一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法

摘要

本发明公开了一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法，包括：以文本形式配置防误闭锁逻辑规则，生成全站共享的规则库；将防误闭锁逻辑规则校验所需的数据保存在实时数据库的内存缓冲区中；在图形浏览器中展示变电站一次接线图；对接线图中各设备进行防误闭锁逻辑规则实时校验，并将实时校验过程及结果可视化显示；对全站一次设备进行防误逻辑规则模拟校验，并将模拟校验过程及结果可视化显示。本发明极大简化防误闭锁逻辑规则，以图形化方式直观展示逻辑关系，提高变电站工作人员对闭锁逻辑的审核效率。

说明书

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法。

背景技术

防止电气误操作，简称防误操作，是变电站操作控制的基本要求。五防功能是防误操作的核心功能，即防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关或手车触头，防止带接地线(接地开关)送电，防止带电合接地开关(接地线)，防止误入带电间隔的功能。

工程配置保存的五防联闭锁逻辑描述文件为每个厂家采用自己私有的描述方法，描述方法不规范。描述文件格式不一致，常见的描述文件有Word、Excel或AutoCAD等文件格式，有的为逻辑方程表达方式；在站控层系统和间隔层测控装置中的防误闭锁逻辑一般采用文本的方式描述，包含着复杂的语义，非专业人士难以理解，不利于防误闭锁逻辑的阅读、查看和调试测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法，解决了现有技术对防误逻辑展示不清楚直观、不可实时校验、不可模拟校验防误逻辑的问题

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法，包括以下过程：

以文本形式配置防误闭锁逻辑规则，生成全站共享的规则库；

将防误闭锁逻辑规则校验所需的数据保存在实时数据库的内存缓冲区中；

在图形浏览器中展示变电站一次接线图；

对接线图中各设备进行防误闭锁逻辑规则实时校验，并将实时校验过程及结果可视化显示；

对全站一次设备进行防误逻辑规则模拟校验，并将模拟校验过程及结果可视化显示。

进一步的，在校验防误闭锁逻辑规则的时候，截取当前时刻实时数据库的断面并拷贝一份实时数据库到临时开辟的内存空间中，此临时开辟的内存空间即模拟数据库。

进一步的，所述对接线图中各设备进行防误闭锁逻辑规则实时校验，包括：

在变电站一次设备接线图上点击一次设备，从数据库获取当前设备状态及设备名称；

通过设备名称和设备状态，周期性读取当前设备的防误闭锁逻辑规则和测点设备的当前遥信值及测点对应的分或者合操作条件；

如果测点当前数据库中遥信值与防误逻辑规则中测点对应的分合操作条件不同，则本条规则为不满足；如果相同，则本条规则满足。

进一步的， 所述将实时校验过程及结果可视化显示，包括：

将当前设备的所有规则对应的操作类型、条件数、测点名称和测点对应的分合操作条件展示在界面上，与条件使用与门矩形符号“&”表示，或条件使用或门矩形符号“≥1”表示，与门矩形符号左侧为测点名称及分、合操作条件；

与门矩形符号右侧根据左侧与条件计算结果输出颜色不同的连接线，或门矩形符号右侧为设备闭锁逻辑的操作方式描述。

进一步的，所述将模拟校验过程及结果可视化显示，包括：

全站一次设备防误闭锁逻辑可视化展示界面中，包括树形列表区、可视化逻辑图区、状态模拟区三部分；

树形列表区依次按树形层级关系展示变电站名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称和一次设备操作规则名称；

可视化逻辑图区为防误闭锁逻辑规则实时校验过程及结构可视化显示的图；

状态模拟区为当前防误规则所涉及一次设备的模拟置位功能，列表分为设备名称、实时状态和模拟状态三列，设备名称列显示当前防误规则所涉及一次设备名称，实时状态列显示一次设备的实时位置状态，模拟状态列默认显示一次设备的实时位置状态，

在树形列表中选中某个设备操作防误规则后，右侧可视化逻辑图区展示对应的防误规则并计算出防误规则中所涉及设备当前位置状态的防误逻辑校验结果，状态模拟区用于模拟规则中测点对应设备的分或合操作，模拟操作不会改变测点的实际值，用于模拟当前设备对应的合操作或者分操作满足或者不满足的情况，并将防误逻辑校验结果刷新展示。

进一步的，所述可视化展示窗为非模态对话框，且全程保持置顶状态。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1）极大简化防误闭锁逻辑规则，屏蔽掉复杂的逻辑关系语义和符合描述，以图形化方式直观展示逻辑关系，提高变电站工作人员对闭锁逻辑的审核效率。

2）增加防误闭锁逻辑模拟校验功能，方便运行人员在图形界面快速模拟操作设备的防误逻辑规则。

附图说明

图1为实时校验界面；

图2为全站模拟校验界面；

图3为本发明方法的流程图；

图4为防误闭锁逻辑规则示例。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的技术构思为：通过周期性读取实时数据库中防误闭锁逻辑规则和逻辑操作部分中的操作对象遥信值，实现防误闭锁逻辑可视化展示与校验功能。

所述方法包括下步骤：（1）生成全站监控后台及测控装置共享的规则库（2）提供一套实时数据库管理系统来提供快速的实时数据的存取（3）将五防闭锁逻辑展示在可视化图形界面（4）实时校验某一个设备防误闭锁逻辑规则满足或不满足的情况（5）模拟设备分合校验全站五防逻辑规则满足或者不满足的情况，不改变实时数据库。本发明提供了实时校核和全站模拟校核五防闭锁逻辑的方法，提高了查看和校验防误闭锁逻辑规则的效率，节省了运行人员调试时间，保证防误闭锁逻辑的正确性。

实施例1

本发明的一种可实时校验和模拟校验的变电站防误逻辑可视化方法，参见图2所示，该方法包括：

步骤一、统一的规则库。

在监控后台以文本形式配置防误闭锁逻辑规则，每个设备的分或者合操作分别对应一条规则，操作类型1对应当前设备的合操作规则，操作类型0对应当前分操作规则。

生成全站的监控后台及测控装置（采集设备状态的装置）共享的规则库，变电站内的所有参与防误的设备（断路器、刀闸）都是从规则库中获取相应的防误闭锁逻辑规则，保证全站防误规则的一致有效性。规则库采用统一格式的文件，监控后台和测控装置都使用该规则文件进行防误逻辑判断。

规则内容和格式如图4所示，以规则1和规则2为例，设备名称是“NS3670的61850模型信号与控制刀闸1”表示对此设备配置的操作规则，间隔名称表示此设备所属的位置，操作类型1表示此设备的合操作，0表示此设备的分操作，条件数就是下面条件的个数，（1）（2）都是条件，测点是对其他设备的描述，如（1）表示，测点名称为NS3670的61850模型开断2，测点名称可以重复的，NS3670.CTRL/QGCSWI2.Pos.stVal，表示间隔名称为NS3670，CTRL表示此设备可以遥控，QGCSWI2是此设备的标识，在NS3670间隔内，是惟一的，不可重复的。“等于分”就是说测点（1）描述的设备状态等于分，才能满足条件（1）。规则1总结起来就是如果要对设备NS3670的61850模型信号与控制刀闸1进行合操作，必须先满足条件（1）和（2）中所描述的设备状态；规则2类似。

一个设备可以有多个合(分)操作规则，规则1和规则2都是设备NS3670的61850模型信号与控制刀闸1的合操作规则，两条规则是或的关系，对此设备进行合操作之前，满足规则1、规则2中至少一个就可以校验通过。

步骤二、实时数据库。

变电站内的实时数据包括稳态、暂态、动态数据以及设备状态、图像等全面反映变电站设备状态与运行工况的全景数据，为了便于实现各种系统资源的共享，数据库能如实反映现场设备运行情况，提供一套实时数据库管理系统来提供快速的实时数据的存取。为了达到数据快速存取的目的，在实时数据库的内存缓冲区保存系统的基本数据和实时数据。基本数据是电力系统运行中基本不变或缓慢变化的数据，例如：发电、变电、输电及其控制与量测配置设备和参数，一般也称为电网模型数据。实时数据是自动量测的数据，包括遥信、遥测和电量。

步骤三、模拟数据库。

在校验防误闭锁逻辑规则的时候，截取当前时刻实时数据库的断面并拷贝一份实时数据库到临时开辟的内存空间中，此临时开辟的内存空间即模拟数据库。利用模拟数据库，在校验某一个设备防误闭锁逻辑规则满足或不满足的情况，则不会修改实时数据库。

步骤四、图形浏览器。

图形浏览器用于展示变电站一次接线图，此一次接线图中描述的是变电站内各设备之间拓扑关系，方便运行人员了解变电站运行情况，不同的设备用不同的图元表示，图元的状态与数据库关联，图元的状态会跟随数据库中数据的变化而变化。接线图上显示的是可以进行操作的设备当前时刻的状态，点击每个设备可以直接查看当前设备的防误闭锁逻辑规则，设备状态变化，一次接线图上面的状态也会随着变化，同一个设备不同的状态，防误闭锁逻辑规则也不同。本发明中的防误闭锁逻辑规则可视化基于图形浏览器展示，不满足防误闭锁逻辑的规则使用特殊颜色标记出来。

步骤五、防误闭锁逻辑可视化及实时校验。

在变电站一次设备接线图上点击一次设备，从数据库获取当前设备状态及设备名称，如果当前状态是分，则表明对此设备只能进行合操作，则需要查看合操作规则；如果当前状态是合，则表明对此设备只能进行分操作，则需要查看分操作规则。

通过设备名称和设备状态，周期性读取当前设备的防误闭锁逻辑规则和测点设备的当前遥信值及测点对应的分或者合操作条件，将当前设备的所有规则对应的操作类型、条件数、测点名称和测点对应的分合操作条件提取出来，展示在人机界面上，与条件使用与门矩形符号“&”表示，或条件使用或门矩形符号“≥1”表示，与门矩形符号左侧为测点名称及分、合操作条件。

防误逻辑规则中测点对应的操作条件中0表示分，1表示合，数据库中的遥信值也是用1和0来表示的，如果测点当前数据库中遥信值与防误逻辑规则中测点对应的分合操作条件不同，则本条规则为不满足；如果相同，则本条规则满足，在人机界面上，与门矩形符号右侧根据左侧与条件计算结果输出颜色不同的连接线，或门矩形符号右侧为设备闭锁逻辑的操作方式描述，实现防误闭锁逻辑可视化展示与实时校验功能，如图1所示。

步骤六、全站防误闭锁逻辑模拟校验。

全站一次设备防误逻辑可视化展示界面，如图2所示，在监控后台设置统一的调取入口，进入全站防误逻辑可视化展示界面时进行用户权限验证，具备权限的用户才允许进入全站一次设备防误逻辑可视化展示界面，可视化展示窗为非模态对话框，不影响监控画面的操作，且全程保持置顶状态。

全站一次设备防误闭锁逻辑可视化展示界面中，包括树形列表区、可视化逻辑图区、状态模拟区三部分，如图2所示。树形列表区依次按树形层级关系展示变电站名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称和一次设备操作规则名称；可视化逻辑图区为步骤五所展示的防误闭锁逻辑可视化的图；状态模拟区为当前防误规则所涉及一次设备的模拟置位功能，列表分为设备名称、实时状态和模拟状态三列，设备名称列显示当前防误规则所涉及一次设备名称，实时状态列显示一次设备的实时位置状态，模拟状态列默认显示一次设备的实时位置状态，设备名称列与实时状态列禁止修改，模拟状态列的设备状态可以进行模拟置位，模拟置位后显示模拟。

在树形列表中选中某个设备操作防误规则后，右侧可视化逻辑图区展示对应的防误规则并依据步骤五方法计算出防误规则中所涉及设备当前位置状态的防误逻辑校验结果，状态模拟区用于模拟规则中测点对应设备的分或合操作，模拟操作不会改变测点的实际值，用于模拟当前设备对应的合操作或者分操作满足或者不满足的情况，并将防误逻辑校验结果刷新展示。

实施例2

本发明中按照以上所述方法实现的系统，具体显示为：

变电站监控主机的一次设备接线图上右键点击一次设备选择“防误逻辑可视化”菜单项，点击该菜单项弹出当前设备操作的可视化闭锁逻辑展示窗，展示内容包含当前一次设备的防误闭锁逻辑的操作方式及其闭锁逻辑规则条件，一次设备名称与操作界面中的设备命名保持一致。默认展示当前设备的目标状态防误闭锁逻辑（如当前设备2111刀闸为分位，对其进行操作只能进行合操作，则默认展示其目标状态2111合操作的可视化闭锁逻辑规则）。

可视化闭锁逻辑展示窗的与门矩形符号左侧的条件与或门矩形符号右侧的操作描述采用不同颜色展示实时的闭锁逻辑规则计算结果。监控后台实时检查参与逻辑计算的实时设备状态，满足当前单个逻辑条件时将与门矩形符号左侧的逻辑条件和与门矩形符号右侧连接线均使用绿色显示，不满足时将逻辑条件与逻辑连接线均使用红色显示；或门矩形符号右侧对应的操作描述根据实际逻辑校验结果进行显示，根据步骤五方法进行逻辑校验，逻辑校验通过将操作描述与逻辑连接线均使用绿色显示，同时在操作描述上方使用绿色加粗字体标注“满足”，逻辑校验未通过将操作描述与逻辑连接线均使用红色显示，在操作描述上方使用红色加粗字体标注“不满足”。

全站防误闭锁逻辑模拟校验。全站一次设备防误逻辑可视化展示界面在监控后台设置统一的调取入口，进入全站防误逻辑可视化展示界面时进行用户权限验证，具备权限的用户才允许进入全站逻辑可视化展示与模拟验证界面，可视化展示窗为非模态对话框，不影响监控画面的操作，且全程保持置顶状态。全站一次设备防误闭锁逻辑可视化展示界面分为树形列表区、可视化逻辑图区、状态模拟区三部分。

树形列表区依次按树形层级关系展示变电站名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称和一次设备操作规则名称，在树形列表中选中某个设备操作防误规则后，右侧展示对应的防误规则并计算出防误规则中所涉及设备当前位置状态的防误逻辑校验结果。

可视化逻辑图区的一次设备实时展示方式与步骤五一次设备防误逻辑可视化功能相同。

状态模拟区具备当前防误规则所涉及一次设备的模拟置位功能，列表分为设备名称、实时状态和模拟状态三列，设备名称列显示当前防误规则所涉及一次设备名称，实时状态列显示一次设备的实时位置状态，模拟状态列默认显示一次设备的实时位置状态，设备名称列与实时状态列禁止修改，模拟状态列的设备状态允许修改进行模拟置位，模拟置位后显示模拟。

设备位置状态模拟支持手工模拟与图形模拟两种方式。手工模拟通过手动置位模拟状态列中设备位置状态实现，模拟状态与实时状态不一致时模拟状态单元格使用红色底色显示，模拟状态与实时状态一致时模拟状态单元格恢复正常白色底色显示，模拟置位后监控画面实时展示模拟置位后的设备位置状态，手工模拟置位采用下拉菜单选项方式选择设备的分位、合位；图形模拟通过点击监控图形画面上的一次设备图元进行设备模拟置位，模拟置位后状态模拟区实时刷新模拟后的设备位置状态。设备模拟状态改变时可视化逻辑图区实时展示逻辑条件是否满足的颜色，并实时刷新模拟后的闭锁逻辑校验结果，树形列表防误规则切换时清除所有模拟置位状态。

本发明的技术效果是提高了变电站内自动化水平以及加强了变电站运行的安全性和稳定性。其主要技术优点在于：

1）极大简化防误闭锁逻辑规则，屏蔽掉复杂的逻辑关系语义和符合描述，以图形化方式直观展示逻辑关系，提高变电站工作人员对闭锁逻辑的审核效率。

2）增加防误闭锁逻辑模拟校验功能，方便运行人员在图形界面快速模拟操作设备的防误逻辑规则。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。