一种电网设备模型自动融接维护方法、装置、设备和介质与流程

1.本发明属于电网模型自动维护领域，具体是涉及一种基于厂站设备边界切割的电网设备模型自动融接维护的方法、设备和储存介质。


背景技术：

2.将基于iec61970的模型拼接互操作方法应用于大电网模型的维护，不仅节省了大量的模型维护工作量，同时为大电网潮流计算、仿真分析等应用提供了更准确、更实时的设备模型。
3.目前，基于iec61970模型的配电自动化终端接入的调试工作，主要依赖主站运维人员提前将待调试的终端进行点表导入，这种传统的导入方式基本采用大点表的方式，当变电站设备出现变更时，需要人工统计现场各项设备的所有测点，并上传至中台或者主站侧，以保持现场测量值与主站的统一，待导入完成后又需要由人工或调试装置开展后续终端调试流程，这就导致会出现效率低的问题，加之依赖主站运维人员配合，可能导致出现问题时无法第一之间进行处理。


技术实现要素：

4.针对以上技术问题，本发明提供一种电网设备模型自动融接维护方法、装置、设备和介质，实现厂站设备的自动导入维护，提高变电站、集控站的模型维护效率。
5.本发明的技术方案是：一种电网设备模型自动融接维护方法，包括以下步骤：步骤1：确定主站与厂站的映射；步骤2：设定厂站模型的边界切割定义；步骤3：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；步骤4：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；步骤5：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；步骤6：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；步骤7：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。
6.优选的，所述的步骤1中：基于iec61970标准的模型，确定主站与厂站的映射，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；当scl与cim中对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关系，主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，将逻辑节点分别映射到各种设备的子类，分析逻辑节点的类型和数据属性的命名规则，从而获得数据属性和量测值之间的映射关系。
7.优选的，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，模型进行调整的方法包括：
（1）将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致；（2）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致；（3）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。
8.优选的，所述的步骤2中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义，具体为：将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。
9.优选的，所述边界表包括以下信息：包含以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。
10.优选的，所述的步骤3中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。
11.优选的，子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，如请求时间戳、请求的量测点。
12.优选的，主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，如下发时间戳、下发的量测点。
13.优选的，所述的步骤4中：基于步骤2中所述的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；具体为：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。
14.优选的，更新主站中的模型信息包括：（1）发电机和负荷等设备信息；（2）电网拓扑结构信息；（3）电力系统运行状态信息。
15.优选的，所述的步骤5中：基于步骤1中所述的主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，具体过程：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存。
16.若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。
17.优选的，所述的步骤6中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透
明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对和设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据进行异常判断，并根据判断结果进行对应操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。
18.优选的，在所述的步骤6和步骤7之间：导入站控设备、辅助设备，分析这些设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，从而实现站控设备、辅助设备的接入。
19.优选的，导入站控设备、辅助设备的具体步骤包括：（1）扩展cim模型：在cim模型中添加新的类别；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性；（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。
20.优选的，所述的步骤7中：主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；所述拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。
21.一种电网设备模型自动融接维护装置，包括以下模块：映射模块：确定主站与厂站的映射；边界模块：设定厂站模型的边界切割定义；交互模块：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；子站模型导入模块：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；点表导入模块：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；验收模块：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；拓扑模块：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。
22.优选的，所述的映射模块：基于iec61970标准的模型，确定主站与厂站的映射，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；当scl与cim中对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关系，主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；具体方法：对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，将逻辑节点分别映射到各种
设备的子类，分析逻辑节点的类型和数据属性的命名规则，从而获得数据属性和量测值之间的映射关系。
23.进一步优选的，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，模型进行调整的方法包括：（1）将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致；（2）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致；（3）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。
24.优选的，所述的边界模块中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义，具体为：将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。
25.进一步优选的，所述边界表包括以下信息：包含以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。
26.优选的，所述的交互模块中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求接口及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。
27.进一步优选的，所述子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，如请求时间戳、请求的量测点；所述主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备或整个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，如下发时间戳、下发的量测点。
28.优选的，所述的子站模型导入模块中：基于边界模块中所述的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；具体为：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。
29.进一步优选的，更新主站中的模型信息包括：（1）发电机和负荷等设备信息；（2）电网拓扑结构信息；（3）电力系统运行状态信息。
30.优选的，所述的点表导入模块中：基于映射模块中主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，具体过程：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的
格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存。
31.若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。
32.优选的，所述的验收模块中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对和设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据异常判断，并根据判断结果进行对应操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。
33.优选的，在所述的验收模块和拓扑模块之间：增加非电力设备导入模块，分析非电力设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，从而实现站控设备、辅助设备的接入。
34.进一步优选的，导入站控设备、辅助设备的具体步骤包括：（1）扩展cim模型：在cim模型中添加新的类别；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性；（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。
35.优选的，所述的拓扑模块中：主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；所述拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。
36.提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于上述任一项所述的电网设备模型自动融接维护方法。
37.还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于上述任一项所述的电网设备模型自动融接维护方法。
38.本发明的有益效果：通过iec61970标准模型确定主站与厂站的映射，根据厂站设备与其他模型融合条件设计厂站模型的边界切割定义，主站根据子站模型边界以及模型匹配映射，进行子站模型导入及点表的自动导入，然后采用扩展定义的方式将其他站控设备与辅助设备混入，根据接入的设备属性信息及空间信息生成拓扑关系，最后进行拓扑关系的校验分析，实现厂站设备的自动导入维护，提高变电站、集控站的模型维护效率。
附图说明
39.图1是本发明实施例的方法流程图，图2是主站与厂站模型映射示意图，图3是边界表的举例示意图，图4是厂站模型导入流程图，图5是点表导入流程图，图6是拓扑关系生成示意图，图7是实施方式的总体概括图。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在进行本发明实施方式前，对本案涉及的专业术语做如下定义：iec 61970系列标准定义了能量管理系统（ems）的应用程序接口（api），目的在于便于集成来自不同厂家的ems内部的各种应用，便于将ems与调度中心内部其它系统互联，以及便于实现不同调度中心ems之间的模型交换。 iec 61970主要由接口参考模型、公共信息模型（cim）和组件接口规范（cis）三部分组成。接口参考模型说明了系统集成的方式，公共信息模型定义了信息交换的语义，组件接口规范明确了信息交换的语法。
42.主站：用于监控和控制电力系统的各个部分（例如发电厂、变电站、输电线路和配电网）的由一组计算机和监视设备组成的控制中心。
43.厂站（子站）：由变压器、开关设备、保护装置、计量装置等组成的变电站或配电站。
44.主站cim模型：电力系统控制中心所使用的用于描述电力系统和电力市场中各种实体及其之间关系的标准数据模型。
45.厂站scl模型：描述变电站硬件、软件和通信设备配置的标准数据模型。
46.scl中ied模型：用于描述电力变电站自动化系统中ied（intelligent electronic device，智能电子设备）的配置和编程的数据模型。
47.映射：将主站cim模型中的信息与子站scada系统中的信息进行对应和转换，使得主站和子站之间可以进行数据交换和控制指令下发。
48.透明调阅技术：无需了解网络的拓扑结构和设备间的连接方式，而直接访问电力系统信息。
49.变电站运动通信的逻辑节点：在运动通信系统中对运动设备进行标识和管理的一个逻辑概念，通常使用逻辑地址或逻辑名称来表示。
50.公共数据类型：指能够被多个程序或模块所共用的数据类型。
51.点表（大点表）：用来记录设备的属性、状态、控制、监视和保护等信息的表格。
52.主子站一体化系统：将电力系统中的主站和子站进行一体化集成的系统。
53.跳变、越限、越合理值：跳变是指电力系统中某个参数或状态的突然变化，通常是由于某种突发事件或异常情况引起的；
越限是指电力系统中某个参数或状态超出了预定的限制范围；越合理值是指电力系统中某个参数或状态超过了预定的合理范围。
54.上层功能模块：电力系统中的高级应用程序或管理软件，负责电力系统的监控、管理、调度和控制等高级功能，可以对电力系统进行全面的监测和控制。
55.底层功能模块：电力系统中的设备和装置，如变压器、开关、保护装置，负责电力系统的基础功能。
56.参见图1本实施例提供一种电网设备模型自动融接维护方法，包括以下步骤：步骤1：确定主站与厂站的映射；步骤2：设定厂站模型的边界切割定义；步骤3：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；步骤4：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；步骤5：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；步骤6：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；步骤7：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。
57.本实施例中，在步骤1中：基于iec61970标准的模型，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；主站cim模型和厂站scl模型差异，主要体现在以下几个方面：描述层次不同：主站cim模型通常用于描述电力系统的整体结构，包括发电厂、变电站、输电线路等等，而厂站scl模型通常用于描述电力系统的局部结构，例如某个厂站中的保护装置、控制器等。
58.数据元素不同：主站cim模型中通常包含的数据元素比较多，而且有些数据元素是厂站scl模型中没有的，例如电力系统的组态信息、拓扑结构等。而厂站scl模型中通常包含的数据元素则更多地关注于保护装置、控制器等设备的参数信息和配置信息。
59.表达方式不同：主站cim模型通常使用xml或uml等通用的建模语言进行表达，而厂站scl模型通常采用基于xml的scl语言进行表达。
60.对于一个厂站的保护装置，主站cim模型可能包含该装置所属的开关、电压等级、电流等级、保护类型等信息，而厂站scl模型则更多地包含该装置的配置信息，如保护参数设置、开关控制逻辑等信息，主站cim模型更注重整体架构的描述，而厂站scl模型更关注局部设备的参数配置信息。
61.将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致。例如，主站cim模型中的一个遥信对象可能命名为“yx01”，而厂站scl模型中可能命名为“yx001”。为了进行映射，可以在两个模型中使用相同的对象命名规则。
62.将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致。例如，主站cim模型中可能使用的是ieee标准的数据类型，而厂站scl模型可能使用的是iec标准的数据类型。为了进行映射，可以将数据类型转换为相同的格式。
63.将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。例如，主站cim模型中的一个遥信对象可能包含多个属性，而厂站scl模型中可能只包含一个属性。为了进行映射，可以将数据结构进行调整，使其符合映射规则。
64.举一个具体的例子，假设主站cim模型中的一个遥信对象定义如下：《yx rdf:about="#yx01"》《identifiedobject.name》yx01《/identifiedobject.name》《basevoltage rdf:resource="#220kv"/》《yx.isstate》true《/yx.isstate》《yx.ison》false《/yx.ison》《yx.description》遥信01《/yx.description》《/yx》而厂站scl模型中的遥信对象定义如下：《lnodetype id="yx001"》 《dotype》《sdotype id="yx001"》《bda》《daname》isstate《/daname》《fc》st《/fc》《/bda》《/sdotype》 《/dotype》《/lnodetype》为了进行映射，定义一个映射规则来将两个模型进行转换：主站cim模型中的遥信对象“yx01”对应厂站scl模型中的遥信对象“yx001”。
65.在主站cim模型中，遥信对象的“isstate”属性对应厂站scl模型中的“isstate”数据属性。
66.这样，就可以通过定义映射规则，将主站cim模型和厂站scl模型之间进行映射。基于上述解释，本领域技术人员根据实际情况选择转化的对象和转换的规则。
67.主站cim模型和厂站scl模型对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关系；将cim模型中母线间隔设为必需模型，将主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，在厂站scl模型中，ied模型中的逻辑节点类型和数据属性的命名规则遵循iec 61850标准，其中逻辑节点类型包括lln0、lln、ggio等，数据属性包括st、mag、q、ang等，lln逻辑节点类型表示逻辑节点，st数据属性表示状态量，mag数据属性表示模拟量，可以将lln类型节点下的st属性与主站cim模型中的状态量映射，将lln类型节点下的mag属性与主站cim模型中的模拟量映射。类似地，可以通过分析其他逻辑节点类型和数据属性的命名规则，建立相应的映射关系；厂站scl模型中，连接节点指连接不同一次设备的连接节点对象，端点指一次设备的一个电气连接点，端点连接到连接节点就表示了拓扑关系，主站cim模型中的拓扑定义在拓扑包中，也是通过连接节点和端点实现的，厂站scl模型可通过端点、连接节点映射到主
站cim模型。
68.最终形成映射关系如图2。
69.本实施例中，在步骤2中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义，具体为：将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。
70.边界表包括以下信息：包含以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。
71.参见图3，假设一个电力系统包含两个子系统，分别是系统a和系统b，其中系统a包含三个变电站，分别为a1、a2、a3，系统b包含两个变电站，分别为b1、b2。这五个变电站之间通过输电线路相互连接，同时，系统a和系统b之间也通过一条边界线路相互连接。基于上述规则和示例，本领域技术人员结合业内常识，可制得边界表。
72.本实施例的步骤3中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。
73.子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，如请求时间戳、请求的量测点。
74.以实时模型请求为例，可以设计子站模型请求接口如下，post /api/substation/model/realtimecontent-type: application/json{"requesttype": "realtime","scope": "device","parameters": {"deviceid": "device1","timestamp": "2023-03-16 10:00:00","measurements": ["voltage", "current"]}}在上面的示例中，请求类型为实时模型，请求范围为单个设备（即device1），请求参数包括时间戳和请求的量测点（即voltage和current）。
[0075]
主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整
个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，如下发时间戳、下发的量测点。
[0076]
以实时模型下发为例，可以设计主站模型下发接口如下，post /api/master/model/realtimecontent-type: application/json{"sendtype": "realtime","scope": "substation","parameters": {"substationid": "substation1","timestamp": "2023-03-16 10:00:00","measurements": ["voltage", "current"]}}在上面的示例中，下发类型为实时模型，下发范围为整个子站（即substation1），下发参数包括时间戳和下发的量测点（即voltage和current）。
[0077]
本实施例的步骤4中：参见图4，基于步骤2中的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；具体为：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。
[0078]
更新主站中的模型信息包括：发电机和负荷等设备信息，例如设备类型、名称、位置、容量、状态等。
[0079]
电网拓扑结构信息，例如线路、变压器、开关、隔离开关等设备的连接关系、开关状态、运行参数等。
[0080]
电力系统运行状态信息，例如电压、电流、频率、有功功率、无功功率、损耗等参数。
[0081]
本实施例的步骤5中：参见图5，基于步骤1中的主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，具体过程：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存。
[0082]
若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。
[0083]
本实施例的步骤6中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对、设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据进行跳变、越限、越合理值等异常判断，并根据判断结
果进行告警、复位等操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。
[0084]
步骤7中：站控设备和辅助设备通常是指电力系统中与控制和监测相关的设备，包括开关控制器、保护继电器、遥测遥信终端、通信设备等，这些设备在电力系统运行和维护中具有重要作用，需要导入到主站cim模型中进行管理。
[0085]
分析这些设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，增加必要属性，从而实现站控设备、辅助设备的接入，具体步骤包括：（1）扩展cim模型：为了支持非电力设备，需要向cim模型中添加新的类别。例如，可以创建一个新的类别，如“辅助设备”，以存储辅助设备的相关信息；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性，例如辅助设备的名称、型号、位置、状态等属性；（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系。例如，辅助设备可以与相应的开关设备建立关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。通常可以使用xml或csv等格式将设备信息导入到cim模型中。
[0086]
本实施例的步骤7中：参见图6，主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。
[0087]
本实施例提供一种电网设备模型自动融接维护装置，包括以下模块：映射模块：确定主站与厂站的映射；边界模块：设定厂站模型的边界切割定义；交互模块：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；子站模型导入模块：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；点表导入模块：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；验收模块：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；拓扑模块：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。
[0088]
映射模块：基于iec61970标准的模型，确定主站与厂站的映射，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；当scl与cim中对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关
系，主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；具体方法：对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，将逻辑节点分别映射到各种设备的子类，分析逻辑节点的类型和数据属性的命名规则，从而获得数据属性和量测值之间的映射关系。
[0089]
当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，模型进行调整的方法包括：（1）将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致；（2）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致；（3）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。
[0090]
边界模块中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义，具体为：将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。
[0091]
边界表包括以下信息：包含以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。
[0092]
交互模块中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求接口及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。
[0093]
子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，如请求时间戳、请求的量测点；主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备或整个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，如下发时间戳、下发的量测点。
[0094]
子站模型导入模块中：基于边界模块中的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；具体为：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。
[0095]
更新主站中的模型信息包括：（1）发电机和负荷等设备信息；（2）电网拓扑结构信息；（3）电力系统运行状态信息。
[0096]
优选的，的点表导入模块中：基于映射模块中主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，具体过程：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的
格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存。
[0097]
若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。
[0098]
验收模块中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对和设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据异常判断，并根据判断结果进行对应操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。
[0099]
在的验收模块和拓扑模块之间：增加非电力设备导入模块，分析非电力设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，从而实现站控设备、辅助设备的接入。
[0100]
进一步优选的，导入站控设备、辅助设备的具体步骤包括：（1）扩展cim模型：在cim模型中添加新的类别；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性；（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。
[0101]
拓扑模块中：主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。
[0102]
本实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，基于上述的电网设备模型自动融接维护方法。
[0103]
还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，基于上述的电网设备模型自动融接维护方法。
[0104]
本实施例中，通过iec61970标准模型确定主站与厂站的映射，根据厂站设备与其他模型融合条件设计厂站模型的边界切割定义，主站根据子站模型边界以及模型匹配映射，进行子站模型导入及点表的自动导入，然后采用扩展定义的方式将其他站控设备与辅助设备混入，根据接入的设备属性信息及空间信息生成拓扑关系，最后进行拓扑关系的校验分析，实现厂站设备的自动导入维护，提高变电站、集控站的模型维护效率。并且提供相
关的计算设备和储存介质。
[0105]
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定主站与厂站的映射；步骤2：设定厂站模型的边界切割定义；步骤3：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；步骤4：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；步骤5：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；步骤6：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；步骤7：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。2.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤1中：基于iec61970标准的模型，确定主站与厂站的映射，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；当scl与cim中对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关系，主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；其中的映射进一步包括：对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，将逻辑节点分别映射到各种设备的子类，分析逻辑节点的类型和数据属性的命名规则，从而获得数据属性和量测值之间的映射关系。3.根据权利要求2所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，模型进行调整的方法包括：（1）将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致；（2）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致；（3）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。4.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤2中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义：将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。5.根据权利要求4所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述边界表包括以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。6.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤3中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求接口及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。7.根据权利要求6所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；
（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、或整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，可以是请求时间戳、请求的量测点；所述主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备或整个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，可以是下发时间戳、下发的量测点。8.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤4中：基于步骤2中所述的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；进一步包括：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。9.根据权利要求8所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，更新主站中的模型信息包括：（1）发电机和负荷设备信息；（2）电网拓扑结构信息；（3）电力系统运行状态信息。10.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤5中：基于步骤1中主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，进一步包括如下步骤：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存；若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。11.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤6中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对和设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据异常判断，并根据判断结果进行对应操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。12.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，在所述的步骤6和步骤7之间，增加导入站控设备、辅助设备步骤，分析这些设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，从而实现站控设备、辅助设备的接入。13.根据权利要求12所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，导入站控设备、辅助设备的具体步骤包括：（1）扩展cim模型：在cim模型中添加新的类别；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性；
（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。14.根据权利要求1所述的一种电网设备模型自动融接维护方法，其特征在于，所述的步骤7中：主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；所述拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。15.一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，包括以下模块：映射模块：确定主站与厂站的映射；边界模块：设定厂站模型的边界切割定义；交互模块：设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；子站模型导入模块：主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；点表导入模块：主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；验收模块：在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；拓扑模块：生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。16.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的映射模块：基于iec61970标准的模型，确定主站与厂站的映射，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，需对模型进行调整，然后进行映射；当scl与cim中对变电站结构的描述一致，变压站与电压等级可以直接建立映射关系，主站cim模型中母线间隔与母线段与厂站scl模型中的间隔进行映射；其中的映射进一步包括：对厂站scl模型中ied模型的结构和变电站运动通信的逻辑节点和公共数据类型进行分析，建立ied模型与主站cim模型的映射关系，将逻辑节点分别映射到各种设备的子类，分析逻辑节点的类型和数据属性的命名规则，从而获得数据属性和量测值之间的映射关系。17.根据权利要求16所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，当主站cim模型与厂站scl模型存在差异，模型进行调整的方法包括：（1）将主站cim模型和厂站scl模型中的对象命名方式改为一致；（2）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据类型改为一致；（3）将主站cim模型和厂站scl模型中的数据结构改为一致。18.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的边界模块中：基于厂站设备与其他模型的融合条件，设计厂站模型的边界切割定义：
将厂站与厂站间的联络线路定义为边界线路，然后将边界线路上的电力设备定义为边界设备，并生成包含边界设备及边界线路的边界表。19.根据权利要求18所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述边界表包括以下信息：（1）设备或线路名称；（2）所属子系统或区域；（3）运行状态；（4）电压等级或额定电压；（5）运行参数；（6）连接关系。20.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的交互模块中：基于主子站一体化系统的服务调用，在调度主站与子站分别部署对应的一体化协同服务，建立适用于主子站之间电力实时监控环境的广域服务总线，从而进行主子站一体化服务互动；基于主子站一体化系统的服务调用，设计子站模型请求接口及主站模型下发接口，接口中明确子站请求的模型及主站下发模型范围及传输格式。21.根据权利要求20所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述子站模型请求接口包括以下信息：（1）请求类型：用于区分子站请求的是实时模型还是计划模型；（2）请求模型范围：用于指定子站请求的模型范围，可以是单个设备、一组设备、或整个子站；（3）请求参数：用于指定子站请求模型的详细参数，可以是请求时间戳、请求的量测点；所述主站模型下发接口包括以下信息：（1）下发类型：用于区分主站下发的是实时模型还是计划模型；（2）下发模型范围：用于指定主站下发的模型范围，可以是单个设备、一组设备或整个子站；（3）下发参数：用于指定主站下发模型的详细参数，可以是下发时间戳、下发的量测点。22.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的子站模型导入模块中：基于边界模块中所述的厂站模型的边界切割定义，找到子站模型的边界，将系统中子站模型与主站中的模型进行比较，计算主站需要更新的模型信息；进一步包括：判断更新信息中是否包含边界信息，如果是，更新子站模型中对应的边界信息，否则更新主站模型信息，从而实现子站模型的自动导入。23.根据权利要求22所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，更新主站中的模型信息包括：（1）发电机和负荷等设备信息；（2）电网拓扑结构信息；（3）电力系统运行状态信息。24.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的点表导入模块中：基于映射模块中主站与厂站的映射，主站根据模型匹配映射，进行点表的自动导入，进一步包括如下步骤：子站向主站发起请求，查询主站当前点表信息，主站将点表信息按照预先定义的格式进行封装，返回给子站；若主站返回的点表为空，则子站创建新的点表，并发送至主站保存；若主站返回的点表不为空，将主站返回的点表与子站点表信息模板进行比较，若无差异，无需进行操作；若存在差异，将主站返回的点表根据子站点表信息模板进行调整，并将结果返回给主站。
25.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的验收模块中：在模型、点表数据一致的情况下，基于主子站一体化的透明调阅技术，进行主子站间监控点信息传输、数据核对和设备传动的验收；其中，监控点信息传输包括设备具体量测数据信息的传输及设备状态信息的传输；数据核对是指对传输的数据异常判断，并根据判断结果进行对应操作；设备传动的验收包括对上层功能模块以及连接外部被检设备的底层功能模块的校验，以确保设置正常运行。26.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，在所述的验收模块和拓扑模块之间，增加非电力设备导入模块，分析非电力设备的特点，在cim模型中扩展非电力设备，从而实现站控设备、辅助设备的接入。27.根据权利要求26所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，导入站控设备、辅助设备的具体步骤包括：（1）扩展cim模型：在cim模型中添加新的类别；（2）定义属性：对于每个新的类别，需要定义相应的属性；（3）建立关联关系：为了将辅助设备与电力系统的其他设备联系起来，需要建立相应的关联关系；（4）导入数据：将站控设备和辅助设备的信息导入到cim模型中。28.根据权利要求15所述的一种电网设备模型自动融接维护装置，其特征在于，所述的拓扑模块中：主站基于采集的业务信息建立设备属性数据表，通过设备属性数据表与设备空间数据表相应设备的属性数据与空间数据进行拓扑关系关联，形成设备拓扑关系信息表，从而构建电网拓扑关系；所述拓扑关系校验分析包括对从属关系、包含关系、电气设备的连接关系的校验；其中，从属关系校验指校验数据库中定义有从属关系的设备是否满足说明书的设备；包含关系校验指校验有包含关系的设备是否建立正确的包含关系；连接关系校验指校验是否根据设备的连接点要求建立正确的连接关系，且校验数据库中定义的有连接关系的设备是否满足说明书中定义的设备。29.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述计算机程序时，基于权利要求1-14任一项所述的电网设备模型自动融接维护方法。30.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时，基于权利要求1-14任一项所述的电网设备模型自动融接维护方法。

技术总结
本发明提供一种电网设备模型自动融接维护方法、装置、设备和介质，包括确定主站与厂站的映射；设定厂站模型的边界切割定义；设计主子站一体化系统模型交互的服务接口；主站根据子站模型的边界，结合模型焊接方法，实现子站模型无缝导入；主站根据模型匹配映射，实现点表自动导入；在模型、点表数据一致的情况下，进行监控点自动信息传输、数据核对、设备传动的验收；生成拓扑关系，并进行拓扑关系的校验分析。本发明通过IEC61970标准模型确定主站与厂站的映射，实现厂站设备的自动导入维护，提高变电站、集控站的模型维护效率。集控站的模型维护效率。集控站的模型维护效率。


技术研发人员：陈艳 朱健 孔伯骏 吉宏斌 朱亚天 周星辰 黄俊 王乐 高婷婷
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/24