系统中各设备的图元块，所有图元块按IEC 61850-6标准中要求的信息添加扩展属性，所述扩展属性包括IED名称、逻辑设备名称、逻辑节点名称、前缀名、实例号、虚端子的开入和开出名称，所述逻辑节点名称、前缀名、实例号、虚端子的开入和开出名称通过装置厂商提供的装置模型直接导入；
3)定义专用图层，分别绘制变电站一、二次系统接线图、变电站自动化系统网络图以及虚端子连接图，图层中的各类图元块均采用步骤2)生成的具有IEC 61850-6扩展属性的图元块；
4)根据接线和网络图生成图元块扩展属性值，按照IEC 61850-6标准将扩展属性值导入XML数据库；
5)生成及编辑模型，从XML数据库中读取数据生成SCD模型文件，或将修改后的模型文件导入数据库反向关联图形，并对导入、导出的模型进行语法校验。

基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种智能变电站模型实现方法，属于电力系统自动控制技术领域。
背景技术
[0002] 在现有的智能变电站工程中，设计方式和原有的常规变电站的方式基本一致，由IED制造厂商提供装置原理图和组屏图，由设计院负责根据工程规划绘制一、二次系统接线图和网络接线图等工程图纸，再由系统厂商二次输入生成系统模型文件，并完成模型配置，流程如图1所示。
[0003] 这种设计方式的弊端是：
[0004] 1.带来对照图纸人为输入信息的重复劳动和可能差错。设计院提供的工程图纸交由集成商生成模型文件过程中，不可避免需要多次人工输入信息，大大增加了出错可能性。
[0005] 2.进度严重依赖设备厂商。由于设计院提供的图纸不直接涉及模型文件，在设计、施工、调试、维护过程中都必须由厂商辅助完成站内数据信息流的设计及模型配置，基本上由厂商掌握联调工作进度和工程进度，带来大量厂商协调问题及工作。
[0006] 3.在变电站改扩建时未获得预想的便利。由于系统集成由设备厂商完成，且装置配置工具和系统配置工具缺乏通用性，改扩建时若更换厂商则原有的配置继承非常有限，大大限制工程改扩建灵活性。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种智能变电站模型设计软件，实现在设计阶段完成智能变电站完整的数据模型配置和数据流连接，实现信息一次输入，交互共享。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009] 1)在CAD中分别设置两个功能模块：图形编辑模块，用于绘制常规图纸和扩展属性定义功能；模型编辑模块，用于最终生成模型文件，支持文件的导入、导出、编辑和校验等高级功能，所述图形编辑模块与模型编辑模块通过访问XML数据库接口完成模型信息的共享操作；
[0010] 2)定义变电站一、二次系统中各设备的图元块，包括断路器、隔离开关、互感器、变压器、母线、保护装置、合并单元等；
[0011] 3)所有图元块按IEC 61850-6标准中要求的信息添加扩展属性，扩展属性包括：
IED名称、逻辑设备LD(Logical Device)名称、逻辑节点LN(Logical Node)名称、前缀名prefix、实例号inst(Instance number)、虚端子的开入和开出名称等；
[0012] 4)定义专用图层，分别绘制变电站一、二次系统接线图、变电站自动化系统网络图以及虚端子连接图，图层中的各类图元块均采用步骤3)生成的具有IEC 61850-6扩展属性的图元块；
[0013] 5)根据接线和网络图生成图元块扩展属性值，按照IEC 61850-6标准将扩展属性值导入XML数据库；
[0014] 6)生成及编辑模型，从XML数据库中读取数据生成SCD模型文件，或将修改后的模型文件导入数据库反向关联图形，并对导入、导出的模型进行语法校验。
[0015] 前述的基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法，其特征在于：在所述步骤5)中，将图元块属性按XML的文件格式输出保存于XML数据库，使得图形编辑模块和模型编辑模块都能够从数据库中获得需要的信息，实现信息共享。
[0016] 本发明所达到的有益效果：
[0017] 本发明通过开发一套基于CAD的图形化模型设计软件，将智能变电站设计及系统集成工作融合，实现在设计中除完成常规的变电站一、二次接线图外，还能够根据各设备厂商提供的ICD模型文件及变电站一、二次设备的配置原理完成全站完整的数据模型配置和变电站的数据流连接。完整的数据模型包括反应一次接线的SSD文件和包含SSD、ICD及数据流配置的SCD文件，数据流连接包括通用面向对象的变电站事件GOOSE(Generic Object Oriented SubStation Event)和采样SV(Sampled Values)的虚端子连接。真正做到变电站中信息只输入一次，通过交互的方式实现信息的共享，在设计层面上完善和实现智能变电站的开放性。设计院能够直接提供全套的图纸和变电站配置模型文件，指导工程施工、调试，不需要再由厂商采用各自的配置工具将设计图纸“翻译”为模型文件，为今后工程的维护和改扩建提供便利。
附图说明
[0018] 图1为现有的智能变电站设计流程图。
[0019] 图2为本发明的软件总体方案图。
[0020] 图3为采用本发明的智能变电站设计流程图。
[0021] 图4为本发明中软件模块与XML数据库的关联图。
具体实施方式
[0022] 以某变电站为例，本发明的基于CAD的图形化智能变电站模型实现方法，具体实施步骤如下：
[0023] 1)定义变电站一、二次系统中各设备的图元块，如：断路器、隔离开关、互感器、变压器、母线、保护装置、合并单元等。
[0024] 2)所有图元块按IEC 61850-6标准中要求的信息添加扩展属性，如：IED名称、逻辑设备LD(Logical Device)名称、逻辑节点LN(Logical Node)名称、前缀名prefix、实例号inst(Instance number)、虚端子的开入和开出名称等。其中逻辑节点LN(Logical Node)名称、前缀名prefix、实例号inst(Instance number)、虚端子的开入和开出名称等可通过装置厂商提供的装置模型直接导入。
[0025] 3)定义专用图层，分别绘制变电站一、二次系统接线图、变电站自动化系统网络图以及虚端子连接图，图层中的各类图元块均采用具有IEC 61850-6扩展属性的块(即第(2)步生成的图元块)。
[0026] 4)根据接线和网络图即可由软件自动生成图元块扩展属性值，并按照IEC61850-6标准将扩展属性值导入XML数据库。
[0027] 5)从XML数据库中读取数据生成SCD模型文件。
[0028] 采用上述方法改进后的智能变电站设计流程为如图3所示。图4为图形编辑模块和模型编辑模块通过XML数据库实现模型信息共享的示意图。
[0029] 本发明具有以下特点：
[0030] 1)智能化变电站的设计，由以往的“设计院提供系统设计图纸——各系统厂商输入工程信息生成系统模型——装置厂商提供装置模型由系统厂商生成全站配置模型”简化为“装置厂商提供装置模型后设计院直接设计并生成模型文件”，以常规220kV变电站为例，将减少近200个的装置相关的人为重复输入信息工作，避免这一环节的可能差错。
[0031] 2)施工、调试、维护中，以往的“设计院修改图纸——集成商重新输入信息，重生成SCD模型文件——设备商重生成CID模型文件”的环节将简化为“设计院修改并生成模型文件”，大大降低工程施工、调试、维护中对厂商的依赖。
[0032] 3)工程改扩建时，由于直接由设计院设计并生成模型文件，因此不再局限于原工程厂商的配置工具，厂商选择更为灵活。
[0033] 以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。