一種基於服務追蹤的含預約邏輯母聯閉鎖方法

2023-10-18 07:07:49

專利名稱：一種基於服務追蹤的含預約邏輯母聯閉鎖方法
技術領域：
本發明涉及一種變電站跨間隔的閉鎖方法，特別涉及一種基於服務追蹤的含預約 邏輯母聯閉鎖方法。
背景技術：
電力系統的正常運行中，由於設備檢修和運行方式的變換，必須經常進行系統的 倒閘操作。在變電站跨間隔操作過程中，線路間隔的隔離開關與母聯間隔斷路器能否閉合 或斷開取決於它們之間的閉鎖關係是否正確。在電網實際操作過程中，可能會存在兩個開 關設備同時被操作的危險。當兩個間隔被不同主體同時操作時，閉鎖信息就會發生錯誤， 即線路間隔的隔離開關在被人機接口操作的同時，母聯間隔的斷路器也收到了控制中心 發出的操作命令，兩個間隔的操作都滿足閉鎖條件，都可以完成操作。但是，如果操作過程 同時進行，開關位置的動態改變將使實際操作動作時的閉鎖條件不再滿足，導致誤操作發 生，將引發電網災難性事故。由誤操作引起的事故在電力系統中佔相當大的比例，給系統 的安全穩定運行帶來很大威脅。發明內容
為了解決現有變電站跨間隔閉鎖存在的上述技術問題，本發明提供一種可靠性高 的基於服務追蹤的含預約邏輯母聯閉鎖方法。
本發明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟1)線路間隔智能人機接口發送開關選定請求命令，選定即將要操作的開關A;2)開關A的開關控制模塊接到開關選定請求命令，該開關控制模塊的應答為負應答 時，操作將退出；該開關控制模塊的應答為正應答，表示請求命令通過；3)開關控制模塊將正應答信號返回給智能人機接口，智能人機接口向開關A的開關 控制模塊發送操作命令；同時，開關A內部的服務追蹤模塊將自動追蹤正應答，形成報文， 發送給與開關A存在閉鎖關係的母聯斷路器B內部的服務追蹤模塊；4)開關A的開關控制模塊在接到命令後，對內部執行環境進行檢測，內部執行環境檢 測通過後，再檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節點的閉鎖邏輯值，閉鎖邏輯值為O時，不執 行操作命令，退出操作；閉鎖邏輯值為I則可以操作，返回正應答；同時，所有的控制服務都 將被開關A內部的服務追蹤|旲塊追蹤；5)開關A的開關控制模塊返回正應答，並對開關A進行閉合操作；6)開關A閉合後將發送閉合報告和命令終止服務報告給開關控制模塊和智能人機接 口，開關A內部的服務追蹤|旲塊也將追蹤所有的控制服務；7)開關A端智能人機接口接到命令終止服務報告，退出操作流程；8)開關A的服務追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務信息以報告的形式發送給母聯斷 路器B的服務追蹤模塊，母聯斷路器B的服務追蹤模塊通過基於控制命令解析的預約邏輯 算法，將預約邏輯變量值傳送給母聯斷路器B的閉鎖模塊；9)當服務追蹤模塊追蹤到的控制命令服務信息為開關選定請求命令的正應答時，解 析出來的預約邏輯變量值為O ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯斷路器B的閉鎖 模塊做與運算，值為O ;母聯斷路器B的操作被閉鎖，母聯斷路器B被預約成功；10)當服務追蹤模塊追蹤到的控制命令服務信息是取消操作、操作的負應答、命令操 作時間到的應答、命令終止的服務時，解析出來的預約邏輯變量值為I ;按照含預約邏輯變 量的改進閉鎖算法，母聯斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值；母聯斷路 器B的預約被解除。
本發明的技術效果在於以實現倒閘操作安全防誤為主要目的的閉鎖方法是變電 站建設過程中需要實現的重要機制，具有預約功能的跨間隔閉鎖方法能很好地防止具有閉 鎖關係的兩個開關設備並發性操作，避免因同時操作而導致的閉鎖錯誤。採用服務追蹤技 術來構建跨間隔預約閉鎖架構，在功能實現上和配置可行性上都具有非常重要的優勢，各 個功能的設計與實現很好地兼容於IEC61850標準。本發明能自主地對環境的改變做出反 應，具備很強的自治性；採用的信息模型和通信服務完全遵循IEC 61850標準，功能模塊自 動感知環境運行，具有分布式、鬆耦合特性，便於復用和重構。


圖1為本發明的總體原理圖。
圖2為兩個主體同時操作兩個間隔內開關圖。
圖3為本發明的流程圖。
圖4為本發明的報告原理框圖和服務。
圖5為本發明的控制命令服務追蹤報告實現原理圖。
圖6為本發明的預約邏輯算法流程圖。
圖7為本發明的含預約邏輯閉鎖模塊實現模型圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的詳細說明。
參見圖1和圖2，針對兩個間隔同時操作導致閉鎖錯誤而引發誤操作的問題，提出 採用增加預約閉鎖邏輯的方法構建含預約邏輯變量的跨間隔閉鎖方法。線路間隔隔離開關 和母聯斷路器分別處於不同間隔內，當對隔離開關進行操作時，開關內部的服務追蹤模塊 將對操作控制命令進行追蹤，並通過控制命令服務報告發送給母聯斷路器。母聯斷路器在 收到報告報文後通過解析報文內容，改變閉鎖模塊中的預約邏輯變量值，來啟動/取消預 約。當預約成功後，母聯斷路器將不能被操作，避免了閉鎖錯誤的發生。
針對圖2中的線路間隔隔離開關20512和母聯間隔斷路器2012，結合圖3的流程 圖進行如下說明1)線路間隔智能人機接口發送開關選定請求命令，選定即將要操作的隔離開關 20512 ；2)開關選定請求命令到開關20512的開關控制模塊時，該開關控制模塊對請求做出 應答。正應答表示請求命令通過，負應答表示請求不成功。當應答為負應答時，操作將退3)當應答為正應答時，應答信號將返回給智能人機接口，智能人機接口向開關20512 的開關控制模塊發送操作命令。同時，開關20512內部的服務追蹤模塊將追蹤此正應答。
服務追蹤模塊的作用是使母聯間隔斷路器(例如斷路器2012)可以對操作線路間 隔隔離開關(例如開關20512)的控制命令服務進行監視，並通過模塊內部的報告控制塊將 監視的報文發送給母聯間隔斷路器的服務追蹤模塊。
服務追蹤模塊內部的報告控制塊通過事件監視器監視報告控制塊引用數據集的 所有數據對象，並在定製的觸發條件下生成內部通告發送給報告處理器，報告處理器根據 控制塊屬性配置生成報告並發送。報告發送的內容為報告控制塊的選項域中的相應屬性， 根據監視客戶端需要監視的內容，將相應選項域的屬性值設置為「TRUE」，並將之發送。報告 的原理如圖4所示。
圖5以控制命令對線路間隔隔離開關(例如開關20512)進行操作為例說明服務追 蹤的過程。
(I)控制命令發送的命令服務參數將對線路間隔隔離開關的控制命令操作對象 的屬性參數進行設置，控制命令操作對象中相應屬性值依據狀態機的流程更新其相關屬性值。
(2)服務追蹤模塊中追蹤數據對象的數據屬性也將映射控制命令對應的服務參 數。其中，公共數據屬性類中的數據引用，服務類型，錯誤代碼，服務起源以及服務完成時間 標識等屬性不是直接映射服務參數中的值，而是在服務過程中或服務結束後獲取相關值。
(3)追蹤數據對象中數據引用屬性的映射最後實現。當控制命令應答中的控制對 象引用服務參數值映射到數據引用屬性時，服務追蹤報告控制塊中的事件監測器監測到追 蹤數據對象中數據引用屬性滿足觸發條件，就將包含追蹤數據對象屬性值的報文發送給母 聯斷路器，報文中內容的取捨根據報告控制塊實例決定。
(4)開關20512的開關控制模塊在接到命令後，對內部執行環境進行檢測，包括 是否有其它命令在執行，是否被某些條件鎖定，檢測開關控制模塊的模式等，判定命令是否 能執行。開關控制模塊內部執行環境檢測通過後，則檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節點 的閉鎖邏輯值，判定該操作命令是否能進行下一步操作。閉鎖邏輯值為O時不能執行操作 命令，為I則可以操作。如命令可以執行，返回正應答，否則，表示不合條件，返回負應答或 取消操作命令。同時，開關20512內部的服務將追蹤模塊追蹤所有的控制服務，並生成報文 發送給斷路器2012的服務追蹤模塊。
(5)當返回信號為正應答時，開關20512進行閉合操作；返回信號為負應答時，操 作流程將退出。
(6)開關20512閉合後將發送閉合報告和命令終止服務報告給開關控制模塊和 智能人機接口。同時，開關20512內部的服務追蹤模塊也將追蹤所有的控制服務，並生成報 文發送給斷路器2012的服務追蹤模塊。
(7)開關20512端智能人機接口接到命令終止服務報告，退出操作流程。
(8)開關20512的服務追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務信息以報告的形式發 送給母聯斷路器2012的服務追蹤模塊，後者通過基於控制命令解析的預約邏輯算法，將預 約邏輯變量值以內部信號的方式傳送給斷路器2012的閉鎖模塊。
基於控制命令解析的預約邏輯算法如圖6所示，具體做法如下當開關選定請求命令得到正應答時，被控對象進入準備狀態，等待操作請求命令的到來，此時應該向與之具有閉鎖關係的相關開關發送預約信息。當開關選定請求命令得到負應答時，被控對象返回未被選定態。
當發出的操作請求命令得到正應答時，表明控制操作命令已經執行。而得到負應答時，表示控制操作命令未被執行，狀態機返回未被選定態。此時，應該向被預約方發送預約解除信息，解除之前的操作預約。
當控制操作命令最終被執行完之後，會返回確認信息或命令終止服務來表明操作是否到位。但無論操作是否到位，收到這兩個信息時，狀態機都會返回到未被選定態，等待下一次操作。即預約請求方應該向被預約方發送預約解除信息，解除之前的操作預約。在整個過程中無論何時收到取消操作命令，狀態機都會返回未被選定態，被預約方都解除預約。
因此，當被預約方斷路器2012的服務追蹤模塊收到的報告報文中，包含有開關選定請求命令正應答信息時，將預約邏輯變量值置為O。而當收到的報文中包含有取消操作、 操作的負應答、命令操作時間到的應答、命令終止的服務信息時，將預約邏輯變量值置為I。
(9) 當預約邏輯變量值為0，按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，斷路器2012的閉鎖邏輯表達式為 [20511 (I 取 20512(0)&20121 (1:&20122(1)^20511 (0〗&2012 (其中 2012R 為預約邏輯)，運算結果為0，斷路器2012的操作被閉鎖，斷路器2012被預約成功。
(10)當解析出來的預約邏輯變量值為1，按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法， 斷路器2012的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值。斷路器2012的預約被解除。
其中含預約邏輯變量的改進閉鎖算法如圖7所示，具體如下閉鎖模型主要包括通信和閉鎖兩個模塊。其中通信模塊負責各個開關和斷路器之間的 goose報文通信，當變電站的各個智能電子設備狀態發生變化時，立即以高頻率發送goose 報文，更新實時資料庫。當沒有變化發生時，也發送goose報文，但仍以較低固定頻率發送 goose報文，維持實時資料庫。閉鎖模塊的實現主要包括組合數據、預約邏輯和實時資料庫。
CILO邏輯節點通過通信模塊來接收其它各個開關的位置信息，將他們存儲在實時資料庫中，根據收到的goose報文實時更新。實時資料庫中包含與2012斷路器具有閉鎖關係的所有開關的位置狀態和邏輯值，根據閉鎖規則由這些相關的邏輯值計算出組合條件的結果。開關的最終閉鎖條件由組合條件和預約邏輯進行邏輯相與運算，得出最終的閉鎖條件值，存入CILO值中。這個邏輯值會實時更新存儲在CILO值當中，當存在閉鎖關係的任何開關位置發生變化，都有可能引起閉鎖邏輯值發生變化。當操作命令到達開關控制模塊時， 會檢測閉鎖關係是否正確，如果正確，則進行操作，否則取消操作。例如，針對母聯間隔斷路器2012，其原來的閉鎖邏輯表達式為 20511(1)&20512(0)&20121(1)&20122(1)+20511(0)⑴；當採用預約機制後斷路器2012的閉鎖邏輯表達式為[20511(1^20512(0^20121(1)&20122(1)1-2051 l(0j&2012R (其中 2012R 為預約邏輯)(2)；將斷路器2012的服務追蹤模塊解析出來的預約邏輯變量值代入式(2)即可得出閉鎖結果。
權利要求
1.一種基於服務追蹤的含預約邏輯母聯閉鎖方法，其步驟如下1)線路間隔智能人機接口發送開關選定請求命令，選定即將要操作的開關A;2)開關A的開關控制模塊接到開關選定請求命令，該開關控制模塊的應答為負應答時，操作將退出；該開關控制模塊的應答為正應答，表示請求命令通過；3)開關控制模塊將正應答信號返回給智能人機接口，智能人機接口向開關A的開關控制模塊發送操作命令；同時，開關A內部的服務追蹤模塊將自動追蹤正應答，形成報文， 發送給與開關A存在閉鎖關係的母聯斷路器B內部的服務追蹤模塊；4)開關A的開關控制模塊在接到命令後，對內部執行環境進行檢測，內部執行環境檢測通過後，再檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節點的閉鎖邏輯值，閉鎖邏輯值為O時，不執行操作命令，退出操作；閉鎖邏輯值為I則可以操作，返回正應答；同時，所有的控制服務都將被開關A內部的服務追蹤|旲塊追蹤；5)開關A的開關控制模塊返回正應答，並對開關A進行閉合操作；6)開關A閉合後將發送閉合報告和命令終止服務報告給開關控制模塊和智能人機接口，開關A內部的服務追蹤|旲塊也將追蹤所有的控制服務；7)開關A端智能人機接口接到命令終止服務報告，退出操作流程；8)開關A的服務追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務信息以報告的形式發送給母聯斷路器B的服務追蹤模塊，母聯斷路器B的服務追蹤模塊通過基於控制命令解析的預約邏輯算法，將預約邏輯變量值傳送給母聯斷路器B的閉鎖模塊；9)當服務追蹤模塊追蹤到的控制命令服務信息為開關選定請求命令的正應答時，解析出來的預約邏輯變量值為O ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為O ;母聯斷路器B的操作被閉鎖，母聯斷路器B被預約成功；10)當服務追蹤模塊追蹤到的控制命令服務信息是取消操作、操作的負應答、命令操作時間到的應答、命令終止的服務時，解析出來的預約邏輯變量值為I ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值；母聯斷路器B的預約被解除。
全文摘要
本發明公開了一種基於服務追蹤的含預約邏輯母聯閉鎖方法。具有閉鎖關係的線路間隔隔離開關和母聯斷路器處於不同間隔內，當對隔離開關進行操作時，隔離開關的服務追蹤模塊將對操作控制命令進行追蹤，並以控制命令服務報告的形式發送給母聯斷路器的服務追蹤模塊。母聯斷路器的服務追蹤模塊在收到報告報文後通過解析報文內容，改變閉鎖模塊中的預約邏輯變量值，來啟動或取消預約，當預約成功後，母聯斷路器將不能被操作。本發明能很好地防止具有閉鎖關係的兩個開關設備並發性操作，避免因同時操作而導致的閉鎖錯誤，防止閉鎖錯誤造成災難性事故的發生。
文檔編號H02B3/00GK103036164SQ201210508660
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者段斌, 姚子力, 李國競, 蘇永新, 潘嘉琪 申請人:湘潭大學