专利摘要

本发明公开一种变电站五防逻辑规则自生成方法及系统，该方法包括步骤：将绘制的一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象；根据由五防原则确定的预设生成原则、所述有序的一次设备对象之间的逻辑关系自动生成五防逻辑规则。本发明方案是在绘制了一次设备主接线图之后，将该一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象，从而根据这些有序的一次设备对象之间的逻辑关系，以及由五防原则确定的预设生成原则，可以自动生成五防逻辑规则，该自动生成的五防逻辑规则是一个在理论上完全正确的五防逻辑规则，将该自动生成的五防逻辑规则应用到变电站中，可以有效提高变电站的可靠性和安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及变电站综合自动化系统领域，特别涉及一种变电站五防逻辑规则自生成方法、变电站五防逻辑规则自生成系统。

背景技术

变电站“五防”主要是指防止误入带电间隔、误拉合断路器、带负荷拉合刀闸、带电合地刀(挂地线)和带地刀(地线)合开关。变电站五防逻辑规则关系到变电站运行过程中一次设备(直接生产，输送、分配和使用电能的设备，称为一次设备)和检修人员的安全，是变电站综合自动化系统(也简称为变电站综自系统)的重要功能。在现有所有变电站自动化系统中，均需要设置五防逻辑系统，变电站综自系统的结构一般分为站控层、间隔层和过程层三层，在每一层均需要设置五防逻辑规则，在站控层是将五防逻辑规则写入操作程序中，在间隔层则是将五防逻辑规则安装到测控装置的嵌入式系统程序中，而在现场的过程层，往往通过一次设备的电气逻辑连接来实现五防逻辑规则，这样三个层面均实现了五防逻辑规则，从而构成三道堡垒来防范电气操作风险。因此，建立一个正确无误的五防逻辑规则显然具有非常典型的工程价值和意义。

在目前的变电站五防逻辑规则的编写中，容易产生错误或者失误，其基本原因主要是：

其一：五防逻辑规则的编写一般是由设计院根据所设计的变电站的电气设备布局，对各个间隔电气网络进行分析，按照五防逻辑的原则来进行，也有些五防逻辑规则的编写是由供电局的实际运行人员，根据实际电气操作的工程经验总结而成，这两种提供五防逻辑规则的模式有时候在部分一次设备的逻辑上会出现冲突或者不一致，这通常都归因于后者在制定五防逻辑规则的时候更趋向于可靠性，从而将逻辑制定的也更为苛刻，以最大可能地降低风险；

其二：无论是哪个单位制定出来的五防逻辑规则逻辑库，难免会在个别的 五防逻辑规则的编写中出现纰漏，有的是会遗漏了某个旁路的刀闸状态的逻辑，有的则是由于人为的失误写错，在目前的工程应用中，五防逻辑规则均是由经验丰富的技术人员根据运行规则进行人工总结得出的，对于一些比较简单的变电站来说，工作量尚且可以预期，并且可以忍受，但是对于接线比较复杂、规模比较大的变电站来说，工作量将相当大，出错的可能性也高。

如果将这种带错误的五防逻辑规则配置到变电站综自系统，就可能会形成安全隐患，这对于变电站的防误操作的最高要求——安全来说无疑是最严重的，在实际工程应用中，由于主接线图规模大而引起的编制“疲劳”所产生的错误，是五防逻辑规则编制错误的主要原因。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种变电站五防逻辑规则自生成方法以及变电站五防逻辑规则自生成系统，其可以自动生成理论上完全正确的五防逻辑规则，提高变电站应用五防逻辑规则时的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变电站五防逻辑规则自生成方法，包括步骤：

将绘制的一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象；

根据由五防原则确定的预设生成原则、所述有序的一次设备对象之间的逻辑关系自动生成五防逻辑规则。

一种变电站五防逻辑规则自生成系统，包括：

主接线图导入模块，用于导入绘制的一次设备主接线图；

与所述主接线图导入模块连接的解析模块，用于将所述导入的一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象；

与所述解析模块连接的五防规则自动生成模块，用于根据由五防原则确定的预设生成原则、所述有序的一次设备对象之间的逻辑关系自动生成五防逻辑 规则。

根据本发明方案，其在绘制了一次设备主接线图之后，将该一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象，从而根据这些有序的一次设备对象之间的逻辑关系，以及由五防原则确定的预设生成原则，可以自动生成五防逻辑规则，该自动生成的五防逻辑规则是一个在理论上完全正确的五防逻辑规则，将该五防逻辑规则配置应用到变电站中，可以有效提高变电站的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明的变电站五防逻辑规则自生成方法实施例的流程示意图；

图2是一种220kV(110kV)线路的典型逻辑关系示意图；

图3是本发明的变电站五防逻辑规则自生成系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的变电站五防逻辑规则自生成方法及变电站五防逻辑规则自生成系统的具体实施例进行详细说明。

参见图1所示，是本发明的变电站五防逻辑规则自生成方法实施例的流程示意图，其包括步骤：

步骤S101：绘制一次设备主接线图，进入步骤S102；

步骤S102：将上述绘制的一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象，进入步骤S103；

步骤S103：根据由五防原则确定的预设生成原则、所述有序的一次设备对象之间的逻辑关系自动生成五防逻辑规则。

根据上述本发明的变电站五防逻辑规则自生成方法，其在绘制了一次设备主接线图之后，将该一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象，从而根据这些有序的一次设备对象之间的逻辑关系，以及由五防原则确定的预设生成原则，可以自动生成五防逻辑规则，该自动生成的五防逻辑规则是一个在理 论上完全正确的五防逻辑规则，将该五防逻辑规则配置应用到变电站中，可以有效提高变电站的可靠性和安全性。

由于依据上述本发明方法生成的五防逻辑规则是理论上完全正确的五防逻辑规则，因此，也可以是不将该自动生成的五防逻辑规则直接配置应用到变电站中，而是采用该自动生成的五防逻辑规则对人工编制的五防逻辑规则进行校验，由于某些人工编制的五防逻辑规则考虑到了实际的工程应用，从而在对该五防逻辑规则的正确性进行校验之后，可以进一步提高变电站的可靠性和安全性。因此，在上述步骤S103之后，还包括步骤：

步骤S104：将所述自动生成的五防逻辑规则与待检测五防逻辑规则进行自动比对，根据比对结果选择合适的五防逻辑规则，该所选择的合适的五防逻辑规则可以配置应用到变电站中。

以下针对上述各步骤的具体实施过程进行详细说明。

在绘制一次设备主接线图时，可以是采用VISIO、CAD等软件来实现绘制，但是，考虑到VISIO对图形的拓扑描述支持比较强，图形的拓扑关系更便于二次技术处理，因此，通常采用VISIO来实现对一次设备主接线图的绘制。绘制时，首先利用基于XML解析技术的VISIO软件，建立一个比较齐全的一次设备图元库，该图元库中包括有线路、刀闸、开关、变压器等一次设备图元，所有形式的变电站主接线图均可以通过这些一次设备图元的“搭积木”式的组合来实现，从而可以画出一个完整的一次设备主接线图。主接线图的每个设备图元都具有描述充分的标识，每个标识描述了它的属性、位置等信息，如1104刀闸，它表明了该图元所处的间隔与设备的位置。

在绘制得到一次设备主接线图后，基于VISIO图形的特性，主接线图可以被XML解析为许多个一次设备拼接而成的系统，由于每个图元都进行了标识命名，具有标识命名特点，因此，由某个图元设备即可获得与它临近的某个设备图元的标识，实际上，在用VISIO制图时就已经将各个设备图元之间的关联关系确定下来了。比如，由某一个间隔的断路器设备可以确定本单元附近的所有接地刀闸的拓扑关系，具体的解析过程在此不予详加赘述。

在完成上述对一次设备主接线图进行解析的工作之后，就可以根据解析后得到的有序的一次设备对象、结合由五防原则确定的预设生成原则，自动生成五防逻辑规则。

如上所述，经过上述步骤之后，产生了一个很多图元以及图元之间的逻辑关系，例如1101开关与1104刀闸之间的链接关系，某个间隔与相邻间隔的位置关系等等。从而可以在这个基础上来自动化生成五防逻辑规则。

如前所述，“五防”主要是防止误入带电间隔、误拉合断路器、带负荷拉合刀闸，带电合地刀(挂地线)和带地刀(地线)合开关，其中：

对于误入带电间隔：主要是由变电站的管理来得以保证，目前主要是严格执行操作票要求来得以保证；

对于误拉合断路器：一种是选择错误，另外一种是保证系统供电连续性的要求，还有一种是用户操作运行要求，这种方式是取决于操作人的意愿，因此不需要设立规则；

对于带地刀(地线)合开关：在现场一般不配置条件，主要是因为在合开关两侧刀闸时，已经有要求所有相关地刀或临时地线是断开的，即满足“从本刀闸开始线路延伸的各个方向的接地刀闸或临时地线全部断开(到其它刀闸为止)”的要求。接地刀闸或临时接地线的控制规则是确定的，不随接线方式的变化而变化。因此，这个规则只需要按识别出来的“本刀闸”，若要“合”，就要令“线路延伸的各个方向的接地刀闸或临时地线”全部处于“分位”。

由此，对五防逻辑规则进行分析的难点主要集中在“带电合地刀(挂地线)”、“带负荷拉合刀闸”和“误拉合断路器”上。

对上述五防控制的原则进行分解，从而可以建立以下自动生成五防逻辑规则的相关规则：

1、针对接地刀闸或临时地线

合接地刀闸或挂接临时地线：必须从接地点开始线路延伸的各个方向都有断开的刀闸(断路器和主变被视为短路)；

分接地刀闸或拆除临时地线：无条件；

2、针对刀闸

合刀闸：本回路开关必须断开，从本刀闸开始线路延伸的各个方向的接地刀闸或临时地线全部断开(到其它刀闸为止)；

分刀闸：本回路开关必须断开。

其中，在潮流方向固定不变时，送电的顺序是先合电源侧刀闸，再合负荷侧刀闸，最后合开关；停电顺序是先分开关，再分负荷侧刀闸，最后分电源侧刀闸。

此外，由于一般是规定母线侧为电源侧，以下以母线侧为电源侧进行说明：

1、对于开关(断路器)来说，对不同类型的开关可能有不同的设定方式：

1)针对线路开关

合线路开关：在相邻侧刀闸都在合位或都在分位时可以合线路开关；

分线路开关：无条件；

2)针对分段开关

合分段开关：在相邻侧刀闸都在合位或都在分位时可以合分段开关；

分分段开关：当某段有线路开关在运行状态且该段的主变开关也在运行状态时，分段开关才可以分；当某段线路开关都在停电状态时，分段开关也可以分；

3)针对母联开关

合母联开关：在相邻侧刀闸都在合位或都在分位时可以合母联开关；

分母联开关：当无电源供电的一条母线上的所有母线侧刀闸都断开，即所有负荷均已倒到另一条母线上时，母联开关可以分，当两条母线均有电源供电时，母联开关也可以分；

4)针对主变开关

按照通用的一般规定，设定高压侧、中压侧为进线(电源侧)，低压侧为出线侧(负荷侧)。

主变停电顺序：先断低压侧主变开关，再断中压侧或高压侧主变开关；

主变送电顺序：先合高压侧或中压侧主变开关，再合低压侧主变开关；

其中，高压侧或中压侧主变开关分合顺序一般无要求；低压出线不停电时，应保证高、中压有一路电源给低压供电；操作高压侧主变开关时，应保证主变中性点在合位。

合主变开关：在相邻侧刀闸都在合位或都在分位时可以合主变开关；

分主变开关：

非全站停电时，当一台主变停电，要保证另一台主变在运行状态，且低压分段开关应在合位；

非全站停电时，当高压主变开关全部断开，应保证至少有一台中压主变开关在运行状态；当中压主变开关全部断开时，应保证至少有一台高压主变开关在运行状态。

依据上述自动生成五防逻辑规则的原则，针对图2中的220kV(110kV)线路(双母分段接线方式)的典型逻辑关系示意图，以下是对应于该典型接线图的控制闭锁规则。在图2中所示的220kV(110kV)线路(双母分段接线方式)的示意图中，1M表示1M母线，2M表示2M母线，DL表示开关，1G表示1M母线刀闸，2G表示2M母线刀闸，4G表示线路刀闸，B0表示开关靠母线侧地刀，C0表示开关靠CT侧地刀，40表示线路地刀。

其依据的规则主要是：

合刀闸：本回路开关必须断开，从本刀闸开始线路延伸的各个方向的接地刀闸或临时地线全部断开(到其它刀闸为止)；

分刀闸：本回路开关必须断开。

据此所设定的五防逻辑规则为：

1、线路开关DL闭锁逻辑：分闸、合闸无条件。

2、母线侧刀闸1G(或2G)闭锁逻辑：

分闸条件(满足下述a、b项中的任意一项即可)：

a.线路开关DL分，母线侧刀闸2G(或1G)分；

b.母线侧刀闸2G(或1G)合，母联(分段)开关及其两侧刀闸合。

合闸条件(满足下述a、b项中的任意一项即可)：

a.1M(或2M)所有地刀分，线路开关及其两侧地刀分，2M(或1M)刀闸分；

b.2M(1M)刀闸合，母联开关及其两侧刀闸合。

3、线路刀闸4G闭锁逻辑：

合闸条件：线路开关DL及其两侧地刀分，出线线路地刀分；

分闸条件：线路开关DL分。

4、开关两侧接地刀闸B0(或C0)闭锁逻辑：

分闸条件：无，即分闸没有约束条件；

合闸条件：出线开关两侧刀闸1G、2G、4G分，在满足该合闸条件的情况下，B0合闸或C0合闸、或两者同时合闸；

5、线路地刀40闭锁逻辑：

分闸条件：无，即分闸没有约束条件；

合闸条件：出线线路刀闸4G分。

依据上述从1至5一共有十条五防逻辑规则的逻辑(包括合闸、分闸)，可对应地选择出各个图元设备对象，自动形成10条规则，并形成规范的描述形式，例如一条220kV线路的旁母刀的逻辑如下(其中后续描述中的数字符号所代表的图元设备对象，现有技术中有专门的命名规则予以描述，在此不予详加说明，且其中的＝0表示分，＝1表示合)：

24833：“合”刀逻辑

2030＝0，(24831＝1，20301＝1，24832＝1，20306＝1，2026＝1，20262＝1，20266＝1)，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

这里需要补充说明的是，对于特殊的控制规则，可以通过编写固化规则的模式来进行，也就是说，对于特殊的、少见的主接线图方式引起的特殊规则，可将此类规则收集并作为固定模式，逐渐地形成一个适用于各种接线图方式的规则库。

在依据上述方式得到自动生成的五防逻辑规则之后，对于需要应用该五防逻辑规则对人工编写的五防逻辑规则(也刻成为待测试的五防逻辑规则)进行校验的场合，就可以将该自生成的五防逻辑规则与待测试的五防逻辑规则进行对比，即通过对每条规则进行直接比对，如“24833：“合”刀逻辑”，即，将两个需对比的规则(即自生成的五防逻辑规则、待测试的五防逻辑规则)的规则描述自动分拆(即将其拆分成许多条最小的描述)，例如，针对上面的“24833：“合”刀逻辑”：

2030＝0，(24831＝1，20301＝1，24832＝1，20306＝1，2026＝1，20262＝1，20266＝1)，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

可以分拆为下述8条：

1)

2030＝0，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

2)

2030＝0，24831＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

3)

2030＝0，20301＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0， 24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

4)

2030＝0，24832＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

5)

2030＝0，20306＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

6)

2030＝0，2026＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

7)

2030＝0，20262＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

8)

2030＝0，20266＝1，20303＝1，248340＝0，223J00＝0，223Y00＝0，24823＝0，26063＝0，24853＝0，26073＝0，24863＝0，26003＝0，26013＝0，24883＝0，24873＝0，22013＝0，22023＝0，24453＝0！

在进行分拆后，将这两个规则库分拆后的描述一一进行轮询比对即可，具体实现时可以通过设定相应的优化程序来实现。

在完成这种轮询对比之后，将会筛选出与自生成五防逻辑规则有差异的待检测五防逻辑规则，最后筛选出来的有差异的五防逻辑规则，可提供出来供人工甄别，以判定采用哪一个五防逻辑规则。其中，部分差异是由于规则编写的严格性不同产生的，如人工经验编写的五防逻辑规则有些会严格于理论，在这种情况下，往往以人工编制的规则为优，选择人工编制的五防逻辑规则配置投入应用到变电站中；但部分是由于真正的人工“错误”引起的，此时应该取自生成的五防逻辑规则，将自生成的五防逻辑规则配置投入应用到变电站中。

依据上述本发明的变电站五防逻辑规则自生成方法，本发明还提供一种变电站五防逻辑规则自生成系统，如图3所示，是本发明的变电站五防逻辑规则自生成系统的结构示意图，其包括：

主接线图导入模块301，用于导入绘制的一次设备主接线图；

与主接线图导入模块301连接的解析模块302，用于将所述导入的一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象；

与解析模块302连接的五防规则自动生成模块303，用于根据由五防原则确定的预设生成原则、所述有序的一次设备对象之间的逻辑关系自动生成五防逻辑规则。

根据上述本发明的变电站五防逻辑规则自生成系统，其通过主接线图导入模块导入所绘制的一次设备主接线图，并采用解析模块将该一次设备主接线图解析为多个有序的一次设备对象，从而五防规则自动生成模块可以根据这些有序的一次设备对象之间的逻辑关系，以及由五防原则确定的预设生成原则，可以自动生成五防逻辑规则，该自动生成的五防逻辑规则是一个在理论上完全正确的五防逻辑规则，将该五防逻辑规则配置应用到变电站中，可以有效提高变电站的可靠性和安全性。

由于依据上述本发明系统生成的五防逻辑规则是理论上完全正确的五防逻辑规则，因此，也可以是不将该自动生成的五防逻辑规则直接配置应用到变电站中，而是采用该自动生成的五防逻辑规则对人工编制的五防逻辑规则进行校 验，由于某些人工编制的五防逻辑规则考虑到了实际的工程应用，从而在对该五防逻辑规则的正确性进行校验之后，可以进一步提高变电站的可靠性和安全性。因此，上述本发明的系统还可以包括有：

五防规则库导入模块304，用于导入待检测五防逻辑规则；

与五防规则自动生成模块303、五防规则库导入模块304连接的比对模块305，用于将所述自动生成的五防逻辑规则与待检测五防逻辑规则进行自动比对，根据比对结果选择合适的五防逻辑规则。

在比对模块完成轮询对比之后，将会筛选出与自生成五防逻辑规则有差异的待检测五防逻辑规则，最后筛选出来的有差异的五防逻辑规则，可提供出来供人工甄别，以判定采用哪一个五防逻辑规则。其中，部分差异是由于规则编写的严格性不同产生的，如人工经验编写的五防逻辑规则有些会严格于理论，在这种情况下，往往以人工编制的规则为优，选择人工编制的五防逻辑规则配置投入应用到变电站中；但部分是由于真正的人工“错误”引起的，此时应该取自生成的五防逻辑规则，将自生成的五防逻辑规则配置投入应用到变电站中。

本发明系统中的对一次设备主接线图的解析过程、五防逻辑规则自生成的过程、以及比对过程等与上述本发明方法中的相同，在此不予赘述。

五防逻辑规则脚本出错，是我国变电站自动化系统实际建设中常常出现的问题。排错工作非常困难，甚至是有错也无法人工看出来。而上述本发明的方法及系统的实现均为首次提出，目前还未出现此类的方法描述或系统，为解决上述排错困难的问题、解决工程问题的解决等提供了非常好的方向。此外，本发明的方法及其系统运行的全过程比较快捷方便，经实际实践证实，在绘制一次设备主接线图时，根据变电站的规模，花费的时间约为20分至60分钟不等，而后面的规则比对过程由于是程序自动处理，时间可以忽略不计。因此，本方法实现了快捷方便性，为解决工程问题提高了效率。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

变电站五防逻辑规则自生成方法及系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。