一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法

摘要

本发明提供一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法，包括以下步骤：选择CILO逻辑节点进行数据对象的配置和关联，并通过InRef进行关联数据路径的匹配和描述；进行闭锁分闸和闭锁合闸逻辑的逆波兰计算，并在CILO模型中进行描述；计算EnCls和EnOpn各自的数值，并分配两者各自的短地址；针对被控设备的CSWI进行配置关联，并将所述CSWI中的BlkRef进行实例扩展，实现与CILO的关联；形成SCD文件，实现五防闭锁规则标准化定义。本方法简单可靠，易于执行，通过制定五防闭锁规则标准化的信息模型及规则库简单明了的表述方式，实现五防闭锁规则表述的规范和统一，便于其在不同系统、不同设备之间的互操作性，极大地降低调试维护的工作量，增加了五防规则的透明度，有效提高了智能变电站安全运行水平。

说明书

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法。

背景技术

防误操作是变电站运行管理的一项重要内容，如果发生误操作，不仅可能使操作人员的 人身受到严重伤害，也可能使运行设备受到严重损坏，并发生进一步停电事故。我国电力系 统早在1990年就提出了电气设备“五防”的要求，并以法规形式在能源安保[1990]1110号 文《防止电气误操作装置管理规定》行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。 在对变电站的断路器或刀闸进行分、合操作时，由于人员和电网等方面的安全性要求，在特 定情况下需要闭锁特定开关的分、合操作，即所称的“五防”闭锁。同一开关是否需要闭锁， 与变电站电网当时的运行状态有关，亦即与当时的电网连通状态有关，具体而言就是与其它 开关的分、合状态有关。所谓“五防”是指防止误入带电间隔、防止误拉合断路器、防止带 负荷拉合刀闸、防止带电合地刀（挂地线）和防止带地刀（地线）合开关。

变电站早期常用的防误闭锁方式有机械闭锁、电气闭锁、微机五防闭锁等方式，随着基 于IEC61850标准的数字化变电站的推广建设，监控五防一体化闭锁方式得到了广泛应用。随 着断路器、隔离开关等一次设备电动控制系统的逐渐完善，这一实现方式逐渐成为主流。尤 其是随着智能变电站的发展建设，基于一体化信息平台五防闭锁系统更是在智能变电站试点 工程中得到应用，随着智能变电站一体化监控系统的发展建设，在监控系统中实现五防闭锁 功能将是当前及今后发展的方向。

从智能变电站试点工程建设中发现，目前基于监控系统开发的五防闭锁系统（或功能模 块）随着不同厂家的不同产品存在较大的差异。虽然同一设备的五防闭锁逻辑完全相同，但 各厂家实现的方式却各有特点，缺乏标准化定义，给智能变电站全面推广建设带来了困难。 不少厂家也有通过间隔层测控装置来实现五防闭锁功能，但由于闭锁逻辑规则实现的方式不 同，不同厂家会有各自独立的五防功能配置文件，这些五防功能配置文件均是厂家的私有定 义，不同厂之间缺乏互操作和互换性，给今后的运行维护带来了困难。另外，无论是在监控 系统中实现五防闭锁功能还是在间隔层设备中实现五防闭锁功能，其结果均是通过厂家私有 化的方式来实现五防闭锁功能，一旦变电站发生故障需要获取相关设备或系统实际五防配置 规则，运行人员根本无法准确解读装置或者系统的五防规则定义，这也在一定程度上给智能 变电站的运行带来了安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法， 方法简单可靠，易于执行，能够实现五防规则的标准化定义，实现设备或系统的通用性和互 操作性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

步骤1：选择CILO逻辑节点进行数据对象的配置和关联，并通过InRef进行关联数据路 径的匹配和描述；

步骤2：进行允许分闸和允许合闸逻辑的配置，形成逆波兰表达式，并在CILO模型中进 行描述；

步骤3：计算EnCls和EnOpn各自的数值，并分配两者各自的短地址；

步骤4：针对被控设备的CSWI进行配置关联，并将所述CSWI中的BlkRef进行实例扩展； 并将CILO与其关联；

步骤5：形成SCD文件，实现五防闭锁规则标准化定义。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：确定所选CILO逻辑节点需要关联的CSWI逻辑节点；

步骤1-2：针对所述CILO中允许分闸和允许合闸涉及的数据对象进行配置；配置过程包 括逻辑条件元素的配置和逻辑规则的配置。

所述逻辑条件元素的配置包括针对所述CILO逻辑节点中的InRef进行逻辑条件对象的配 置；根据涉及的数据量建立InRef1～InRefN的N个数据对象后，针对单个InRef进行数据属 性关联；所述InRef包括用于定义数据属性的来源的setSrcRef，所述InRef包括用于被控 设备内部程序自动识别的sAddr。

所述逻辑规则的配置包括针对所述CILO中的EnaOpn和EnCls以字符数据的形式进行逻 辑规则的配置，涉及的逻辑条件元素以InRef1～InRefN表示。

所述逻辑规则中通过所述CILO中的EnaOpn和EnCls各自包括的描述属性（d）进行描述， 实现逻辑闭锁的标准化定义。

所述步骤2中，逆波兰计算包括将与（&）、或（||）以及非（！）逻辑组合转变成逆波兰 表达式。

所述步骤3中，通过EnaOpn和EnaCls包括的stVal实现允许分闸和允许合闸的逻辑计 算结果，并通过对应的sAddr为其定义标识，以便于为其他逻辑节点引用；所述sAddr采用 DI:N的方式表示，其中DI表示遥信，标识引导符，N表示具体编号值。

所述步骤4中，通过所述CILO中的stVal与CSWI中的setSrcRef的关联实现闭锁信号 的配置；所述CSWI中BlkRef1包含的setSrcRef与所述CILO中EnaOpn的stVal进行关联， 所述CSWI中BlkRef1包含的intAddr与所述CILO中EnaOpn的sAddr进行关联；所述BlkRef2 包含的setSrcRef与所述CILO中EnaCls的stVal进行关联，所述CSWI中BlkRef2包含的 intAddr与所述CILO中EnaCls的sAddr进行关联，以明确外部闭锁信号的来源和短地址关 联。

所述设计方法支持GOOSE网络的间隔联锁信号，实现外部信号与内部之间的关联。

通过配置SCD文件进行全站系统的五防闭锁功能配置；通过配置SCD文件或所述单间隔 设备的ICD/CID文件进行单间隔设备的五防闭锁功能配置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.通过制定五防闭锁规则标准化的信息模型及规则库简单明了的表述方式，实现五防闭 锁规则表述的规范和统一，便于其在不同系统、不同设备之间的互操作性；

2.极大地降低调试维护的工作量，增加了五防规则的透明度，有效提高了智能变电站安 全运行水平；

3.通过方式所实现的五防闭锁规则能够清晰呈现五防闭锁逻辑条件和最终的逻辑表达 式，增加了五防闭锁规则的透明度，便于今后的修改和维护；

4.本方法简单可靠，易于执行，应用广泛。

附图说明

图1是本发明实施例中CILO数据结构示意图；

图2是本发明实施例中SWI内部数据结构示意图；

图3是本发明实施例中CILO与CSWI逻辑关联示意图；

图4是本发明实施例中逆波兰表达式转换示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-4，一种变电站五防闭锁功能标准化设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

步骤1：选择CILO逻辑节点进行数据对象的配置和关联，并通过InRef进行关联数据路 径的匹配和描述；

步骤2：进行允许分闸和允许合闸逻辑的配置，形成逆波兰表达式，并在CILO模型中进 行描述；

步骤3：计算EnCls和EnOpn各自的数值，并分配两者各自的短地址；

步骤4：针对被控设备的CSWI进行配置关联，并将所述CSWI中的BlkRef进行实例扩展； 并将CILO与其关联；

步骤5：形成SCD文件，实现五防闭锁规则标准化定义。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：确定所选CILO逻辑节点需要关联的CSWI逻辑节点；

步骤1-2：针对所述CILO中允许分闸和允许合闸涉及的数据对象进行配置；配置过程包 括逻辑条件元素的配置和逻辑规则的配置。

所述逻辑条件元素的配置包括针对所述CILO逻辑节点中的InRef进行逻辑条件对象的配 置；根据涉及的数据量建立InRef1～InRefN的N个数据对象后，针对单个InRef进行数据属 性关联；所述InRef包括用于定义数据属性的来源的setSrcRef，所述InRef包括用于被控 设备内部程序自动识别的sAddr。

所述逻辑规则的配置包括针对所述CILO中的EnaOpn和EnCls以字符数据的形式进行逻 辑规则的配置，涉及的逻辑条件元素以InRef1～InRefN表示。

所述逻辑规则的配置包括针对所述CILO中的EnaOpn和EnCls以字符数据的形式进行逻 辑规则的配置，具体如图1所示，针对CILO的EnaOpn和EnaCls逻辑，分别进行逻辑规则的 配置。其实现方式如图4所示，所获取的逻辑规则形成了图4左边传统的逻辑条件，但是此 种方式不便于装置和系统识别，因此通过逆波兰算法将其进行转换，进而形成了图4右边所 显示的逆波兰表达式。由于同一设备闭锁合闸或者闭锁分闸的逻辑会有差异，因此针对闭锁 合闸和闭锁分闸分别形成各自独立的逻辑规则，将其以字符数据的形式配置，具体如图1下 方所示。以EnaCls为例，完成闭锁规则配置后，需要为EnaCls的计算结果stVal配置唯一 的sAddr。

所述逻辑规则中通过所述CILO中的EnaOpn和EnCls各自包括的描述属性（d）进行描述， 实现逻辑闭锁的标准化定义。

根据分闸和合闸的不同分别建立了BlkRef1和BlkRef2两个数据对象与之对应。以分闸 配置为例，针对BlkRef1包含的setSrcRef和intAddr进行配置：setSrcRef关联CILO的 EnaOpn逻辑计算结果，即如图2所示的“QA1NS3560/CTRL.CILO.ST.EnaOpn.stVal”。所述sAddr 采用DI:N的方式表示，即其中DI表示遥信，标识引导符，N表示具体编号值，其根据实 际需要确定，如图2中的DI:1000。

所述步骤2中，逆波兰计算包括将与（&）、或（||）以及非（！）逻辑组合转变成逆波兰 表达式。针对CILO中InRef各数据之间逻辑关系的转换，分别形成BlkRef1和BlkRef2各自 的闭锁规则，形成简单通用，设备和系统易于识别的逆波兰表达式。

所述步骤3中，通过EnaOpn和EnaCls包括的stVal实现允许分闸和允许合闸的逻辑计算结 果，并通过对应的sAddr为其定义标识，以便于为其他逻辑节点引用；所述sAddr采用DI:N 的方式表示，其中DI表示遥信，标识引导符，N表示具体编号值。所述步骤4中，通过所 述CILO中的stVal与CSWI中的setSrcRef的关联实现闭锁信号的配置；所述CSWI中BlkRef1 包含的setSrcRef与所述CILO中EnaOpn的stVal进行关联，所述CSWI中BlkRef1包含的 intAddr与所述CILO中EnaOpn的sAddr进行关联；所述BlkRef2包含的setSrcRef与所述 CILO中EnaCls的stVal进行关联，所述CSWI中BlkRef2包含的intAddr与所述CILO中EnaCls 的sAddr进行关联，以明确外部闭锁信号的来源和短地址关联。即如图3中CSWI中BlkRef1 的setSrcRef所关联的“QA1NS3560/CTRL.CILO.ST.EnaOpn.stVal”。

所述设计方法支持GOOSE网络的间隔联锁信号，实现外部信号与内部之间的关联。

通过配置SCD文件进行全站系统的五防闭锁功能配置；通过配置SCD文件或所述单间隔 设备的ICD/CID文件进行单间隔设备的五防闭锁功能配置。

以上实施方式是以全站五防逻辑配置为例进行描述，因此CILO中逻辑元素均是采用了 “IED/LD.LN.FC.DO.DA”的模式，该模式是通用性的，若针对具体的间隔层设备，该方式也 同样适用，具体如下：

所述设计方法能够支持GOOSE网络的间隔联锁信号，实现外部信号与内部之间的关联。 由于外部GOOSE发出的数据在装置内部均有相应的数据与之关联和对应，即虚端子配置。因 此，在间隔层GOOSE网络通畅的情况下，可以看做所有的逻辑闭锁元素均是来自与装置内部 的信号，如此，逻辑元素的配置采用“LD.LN.FC.DO.DA”模式即可，结合图1的示例，即为 “CTRL.CILO.ST.EnaOpn.stVal”。之前讨论的“IED/LD.LN.FC.DO.DA”的模式是兼容此模式 的。因此，若变电站现场采用的是在间隔层设备实现五防闭锁功能的话，采用 “LD.LN.FC.DO.DA”模式或“IED/LD.LN.FC.DO.DA”模式均可满足要求，但前者更为简便、 高效。若变电站现场采用的是在站控层监控系统中实现五防闭锁功能，则必须采用 “IED/LD.LN.FC.DO.DA”模式。为了便于今后工程应用中的统一，推荐采用 “IED/LD.LN.FC.DO.DA”模式来进行逻辑元素的配置。

综上所述，本方法简单可靠，易于执行，通过制定五防闭锁规则标准化的信息模型及规 则库简单明了的表述方式，实现五防闭锁规则表述的规范和统一，便于其在不同系统、不同 设备之间的互操作性，极大地降低调试维护的工作量，增加了五防规则的透明度，有效提高 了智能变电站安全运行水平。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照 上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本 发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等 同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。