用於設計適合於在電力系統中使用的設備到設備配置的方法和裝置的製作方法
2023-06-06 09:10:41
專利名稱：用於設計適合於在電力系統中使用的設備到設備配置的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於設計適合於在電力系統中使用的設備到設備配置的方法和
直O
背景技術：
正如所知，用於從功率源向各種負載和用戶進行輸電和配電的電力系統配備有若 幹類型的電氣裝備，這些電氣裝備適合於保證關聯電力線路和與之連接的負載/用戶的正 常工作，通常為切換設備，比如斷路器和重新閉合器。為此，基於微處理器的設備和數位訊號處理技術的最新發展已經促使通常稱為智 能電子設備(IED)的電子設備的激增。按照定義，IED是基於微處理器的設備，通常為控制器繼電器，該設備具有一個或 者多個通信埠，並且操作地耦合到關聯切換設備，以便進行各種保護、控制和監視任務。近年來，IED在電力系統中的使用已經急劇增加。由於用戶應對用於電力系統的 大量多種可能網絡拓撲，所以出於不同目的而設計並且由不同製造商提供的將在各具體網 絡拓撲中使用的IED數量和種類對應地龐大。因而，需要用戶知道和處置的信息數量變得 勢不可擋。具體而言，對各IED的配置以及對在將安裝於網絡拓撲中的各種IED之間的操作 關係和協調的配置可能將極為困難，並且將在多數情況下需要廣泛使用工程專家。因此，將期望提供一種基本上使電力系統中的IED到IED配置的設計變得容易的 解決方案。這一解決方案由本發明的方法和裝置提供。
發明內容
根據本發明，提供一種用於設計適合於在包括多個電氣切換設備的電力系統中使 用的設備到設備配置的圖形工具，所述圖形工具包括計算機可讀介質，該計算機可讀介質 具有存儲於其上的軟體程序指令，這些軟體程序指令在由處理器執行時引起在監視器上顯 示圖形接口單元(GUI)，其中所述軟體程序指令包括配置成執行包括以下操作的方法的代 碼當在所述監視器上呈現用於所述電力系統的網絡拓撲和可用智能電子設備(IED) 的列表時，在所述監視器上將從所述可用IED的列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關 聯到所述多個切換設備中的對應切換設備，其中所述多個切換設備中的至少兩個切換設備 各自與從所述列表中選擇的對應IED關聯；並且針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的各IED，通過分別選擇一個或者多個 邏輯輸入和/或輸出以及各自關聯到所述多個切換設備中除了所述對應切換設備之外的 另一切換設備的一個或者多個目標IED來在監視器上圖形配置邏輯，其中將從該一個或者 多個目標IED接收/向其發送所述邏輯輸入和/或輸出。
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根據本發明，還提供一種用於設計適合於在包括多個電氣切換設備的電力系統中 使用的設備到設備配置的方法，該方法包括當在監視器上呈現用於所述電力系統的網絡拓撲和可用智能電子設備(IED)的 列表時，在所述監視器上將從所述可用IED的列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關聯 到所述多個切換設備中的對應切換設備，其中所述多個切換設備中的至少兩個切換設備各 自與從所述列表中選擇的對應IED關聯；並且針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的各IED，通過分別選擇一個或者多個 邏輯輸入和/或輸出以及各自關聯到所述多個切換設備中除了所述對應切換設備之外的 另一切換設備的一個或者多個目標IED，來在監視器上圖形配置邏輯，其中將從該一個或者 多個目標IED接收/向其發送所述邏輯輸入和/或輸出。
參照下文描述、所附權利要求書和以下附圖，本發明的特徵、方面和優點將變得更 好地理解圖1是圖示了根據本發明的用於設計適合於在電力系統中使用的設備到設備配 置的方法的流程圖；圖2圖示了在根據本發明的圖形工具的軟體程序指令由處理器執行時在監視器 上顯示的圖形接口單元(⑶I)的屏幕截圖；圖3示出了在用於關聯到電力系統的對應切換設備的所選IED的邏輯在配置之中 時的步驟在監視器上顯示的屏幕截圖；圖4示意地示出了計算設備。
具體實施例方式應當注意在下文具體描述中，相同或者功能等效部件無論是否在本發明的不同實 施例中均示出它們都具有相同標號。也應當注意，為了清楚和簡潔地公開本發明，附圖可能 未必按比例繪製，並且可以用有些示意性的形式示出本發明的某些特徵。根據本發明的圖形工具包括一種具有存儲於其上的軟體程序指令的計算機可讀 介質，這些軟體程序指令可以由計算設備的任何適當處理器執行，在圖4中以標號1示意地 表示該計算設備的一個示例實施例。特別地，在根據本發明的圖形工具中，軟體程序指令在 由計算設備1的處理器執行時，引起在監視器2上顯示圖形接口單元(⑶I)。優選地，如圖2中所示，軟體程序指令在由處理器執行時，引起在監視器2上同時 顯示兩個單獨部分或者窗口，即指示為「快速視圖(Fleet View)」的第一部分10 (在該部分 內可以呈現可用智能電子設備(IED)的列表)和指示為「系統視圖」的第二部分20 (在該部 分內可以呈現用於電力系統的網絡拓撲)。「系統視圖」和「快速視圖」相互在操作上連結。具體而言，根據本發明的圖形工具的軟體程序指令包括如下代碼，該代碼被配置 成允許用戶在第一部分10內，聯機或者脫機設置可用IED的期望列表，或者編輯可用IED 的預設列表。例如，在起動圖形工具時，起初可以向用戶呈現空白第一部分10，在該部分內 它可以添加從諸如目錄、SCL等任何可能來源可用的IED的期望列表。取而代之，可以向用 戶呈現可以原樣使用或者可以通過添加一個或者多個IED或者將現有IED替換為新IED來修改的可用IED的預設和可修改列表。另外，軟體程序指令包括如下代碼，該代碼被配置成允許用戶在第二部分20內繪 制用於電力系統的期望網絡拓撲，或者示出用於電力系統的可修改網絡拓撲。特別地，根據 本發明的圖形工具優選地包括具有一個或者多個模板的庫，該一個或者多個模板各自與用 於電力系統的預定義網絡拓撲對應。因此，在起動圖形工具時，起初可以向用戶呈現屏幕的空白第二部分20，在該部分 內它可以繪製期望網絡拓撲。例如，用戶可以例如通過拖放與各種裝備對應的符號(比如 斷路器為B、重新閉合器為R、變電站為S等)然後通過繪製連接電力網絡的各種區段Ll-Ln 來設計連接，而將網絡拓撲插入到系統視圖部分中。取而代之，用戶可以從庫中選擇一個現 有網絡拓撲，並且可以使用所選的已經繪製的拓撲或者可以根據具體需要來修改它。一旦 被設計，電力系統拓撲就由圖形工具的軟體自動轉換成內部格式，例如連接矩陣。圖2圖示了用於電力系統的網絡拓撲的一個可能例子，該電力系統包括多個切換 設備21，比如為重新閉合器、電路斷路器，它們沿著電力網絡的各種區段L1-L7定位並且由 各種符號B1、B2、B3、R1-R7、T1、T等指示。如本領域技術人員將理解的那樣，根據本發明的 圖形工具可以用來設計將適合於在任何類型的電力系統拓撲中使用的IED到IED配置，並 且可以例如有利地用來配置饋送器和/或變電站自動化系統的簡單迴路或者更複雜的多 反饋方案等。當在監視器2上呈現用於電力系統的期望網絡拓撲和可用智能電子設備(IED)的 列表時，在步驟100，用戶將從可用IED 11的列表中選擇的智能電子設備(IED)Il圖形關 聯——直接在監視器2上並且藉助GUI——到多個切換設備中的對應切換設備21。特別是， 用戶將至少兩個切換設備21各自與從可用列表中選擇的對應IED 11關聯。優選地，定位 到電力系統的網絡拓撲中的所有切換設備21各自關聯到可用列表的對應IED 11。相同類 型的IED 11可以與多個切換設備21關聯。例如用戶簡單地通過將表示所選IED 11的圖形符號從「快速視圖」(第一部分或 者窗口 10)轉移(例如拖放)到「系統視圖」(第二部分或者窗口 20)中關聯切換設備21 的位置，來實現IED 11與對應切換設備21之間的圖形關聯。如圖1中所示，在步驟101，針對每個關聯到電力系統的對應切換設備21的IED 11，用戶在監視器2上圖形配置相應邏輯。特別地，本發明的圖形工具包括如下代碼，該代 碼被配置成允許用戶選擇每個關聯到對應切換設備21的IED 11並且例如通過簡單地點擊 相關的符號，即圖2中所示菜單或者選項屏幕30來編輯。如示意地所示，菜單30包括可選 選項(比如用於設置各種參數的參數設置、擾動處置、邏輯配置)的列表。顯然，可以使其 它選項可用於菜單或者選項屏幕30。一般而言，可以在系統視圖中以這一方式起動可用於 各IED 11的所有子工具。一旦用戶已經選擇第一 IED 11並且針對這一 IED起動選項邏輯配置，在監視器2 上打開如例如圖3中所示有關窗口 40。如圖所示，針對第一所選IED 11，用戶選擇所選第 一 IED 11應當接收的一個或者多個邏輯輸入和/或所選第一 IED 11應當輸出的一個或者 多個邏輯輸出。特別地，圖形工具包括專用庫41，該專用庫至少包括與可用類型的邏輯輸 入/輸出對應的多個圖形符號、邏輯運算符等。在實踐中，用戶可以從彈出窗口 42-44中 選擇用於所選IED 11的各種類型的輸入/輸出，比如報警邏輯輸出(L0)45、脫扣邏輯輸出(LO) 46、邏輯輸入(LI)52B等。各種邏輯輸入/輸出通過使用各種可用符號(比如AND/OR 運算符)繪製期望邏輯來相互在操作上關聯。另外，然後將各邏輯輸入和輸出關聯到第一 所選IED 11的對應物理輸入/輸出(PHY_IN/PHY_0UT)。此外，用戶還在關聯到繪製的電力系統的其它切換設備21的其它IED之中分別選 擇將從其接收/向其發送邏輯輸入和/或邏輯輸出的目標IED。特別地，用戶首先通過將 用於所選第一 IED的各種邏輯輸入和輸出圖形關聯到可用通信總線來繪製各種IED之間的 各種操作連接，該可用通信總線用於將所選邏輯信號輸入(總線輸入)到所選第一 IED 11 中或者用於從所選IED 11輸出(總線輸出)設計的邏輯輸出並且使它們可為其它IED所 用。然後，總線輸入和總線輸出通信總線圖形連接到能夠接收或者提供設計的輸入/輸出 的目標IED 11。當進行這一配置時，具體而言在選擇邏輯輸入時，用戶可以右擊並起動如下 嚮導，該嚮導幫助查看來自快速視圖中列舉的所有IED的可用信號。用戶可以針對各自關聯到繪製的電力系統的對應切換設備21的許多(優選為所 有)IED 11，執行這一配置。一旦完成配置，程序指令還包括如下代碼，該代碼被配置成允許用戶(步驟102) 在監視器2上圖形模擬針對各自關聯到電力系統的對應切換設備21的各種IED而圖形配 置的邏輯。例如，用戶可以設置和圖形模擬電力系統上的故障位置和基本故障數據，然後可 以根據針對配置的各種IED而編程的邏輯來檢驗系統如何演變。當編程的邏輯如希望的那樣進行時，軟體程序指令還包括被配置成自動生成(步 驟103)生成如下軟體指令的代碼，該軟體指令與針對關聯到對應切換設備的各IED 11而 圖形配置的邏輯對應。具體而言，至少基於針對各IED 11而選擇的目標IED的一個或者多 個設置，諸如地址、將用於連接的協議和有關參數等，來生成軟體配置。另外，在步驟104，針對所配置的和關聯到對應切換設備21的各IED，將包含生成 的軟體指令的文件保存於適當存儲單元(例如計算設備1的存儲器)上。這一文件可以在 現場應用時直接下載到對應實際IED中。由於本發明的工具和方法，用戶因此可以節省寶貴時間並且減少在IED到IED連 接的配置期間產生的、可能在以後造成高成本停機的錯誤的風險。實際上，該工具將用戶與 通信協議和硬體的細節隔離。為此，根據本發明的工具可以優選地與協議IEC 61850 GOOSE 一起使用；然而也可以類似地使用其它通信協議。如本領域普通技術人員將理解的那樣，本發明可以具體實現為或者採用前述方法 和工具以及計算機可讀介質的形式，該計算機可讀介質具有存儲於其上的計算機可讀指 令，這些指令在由處理器執行時，實現如先前描述的和在對應所附權利要求書中限定的本 發明的操作。計算機可讀介質可以是任何如下介質，該介質可以包含、存儲、傳達、傳播或者 傳送用於由指令執行系統、裝置或者設備使用或者與指令執行系統、裝置或者設備結合使 用的用戶接口程序指令，並且計算機可讀介質可以例如是但不限於電子、磁、光學、電磁、紅 外線或者半導體系統、裝置、設備或者傳播介質或者程序印刷於其上的其它適當介質。計算 機可讀介質的更多具體例子(非窮舉性的列舉)將包括便攜計算機磁碟、硬碟、隨機存取 存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或者快閃記憶體)、光纖、便攜 光碟只讀存儲器(⑶-ROM)、光學存儲設備、傳輸介質(比如支持網際網路或者內部網的傳輸 介質)或者磁存儲設備。可以用任何適當程序語言編寫用於實現本發明的操作的電腦程式代碼或者指令，只要它允許實現前述技術結果即可。 將理解，前述一個或者多個示例實施例的描述旨在於僅舉例說明而不是窮舉本發 明。本領域普通技術人員將能夠對公開的主題內容的一個或者多個實施例進行某些添加、 刪除和/或修改，而不脫離如所附權利要求限定的本發明精神實質或者其範圍。
權利要求
1.一種用於設計適合於在包括多個電氣切換設備的電力系統中使用的設備到設備配 置的圖形工具，所述圖形工具包括計算機可讀介質，所述計算機可讀介質具有存儲於其上 的軟體程序指令，所述軟體程序指令在由處理器執行時，引起在監視器上顯示圖形接口單 元(GUI)，其中所述軟體程序指令包括配置成執行包括以下操作的方法的代碼當在所述監視器上呈現用於所述電力系統的網絡拓撲和可用智能電子設備(IED)的 列表時，在所述監視器上將從所述可用IED的列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關聯 到所述多個切換設備中的對應切換設備，其中所述多個切換設備中的至少兩個切換設備各 自與從所述列表中選擇的對應IED關聯；並且針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的各IED，通過分別選擇一個或者多個邏輯 輸入和/或輸出以及各自關聯到所述多個切換設備中除了所述對應切換設備之外的另一 切換設備的一個或者多個目標IED，來在所述監視器上圖形配置邏輯，其中將從該一個或者 多個目標IED接收/向其發送所述邏輯輸入和/或輸出。
2.根據權利要求1所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令還包括配置成進行以下操 作的代碼在所述監視器上圖形模擬針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的一個或者多個 所述IED而圖形配置的所述邏輯。
3.根據權利要求1所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令還包括配置成進行以下操 作的代碼自動生成軟體指令，所述軟體指令與針對關聯到對應切換設備的各IED而圖形配置的 所述邏輯對應，其中至少基於針對各IED而選擇的所述一個或者多個目標IED的一個或者 多個設置來生成所述軟體配置。
4.根據權利要求3所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令還包括配置成進行以下操 作的代碼針對關聯到對應切換設備的各IED，保存包含所述生成的軟體指令的文件。
5.根據權利要求1所述的圖形工具，其中它包括第一庫，所述第一庫至少包括與可用 類型的邏輯輸入和輸出對應的多個圖形符號。
6.根據權利要求1所述的圖形工具，其中它包括第二庫，所述第二庫包括各自與用於 電力系統的預定義網絡拓撲對應的一個或者多個模板。
7.根據權利要求1所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令在由處理器執行時，引起 在所述監視器上同時顯示第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分內分別示出所 述可用IED的列表和用於所述電力系統的所述網絡拓撲。
8.根據權利要求7所述的圖形工具，其中通過將表示從所述列表中選擇的各IED的 圖形符號從所述第一部分轉移到所述第二部分中，而將所述選擇的IED關聯到對應切換設 備。
9.根據權利要求1所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令還包括配置成進行以下操 作的代碼選擇關聯到對應切換設備的各IED並且編輯菜單，所述菜單包括用於各所選IED的一 個或者多個可選選項。
10.根據權利要求7所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令包括配置成進行以下操作的代碼在所述第一部分內設置可用IED的期望列表或者編輯可用IED的可修改預設列表。
11.根據權利要求7所述的圖形工具，其中所述軟體程序指令還包括配置成進行以下 操作的代碼在所述第二部分內繪製用於所述電力系統的期望網絡拓撲或者示出用於所述電力系 統的可修改網絡拓撲。
12.一種用於設計適合於在包括多個電切換設備的電力系統中使用的設備到設備配置 的方法，所述方法包括當在監視器上呈現用於所述電力系統的網絡拓撲和可用智能電子設備(IED)的列表 時，在所述監視器上將從所述可用IED的列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關聯到所 述多個切換設備中的對應切換設備，其中所述多個切換設備中的至少兩個切換設備各自與 從所述列表中選擇的對應IED關聯；並且針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的各IED，通過分別選擇一個或者多個邏輯 輸入和/或輸出以及各自關聯到所述多個切換設備中除了所述對應切換設備之外的另一 切換設備的一個或者多個目標IED，來在所述監視器上圖形配置邏輯，其中將從該一個或者 多個目標IED接收/向其發送所述邏輯輸入和/或輸出。
13.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括在所述監視器上圖形模擬針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的一個或者多個 所述IED而圖形配置的所述邏輯。
14.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括自動生成軟體指令，所述軟體指令與針對關聯到對應切換設備的各IED而圖形配置的 所述邏輯對應，其中至少基於針對各IED而選擇的所述一個或者多個目標IED的一個或者 多個設置來生成所述軟體配置。
15.根據權利要求14所述的方法，其中它還包括針對關聯到對應切換設備的各IED，保存包含所述生成的軟體指令的文件。
16.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括編輯第一庫，所述第一庫至少包括與可用類型的邏輯輸入和輸出對應的多個圖形符號。
17.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括編輯第二庫，所述第二庫包括各自與用於電力系統的預定義網絡拓撲對應的一個或者 多個模板。
18.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括在所述監視器上同時顯示第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分內分別示 出所述可用IED的列表和用於所述電力系統的所述網絡拓撲。
19.根據權利要求18所述的方法，其中它還包括通過將表示從所述列表中選擇的各IED的圖形符號從所述第一部分轉移到所述第二 部分中，來將所述選擇的IED關聯到對應切換設備。
20.根據權利要求12所述的方法，其中它還包括選擇關聯到對應切換設備的各IED並且編輯菜單，所述菜單包括用於各所選IED的一個或者多個可選選項。
21.根據權利要求18所述的方法，其中它還包括在所述第一部分內設置可用IED的期望列表或者編輯可用IED的可修改預設列表。
22.根據權利要求18所述的方法，其中它還包括在所述第二部分內繪製用於所述電力系統的期望網絡拓撲或者示出用於所述電力系 統的可修改網絡拓撲。
23.一種具有存儲於其上的計算機可讀指令的計算機可讀介質，所述計算機可讀指令 用於由微處理器執行，以執行用於設計適合於在包括多個電切換設備的電力系統中使用的 設備到設備配置的方法，所述方法包括當在監視器上呈現用於所述電力系統的網絡拓撲和可用智能電子設備(IED)的列表 時，在所述監視器上將從所述可用IED的列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關聯到所 述多個切換設備中的對應切換設備，其中所述多個切換設備中的至少兩個切換設備各自與 從所述列表中選擇的對應IED關聯；並且針對關聯到所述電力系統的對應切換設備的各IED，通過分別選擇一個或者多個邏輯 輸入和/或輸出以及各自關聯到所述多個切換設備中除了所述對應切換設備之外的另一 切換設備的一個或者多個目標IED，來在所述監視器上圖形配置邏輯，其中將從該一個或者 多個目標IED接收/向其發送所述邏輯輸入和/或輸出。
全文摘要
用於設計電力系統使用的設備到設備配置的圖形工具和方法。該工具包括軟體程序指令，這些指令被配置成允許用戶在監視器上將從可用列表中選擇的智能電子設備(IED)圖形關聯到電力系統的對應切換設備。針對關聯到對應切換設備的第一IED，用戶通過分別選擇一個或者多個邏輯輸入/輸出以及一個或者多個目標IED來在監視器上以圖形方式配置有關邏輯，其中將從所述一個或多個目標IED接收/將向其發送所述邏輯輸入/輸出。
文檔編號H02J3/00GK102007471SQ200980113363
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月9日 優先權日2008年4月18日
發明者D·盧布克曼, D·科洛納, J·斯託皮斯, J·維羅雷 申請人:Abb研究有限公司