基于SVG技术的变电站程序化操作的实现方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于SVG技术的变电站程序化操作的实现方法及装置，属于智能数字化变电站的二次系统设备。该方法使远程调度中心和站控后台通过HTTP协议访问程序化操作票装置，并利用程序化操作装置来控制变电站内所有测控及保护装置的执行，解决了现有技术中远方调度中心和站控后台分别安装各自的程序化操作票系统所带来的复杂性和维护工作量大等问题，实现了远程调度中心和变电站后台系统共享程序化操作票的组态、校验、发布、仿真和执行功能，使一个变电站只拥有一个程序化操作票执行文件。使用该方法的装置采用嵌入式工业网络处理器,背插式模块化设计，使得程序化操作更加安全、稳定和可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于SVG（可缩放矢量图形）技术的变电站程序化操作的实现方法及装置，属于智能数字化变电站的二次系统设备。

背景技术

智能数字化变电站作为智能电网的基础环节之一，是智能电网能量传递的枢纽，是电网运行信息的最主要来源，是电网智能化操作控制的执行地，是建设坚强智能电网的基础和关键。智能数字化变电站具有全站统一的数据模型和通信平台，变电站内一次电气设备和二次电子设备之间均实现数字化通信，并在此平台基础上实现智能装置间的互操作。

目前应用于变电站程序化操作票系统采用变电站后台系统和测控装置相结合方式来实现。变电站后台系统负责程序化操作票的组态、校验和仿真，并且负责管理程序化操作文件的上传和下装，测控装置保存程序操作票文件，测控装置读取程序化操作票并执行。这种运行方式在变电站中应用比较通用，并且也取得了比较好的运行效果，但运行过程中也发现了如下问题：

（1）变电站中每个间隔的测控装置中都要安装程序化操作文件；

（2）远方调度中心和变电站后台系统都要建立各自的相应程序化操作系统，造成系统复杂和维护工作量巨大；

（3）程序化操作票文件采用自定义内部格式，各设备厂家程序化操作文件互通性和兼容性差；

（4）变电站内每个间隔层测控装置存放程序化操作票文件，造成版本不一致问题；

（5）远程调度中心无法切实有效的对变电站二次设备的保护定值的修改、定值切换以及保护功能的退操作；

（6）远程调度中心无法对程序化操作过程进行跟踪监视，无法掌握详细准确命令执行结果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于SVG技术的变电站程序化操作的实现方法及装置，实现了远程调度中心和变电站后台系统共享程序化操作票的组态、校验、发布、仿真和执行功能，使一个变电站只拥有一个程序化操作票文件。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种基于SVG技术的变电站程序化操作装置，一个变电站只拥有一个程序化操作票文件，远程调度中心通过分布在N个变电站内的程序化操作票装置来控制变电站内的保护装置和测控装置的执行，所述N为自然数，所述程序化操作票装置，采用嵌入式工业网络处理器、背插式模块化，包括硬件结构模块和软件结构模块，硬件结构模块包括与数据总线双向连接的CPU插件、HMI模块、网络接口模块、固态硬盘、键盘输入模块、I/O模块、GPS模块；软件结构模块包括通过数据库进行数据交换的数据采集和处理模块、历史数据存储模块、HTTP服务模块、人机图形交互模块、装置系统管理模块，所述软件结构模块通过Vxworks实时操作系统对所述的硬件结构模块进行数据访问。

所述的基于SVG技术的变电站程序化操作装置的实现方法，包括如下步骤：

（1） 远程调度中心和变电站后台系统均通过HTTP协议访问程序化操作票装置，程序化操作票装置对远程调度中心和变电站后台系统进行身份安全审核，根据审核结果提供远程调度中心和变电站后台系统相应的操作权限，如远程调度中心和变电站后台系统审核不通过，就无法进行相关操作；

（2） 远程调度中心和变电站后台系统获取程序化操作票装置提供的最新程序化操作票模型，进行组态、校验和仿真，校验通过后，程序化操作票装置将产生最新的程序化操作模型；

（3） 远程调度中心和变电站后台系统通过程序化操作票装置提供的抽象服务接口进行操作票的执行，远程调度中心和变电站后台系统不能同时对程序化操作票装置进行程序化操作票的执行操作，当一方执行时，另一方可以进行过程监护；

（4） 程序化操作票装置根据远程调度中心或变电站后台系统的操作命令，把程序化操作票进行分解，形成程序化操作任务项，对测控装置或保护装置进行操作，对于每一操作项的执行结果，实时返回给程序化操作票装置，同时远程调度中心、变电站后台系统均可以通过动态SVG画面监视执行过程；

（5） 测控装置和保护装置在操作命令执行成功后，程序化操作票装置根据GSE（通用变电站事件）信息，将返回正确报告给远程调度中心和变电站后台系统，如果操作命令执行失败，立刻停止程序操作命令的执行，程序化操作票装置根据GSE信息返回出错报告给远程调度中心和变电站后台系统。

所述的基于SVG技术的变电站程序化操作装置的操作方法，包括如下操作步骤：

（1）远程调度中心或变电站后台系统发送程序化操作指令并将其分解为程序化操作文件，生成n个程序化操作项列表，n为自然数；

（2）依次对上述n个程序化操作项进行循环操作,判断所要操作的对象，如果是对保护装置的操作，并操作成功，直接生成操作报告，同时返回对第二个操作项进行操作；如果是对测控装置的操作，则按照操作票要求控制一次设备动作，成功操作后也生成操作报告，同时返回对下一个操作项进行操作，如上述两种操作失败，则生成错误报告，并告知调度中心或者变电站后台系统同时结束任务；

（3）当while循环语句判断出所有的操作项都执行完毕后直接退出程序；

（4）如步骤（2）所述，当操作对象的选择失败时直接生成错误报告。

本发明的有益效果如下：

1、  该发明采用远方调度中心和变电站后台系统共享程序化操操作的数据模型和显示模型，使得程序化操作维护更为简单、方便和快捷。

2、  该发明采用一个变电站只有一个程序化操作文件，间隔层测控装置无须维护各自的程序化操作文件，使得程序化操作的执行更为简便和可靠。

3、 该装置采用嵌入式工业网络处理器,背插式模块化设计，使得程序化操作更加安全、稳定和可靠。

附图说明

图1为变电站中使用程序化操作票装置的示意图。

图2为变电站程序化操作方法的流程图。

图3为程序化操作装置软硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

如图1为变电站中使用程序化操作票装置的示意图，一个变电站只有一个程序化操作票执行文件，远程调度中心和站控后台系统共享该程序化操作票执行文件，执行文件内容包括一二次设备属性数据和程序化操作任务项。

根据变电站程序化操作装置的执行文件内容对全站一二次设备进行程序化操作，远程调度中心和变电站后台系统提供一致性标准化的程序化操作票数据模型和显示模型，进行程序化操作组态、校验、仿真、执行，过程如下：

（1） 远程调度中心和变电站后台系统均通过HTTP协议访问程序化操作票装置，程序化操作票装置对远程调度中心和变电站后台系统进行身份安全审核，根据审核结果提供远程调度中心和变电站后台系统相应的操作权限，如远程调度中心和变电站后台系统审核不通过，就无法进行相关操作；

（2） 远程调度中心和变电站后台系统获取程序化操作票装置提供的最新程序化操作票模型，进行组态、校验和仿真，校验通过后，程序化操作票装置将产生最新的程序化操作模型；

（3） 远程调度中心和变电站后台系统通过程序化操作票装置提供的抽象服务接口进行操作票的执行，远程调度中心和变电站后台系统不能同时对程序化操作票装置进行程序化操作票的执行操作，当一方执行时，另一方可以进行过程监护；

（4） 程序化操作票装置根据远程调度中心或变电站后台系统的操作命令，把程序化操作票进行分解，形成程序化操作任务项，对测控装置或保护装置进行操作，对于每一操作项的执行结果，实时返回给程序化操作票装置，同时远程调度中心、变电站后台系统均可以通过动态SVG画面监视执行过程；

（5） 测控装置和保护装置在操作命令执行成功后，程序化操作票装置根据GSE（通用变电站事件）信息，将返回正确报告给远程调度中心和变电站后台系统，如果操作命令执行失败，立刻停止程序操作命令的执行，程序化操作票装置根据GSE信息返回出错报告给远程调度中心和变电站后台系统；

远程调度中心可以控制N个变电站的程序化操作，而一个变电站的站控后台可以控制站内每个间隔内的测控装置和保护装置动作。

图2所示为变电站程序化操作方法的流程图，具体过程如下：

（1）远程调度中心或变电站后台系统发送程序化操作指令，程序化操作票装置将其分解为程序化操作文件，并生成n个程序化操作项列表。

（2）依次对上述n个程序化操作项进行循环操作。判断所要操作的对象，是对保护装置的操作还是对测控装置的操作。如果是对保护装置的操作，并且操作成功，就直接生成操作报告，同时返回对第二个操作项进行操作；如果是对测控装置的操作，则按照操作票要求控制相应的一次设备动作，成功操作后生成操作报告，同时返回对下一个操作项进行操作。如上述两种操作失败，则生成错误报告，并告知调度中心或者变电站后台系统同时结束任务。

（3）当while循环语句判断出所有的操作项都执行完毕后直接退出该模块。

（4）如步骤（2）所述，当操作对象的选择失败时直接生成错误报告。

图3所示为程序化操作装置软硬件结构示意图。本装置采用嵌入式工业网络处理器，背插式模块化设计，包括：CPU插件、HMI插件、网络接口模块、固态硬盘、键盘输入模块、I/O模块、GPS模块、电源模块等，其中CPU插件的处理器芯片型号是EWIXP420ABBT。

支持系统运行的软件模块还有数据采集和处理模块、历史数据存储模块、HTTP服务模块、人机图形交互模块、装置系统管理模块等，各个模块的功能如下：

数据采集和处理模块：实时采集程序化操作所需要的模拟量、状态量以及脉冲量等，实时数据作为程序化操作步骤的执行的判断条件，也为人机图形交互模块提供动态数据。

历史数据存储模块：保存程序化操作所需要的模拟量、状态量，以及程序化操作日志。

HTTP服务模块:根据远方调度中心和变电站后台系统访问请求提供程序化操作票的组态、校验、仿真以及发布，同时提供数据查询、系统参数设置等功能。

人机图形交互模块: 根据IEC61850标准数字化变电站信息模型，建立程序化操作数据模型，根据SVG变电站图形模建立了程序化操作的显示模型，通过数据采集和处理模块，获取变电站一次设备和二次设备的实时信息模型，为程序化操作票的执行提供动态SVG图形模型，并装载在液晶显示。

装置系统管理模块：主要归装置的硬件和软件进行管理，主要包括：通讯管理、http服务设置、系统参数、实时数据、历史数据、调试功能、版本信息等等。

数据采集和处理模块、历史数据存储模块、HTTP服务模块、人机图形交互模块和装置系统管理模块通过实时数据库进行数据交换，同时利用Vxworks实时操作系统对硬件模块进行数据访问，CPU插件、HMI模块、网络接口模块、固态硬盘、键盘输入模块、I/O模块和GPS模块分别与硬件数据总线双向连接。