一種優化保護測控裝置開發的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種優化保護測控裝置開發的方法，屬于電力自動化技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電壓等級不斷提升，智能電網已經演變成一個高階非線性、高復雜的拓撲網絡。網絡中各設備的穩定性受到極大的關注。在故障發生時刻，能否及時定位故障，同時在對電網沖擊最小的情況下切除故障，恢復供電。一直是智能電網技術所研宄的課題。保護測控裝置作為保障智能電網自愈性的重要裝置，在電網中廣泛應用。在主站的EMS系統中、DTS仿真、靜態安全分析、電網故障分析等很多單元都需要考慮保護測控裝置在電網中的影響。而傳統代碼化開發的裝置，由于要考慮各種電網的特殊架構及運行方式變化而導致邏輯描述復雜，維護量較大。
[0003]目前國外已有許多公司用可視化編程方式進行備自投開發。涉及電力系統的有ABB、西門子、GE等公司。尤其是ABB公司的產品已成功地應用了其自行開發的可視化編程平臺。針對不同的邏輯，開發相應的模塊，構建“模塊池”，在后續同源開發過程中已有的模塊可復用，逐漸降低代碼開發工作量。但隨著電壓等級上升，保護邏輯日益復雜，新功能模塊開發工作已嚴重影響裝置開發進度，與人力成本控制。同時，單一的功能模塊無法應對電網接線方式的復雜化趨勢與運行方式多變化發展
靈活組態理論應用在保護裝置開發將有效解決上述問題。利用模型分解的方法把一個復雜的保護邏輯分解成幾個基本單元，減少模型設計的復雜性。并提出一個新的電網自動拓撲搜索算法，實時自動分析更新保護模型，讓保護測控裝置的模型能夠〃學習〃電網的運行方式變化。拓撲網絡設計使得裝置具有并行處理機制，學習、自適應、故障決策功能。通過調整連接權值，可由整體狀態給出相應信息，具有強大的模式識別能力。通過對反應輸入量的樣本學習，可以對任意復雜接線方式與動作邏輯進行分類和識別。實現效果如圖1所示
通過進一步細化程序拆解的顆粒度，需要管理的模塊只有簡單的“與門”“或門”、“非門”等，將外部布爾量(O值或I值)接入，自動組合出任意保護邏輯，而無需再做任何代碼開發工作，開發周期可控。同時在后續測試過程中，每條拉線都能根據代表量的不同，顯示出不同顏色(O值顯示紅色，I值顯示黑色)，可以直觀的把握保護邏輯進程。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是根據一種基于國際標準IEC61131-3中的功能塊圖(FBD——funct1n block diagram)語言開發的靈活組態技術，提出一種優化保護測控裝置開發的方法通過基礎邏輯模塊與時間模塊組建復雜的保護測控應用，提高開發與測試效率。算法實現是參照活動網絡中AOE (Activity On Edge)網絡的關鍵路徑法的思想，運用關鍵路徑算法思想尋求一條程序最優執行的關鍵路徑，關鍵路徑算法中包含拓撲排序。活動網絡分為AOV (activity on vertex)網絡和AOE網絡，相應的主要算法有拓撲排序和關鍵路徑法，由于后者包含前者，所以平臺采用AOE網絡的關鍵路徑法結合拓撲排序即可實現程序執行序列及優化。
[0005]本發明采用如下技術方案:一種優化保護測控裝置開發的方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)組建硬件環境；采用硬件貨架理論，規劃保護裝置所用的模擬量插件、開入開出插件，構建硬件開入開出信息數據庫；根據保護邏輯確定硬件基本屬性，將所述基本硬件屬性構建成數據庫，作為靈活組態技術的外圍支撐；所述基本硬件屬性包括輸入量基本屬性和輸出量基本屬性，所述輸入量基本屬性包括遙信信息、遙測量個數、硬壓板功能；所述輸出量基本屬性包括規劃保護出口、裝置面板顯示；
(2)布爾化保護變量；將保護涉及的開關位置信息，電壓電流等交流量信息處理成布爾量；即開關合位為1，分位為0，交流量大于定值為1，小于定值為O ;處理后的保護變量可直接進行邏輯判斷；
(3)拆解保護邏輯；將復雜保護邏輯按功能細化，將保護所涉及的先后關系用邏輯元件級聯的方式實現，將保護邏輯涉及的閉鎖關系用邏輯元件反饋方式實現；將所述步驟(2)處理完成的布爾量接入邏輯元件；
(4)遍歷尋找組態起點；從所有元件序列集合中，找出入度為O(只有輸出引腳無輸入引腳)的元件，將其連同其出邊從該集合中移出，因為這些元件是某項目對應的整個可視化程序的原始數據輸入部分，相當于圖論中的源點，必須首先執行；
(5)遍歷尋找輸出元件；在所述步驟(4)的基礎上，繼續查找所有入度為O的元件，找出這些元件，再將其移出此集合，并存入第二個元件列表中，這些元件也屬于同級執行，只是較上個列表中的元件執行順序次之；這些元件的移出又將使得與這些元件相連的后繼元件的輸入引腳懸空，以便進入下一步查找；
(6)遍歷尋找反饋回環；根據AOV網的鄰接關系，生成AOV的鄰接表；搜索鄰接表中的反饋組件節點，將反饋組件添加到反饋節點列表中；從鄰接表中刪除當前操作的反饋節點以及與其相關聯的有向邊；重復步驟搜索，直至刪除鄰接表中所有反饋組件的節點；搜索鄰接表中所有入度為零的節點，將入度為零普通節點添加列表尾部；從鄰接表中刪除當前入度為零的普通節點以及與其相關聯的有向邊；
(7)在所述步驟(4)、所述步驟(5)、所述步驟(6)基礎上生成調度關系與連線關系，供裝置運行。
[0006]優選地，所述步驟(3)所述的拆解保護邏輯包括:將保護邏輯的顆粒度大小定義在“與門” “或門”、“非門”基本邏輯元件級別。
[0007]優選地，所述步驟(4)所述的遍歷尋找原則是:將整個保護邏輯視為由元件及元件間的連接構成，將元件抽象為圖論學中的頂點，變量傳遞抽象為圖論學中的有向邊，有向邊的方向表示程序執行的先后順序，運用圖論學中的有向圖的概念及其算法來尋找程序執行序列的最優解。
[0008]本發明所達到的有益效果:(1)保護裝置開發速度塊、效率高、周期短，將開發人員從繁瑣的代碼編寫中解脫出來；靈活組態技術使程序設計、調試和升級變得非常容易，同時大大提高了程序的美觀性和友好性，使開發人員能夠把主要精力集中到軟件功能和算法的研宄上；(2)可讀性高，組態化技術消除了代碼化編寫帶來的程序風格不同，代碼語句不嚴謹，代碼健壯性欠缺等問題，使得保護邏輯直觀易懂；(3)調試便捷，糾錯快捷，僅控制邏輯進行，不涉及代碼；變量可在線監視且程序設計不涉及代碼，使得開發人員調試極為方便，糾錯極為快捷；(4)支持反饋回環，基于反饋組件的有向回環的排序解決了圖形化編程中的回環分析處理問題，提升了可視化編程軟件的智能水平。
【附圖說明】
[0009]圖1是靈活組態技術示意圖。
[0010]圖2是本發明的AOE網絡事例圖。
[0011]圖3是本發明的硬件環境示意圖。
[0012]圖4是本發明的回環反饋分析圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作進