基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法，該方法包括如下步驟:從繼電保護(hù)裝置中召喚錄波文件及該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖；讀取所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述錄波數(shù)據(jù)顯示錄波波形圖；加載該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，并顯示該加載的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖；根據(jù)所述錄波波形圖記錄的錄波數(shù)據(jù)動態(tài)推演所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，獲取推演結(jié)果；當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)一致時，將所述推演結(jié)果顯示在顯示屏幕上。利用本發(fā)明可形成標(biāo)準(zhǔn)化的繼電保護(hù)故障分析的邏輯關(guān)系圖。
【專利說明】基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)系統(tǒng)故障分析技術(shù)，特別是一種基于圖形輸出（如SVG 圖形）的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 繼電保護(hù)故障分析依賴于故障錄波器或裝置錄波分析繼電保護(hù)裝置動作的正確 性。一般來說，對于宿主設(shè)備出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作行為異常甚至拒動時，運行 人員更多的想知道繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的邏輯行為和異常行為原因。而目前廠家提供的繼電 保護(hù)裝置的輔助功能難以讓運行人員完全獨立分析繼電保護(hù)裝置的異常行為原因。
[0003] 針對上述情況，部分繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家也完善了錄波功能，增加了關(guān)鍵邏輯 接點的標(biāo)志信息，簡化了故障分析的難度，但仍存在以下一些問題： (1) 繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖格式標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各廠家使用各自的邏輯圖表達(dá)方式， 從而導(dǎo)致目前故障分析工具不統(tǒng)一，不能跨廠家分析，缺乏通用性； (2) 復(fù)雜故障分析依賴?yán)^電保護(hù)裝置廠家，保護(hù)過程分析缺乏透明性； (3) 繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖版本經(jīng)常變化，不同版本的邏輯圖與錄波文件無法兼 容； (4) 繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖無法在線獲取。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明提出一種基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法， 通過標(biāo)準(zhǔn)化的定義輸入關(guān)聯(lián)、邏輯關(guān)系、連接線等元件，形成標(biāo)準(zhǔn)化的繼電保護(hù)故障分析的 邏輯關(guān)系圖，并配合標(biāo)準(zhǔn)化的錄波文件，將波形中的關(guān)鍵的數(shù)字量通道與邏輯圖通道關(guān)聯(lián)。
[0005] 所述基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)召喚模塊，用于從與該分 析裝置通信連接的繼電保護(hù)裝置中召喚錄波文件及該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖；圖形 顯示模塊，用于讀取所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述錄波數(shù)據(jù)顯示錄波波形圖在所 述分析裝置的顯示屏幕上；所述圖形顯示模塊，還用于加載該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯 圖，并顯示該加載的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖在所述顯示屏幕上，所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖包括邏輯通道圖元、運 算符圖元、及連接線圖元；圖形推演模塊，用于根據(jù)所述錄波波形圖記錄的錄波數(shù)據(jù)動態(tài)推 演所述顯示屏幕上顯示的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，獲取推演結(jié)果；所述圖形推演模塊，還用于將所述推 演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；所述圖形推演模塊，還用于當(dāng)所述推演結(jié)果 與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)一致時，將所述推演結(jié)果顯示在顯示屏幕上；當(dāng)所述推演結(jié)果 與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)不一致時，則輸出錯誤提示至所述顯示屏幕上。
[0006] 所述基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法包括：數(shù)據(jù)召喚步驟，從與該分析裝 置通信連接的繼電保護(hù)裝置中召喚錄波文件及該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖；圖形顯示 步驟一，讀取所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述錄波數(shù)據(jù)顯示錄波波形圖在所述分析 裝置的顯示屏幕上；圖形顯示步驟二，加載該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，并顯示該加載 的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖在所述顯示屏幕上，所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖包括邏輯通道圖元、運算符圖元、及連接 線圖元；圖形推演步驟一，根據(jù)所述錄波波形圖記錄的錄波數(shù)據(jù)動態(tài)推演所述顯示屏幕上 顯示的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，獲取推演結(jié)果；圖形推演步驟二，將所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄 波數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；圖形推演步驟三，當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)一致時，將 所述推演結(jié)果顯示在顯示屏幕上；當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)不一致時， 則輸出錯誤提示至所述顯示屏幕上。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法， 通過標(biāo)準(zhǔn)化的定義輸入關(guān)聯(lián)、邏輯關(guān)系、連接線等元件，形成標(biāo)準(zhǔn)化的繼電保護(hù)故障分析的 邏輯關(guān)系圖，并配合標(biāo)準(zhǔn)化的錄波文件，將波形中的關(guān)鍵的數(shù)字量通道與邏輯圖通道關(guān)聯(lián)， 以重現(xiàn)保護(hù)動作流程，清晰地解決現(xiàn)有邏輯圖格式標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、繼電保護(hù)故障分析工具不 統(tǒng)一、保護(hù)過程不透明的問題。再結(jié)合繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖命名方式定義、文件網(wǎng)絡(luò) 通信傳輸，以解決邏輯圖版本兼容和在線獲取的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境圖； 圖2是本發(fā)明基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)的功能模塊圖； 圖3是本發(fā)明的繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖組成結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明的繼電保護(hù)故障分析的邏輯圖定義示例圖； 圖5是本發(fā)明基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法的整體流程圖； 圖6是本發(fā)明的邏輯圖創(chuàng)建流程圖； 圖7是本發(fā)明的邏輯圖推演流程圖。

【具體實施方式】
[0009] 如圖1所示，是本發(fā)明基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境圖。在 本實施方式中，所述基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)26(以下也簡稱為"繼電保護(hù)故 障分析系統(tǒng)26")應(yīng)用于分析裝置2中，該分析裝置2可以帶有顯示屏幕20和輸入設(shè)備22， 例如，該分析裝置2可以是電腦。所述顯示屏幕20可以是LOXLiquid Crystal Display) 顯示屏，所述輸入設(shè)備22可以是鍵盤等輸入裝置。所述分析裝置2還包括通過數(shù)據(jù)線或信 號線相連的存儲器24和處理器28。需要說明的是，圖1只是對分析裝置2軟件結(jié)構(gòu)和硬件 結(jié)構(gòu)的示意性說明，分析裝置2還包括其它必要的電子元器件和系統(tǒng)軟件，在此不再一一 贅述。
[0010] 所述繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)26存儲于分析裝置2的存儲器24中，用于從繼電保 護(hù)裝置4中讀取標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，配合標(biāo)準(zhǔn)化的錄波文件，將錄波波形圖中關(guān)鍵的數(shù)字量通道 與標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖中的錄波通道關(guān)聯(lián)，以重現(xiàn)繼電保護(hù)裝置4的保護(hù)動作流程，具體方法流程 參閱圖2至圖7的描述。
[0011] 在本實施例中，所述繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)26可以提供一個或多個模塊，所述一 個或多個模塊被存儲在所述分析裝置2的存儲器24中并被配置成由一個或多個處理器(本 實施例為一個處理器28)執(zhí)行，以完成本發(fā)明。例如，參閱圖2所示，所述繼電保護(hù)故障分析 系統(tǒng)26包括數(shù)據(jù)召喚模塊260、圖形顯示模塊262、圖形推演模塊264和圖形創(chuàng)建模塊265。 本發(fā)明所稱的模塊是完成一特定功能的計算機程序段，比程序更適合于描述軟件在計算機 中的執(zhí)行過程，關(guān)于各模塊的具體功能參閱圖3至圖7的描述。
[0012] 本發(fā)明是基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)及方法，在本實施方式中，以SVG (Scalable Vector Graphics,可縮放矢量圖形）為例進(jìn)行說明。
[0013] 其中，SVG是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML)，用于描述=||矢量圖形的一種圖形格 式，它由萬維網(wǎng)聯(lián)盟制定，是一個開放標(biāo)準(zhǔn)。SVG圖像由兩大部分構(gòu)成：圖形定義（defs)和 圖形渲染（g)。圖形定義部分主要包括圖形顯示屬性的定義（style)和圖元定義（symbol)。 圖形渲染部分即圖形繪制，其主要內(nèi)容包括自定義圖元的引用和基本圖形元素的使用。
[0014] SVG定義的基本圖形元素包括，但不限于，點、線、圓、矩形、文本等。在本實施方式 中，所述自定義圖元為基本圖形元素組合形成新的圖元，圖像渲染即圖像的直接呈現(xiàn)，通過 標(biāo)簽"<g>"直接引用SVG基本圖形元素或者自定義圖元，即可完成圖像的呈現(xiàn)。
[0015] 如圖3所示，本發(fā)明定義的邏輯圖完全繼承SVG圖形的結(jié)構(gòu)，在自定義圖元模板上 擴(kuò)充邏輯通道圖元、運算符圖元、連接線圖元，既能完整地表現(xiàn)邏輯通道，又有良好的通用 性和可擴(kuò)展性。
[0016] 如圖4所示，為本發(fā)明邏輯圖定義示例，所述邏輯圖包括三大類邏輯圖元，圖4中 示出這三大類邏輯圖元：邏輯通道圖元、運算符圖元(與圖元、或圖元、非圖元)、連接線圖 J Li 〇
[0017] 其中，邏輯通道圖元定義繼電保護(hù)裝置4的內(nèi)部節(jié)點信息，為布爾型變量。內(nèi)部節(jié) 點信息存貯在錄波文件的數(shù)字量信息中。運算符圖元定義輸入量(如"外部啟動失靈開入" 輸入量和"對應(yīng)開入正常"輸入量）之間的邏輯關(guān)系，并輸出結(jié)果。運算符圖元包括與圖元、 或圖元和非圖元等。運算符表達(dá)各個數(shù)字量在繼電保護(hù)程序內(nèi)部運行的邏輯關(guān)系。連接線 圖元定義圖元之間的連接關(guān)系，傳遞變量信息。結(jié)果圖元屬于邏輯通道圖元中的一種，用于 定義邏輯圖的輸出結(jié)果。
[0018] 在本實施方式中，邏輯通道圖元定義包括五個方面：圖元ID、端子、矩形框、文本、 通道關(guān)聯(lián)字段。其中，圖元ID用來唯一標(biāo)示圖元，端子表示圖元的輸入和輸出連接點，矩形 框和文本用來表示圖元形狀和內(nèi)容。在普通的svg圖形中僅使用id、端子、矩形框、文本這 些基本元素，只能達(dá)到顯示圖像的目的，為了能動態(tài)展示邏輯圖，必須將邏輯通道圖元與錄 波文件的錄波通道關(guān)聯(lián)起來，因此需要擴(kuò)展新的屬性來保存關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。
[0019] 為了保存與該邏輯通道圖元關(guān)聯(lián)的錄波通道名稱，特在symbol屬性中擴(kuò)展通 道關(guān)聯(lián)字段，命名為：relateChannel ;邏輯通道圖元對應(yīng)錄波通道文件（即錄波配置文 件：.cfg文件)定義的錄波通道(本實施方式中為數(shù)字量通道)。因此，在創(chuàng)建邏輯圖之前需 要將錄波通道從錄波通道文件（.cfg)中解析出來保存為該繼電保護(hù)裝置4的錄波通道模 板，然后依據(jù)錄波通道模板中的通道繪制邏輯圖，因此已完成繪制的邏輯圖都已經(jīng)完成通 道對應(yīng)。邏輯通道圖元組成元素及屬性見表1: 表1邏輯圖元組成元素及屬性

【權(quán)利要求】
1. 一種基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，應(yīng)用于分析裝置，其特征在于，該方法 包括： 數(shù)據(jù)召喚步驟，從與該分析裝置通信連接的繼電保護(hù)裝置中召喚錄波文件及該類錄波 文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖； 圖形顯示步驟一，讀取所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述錄波數(shù)據(jù)顯示錄波波形 圖在所述分析裝置的顯示屏幕上； 圖形顯示步驟二，加載該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，并顯示該加載的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖 在所述顯示屏幕上，所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖包括邏輯通道圖元、運算符圖元、及連接線圖元； 圖形推演步驟一，根據(jù)所述錄波波形圖記錄的錄波數(shù)據(jù)動態(tài)推演所述顯示屏幕上顯示 的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，獲取推演結(jié)果； 圖形推演步驟二，將所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；及 圖形推演步驟三，當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)一致時，將所述推演結(jié) 果顯示在顯示屏幕上；當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)不一致時，則輸出錯誤 提示至所述顯示屏幕上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于： 所述邏輯通道圖元定義繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部節(jié)點信息，為布爾型變量，所述內(nèi)部節(jié)點 信息存貯在錄波文件的數(shù)字量信息中； 所述運算符圖元定義輸入量之間的邏輯關(guān)系，并輸出結(jié)果，其中，運算符表示各個數(shù)字 量在繼電保護(hù)程序內(nèi)部運行的邏輯關(guān)系；及 所述連接線圖元定義圖元之間的連接關(guān)系，傳遞變量信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，所述 邏輯通道圖元包括：圖元ID、端子、矩形框、文本、通道關(guān)聯(lián)字段，其中，所述圖元ID用來唯 一標(biāo)示邏輯通道圖元，所述端子表示圖元的輸入和輸出連接點，所述矩形框和文本用來表 示圖元形狀和內(nèi)容，所述通道關(guān)聯(lián)字段表示所述邏輯通道圖元與錄波通道文件定義的錄波 通道之間的關(guān)聯(lián)，且所述邏輯通道的圖元ID等于關(guān)聯(lián)的錄波通道名稱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，所述 運算符圖元包括與門、或門、非門、與非、或非、異或、同或，每個運算符圖元模板包含3個以 上端子、矩形框、文本、基本屬性圖元ID，擴(kuò)展屬性輸入端子數(shù)目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，所述 連接線圖元的首末端所連接的物件為邏輯通道圖元、運算符圖元或連接線圖元本身，且所 述連接線圖元包括圖元ID、端子、及折線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，圖形 推演步驟包括： 初始化所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)到所述分析裝置的內(nèi)存中，并采用預(yù)設(shè)類型數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)存儲所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖中的邏輯圖元和各邏輯圖元的邏 輯關(guān)系； 獲取錄波波形圖中的一個采樣點和該采樣點的錄波數(shù)據(jù)，并從該采樣點的錄波數(shù)據(jù)中 獲取該采樣點當(dāng)前時刻的所有錄波通道的值，得到采樣值； 根據(jù)所述采樣值更改所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖中的邏輯通道圖元的錄波通道值，并更改所述邏 輯通道圖元的顏色； 根據(jù)所述邏輯通道圖元更改后的錄波通道值以及標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖的運算符，計算出標(biāo)準(zhǔn)邏 輯圖的連接線更改后的值，并更改所述連接線的顏色； 根據(jù)所述連接線的連接關(guān)系，依次計算所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖中其它圖元的值，直到計算出 最后一個圖兀的值； 將所述最后一個圖元的值與該圖元對應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)的值進(jìn)行比對，如果所述最后一個 圖元的值與該圖元對應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)的值不相等，則在所述顯示屏幕上提示錯誤；及 如果所述最后一個圖元的值與該圖元對應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)的值相等，則在所述顯示屏幕上 顯示重新著色的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，所述 預(yù)設(shè)類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為有向無環(huán)圖，該有向無環(huán)圖的所有輸入通道為入度為〇出度為1的節(jié) 點，運算符節(jié)點為入度大于2出度為1的節(jié)點，結(jié)果通道為入度為1出度為0的節(jié)點。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于，所述 預(yù)設(shè)類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)，在該樹形結(jié)構(gòu)中，除結(jié)果通道節(jié)點外，所有的輸入通道為樹 的葉子節(jié)點，運算符節(jié)點為帶兒子的節(jié)點，根節(jié)點為輸出結(jié)果，且根節(jié)點的前面一個節(jié)點為 運算符，根節(jié)點連接一個兒子節(jié)點。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析方法，其特征在于： 如果所述邏輯通道圖元的錄波通道值為第一數(shù)值，則更改所述邏輯通道圖元的顏色為 第一顏色；及 如果所述邏輯通道圖元的錄波通道值為第二數(shù)值，則更改所述邏輯通道圖元的顏色為 第二顏色。
10. -種基于圖形輸出的繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)，應(yīng)用于分析裝置，其特征在于，該系 統(tǒng)包括： 數(shù)據(jù)召喚模塊，用于從與該分析裝置通信連接的繼電保護(hù)裝置中召喚錄波文件及該類 錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖； 圖形顯示模塊，用于讀取所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述錄波數(shù)據(jù)顯示錄波波 形圖在所述分析裝置的顯示屏幕上； 所述圖形顯示模塊，還用于加載該類錄波文件相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，并顯示該加載的標(biāo) 準(zhǔn)邏輯圖在所述顯示屏幕上，所述標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖包括邏輯通道圖元、運算符圖元、及連接線圖 元； 圖形推演模塊，用于根據(jù)所述錄波波形圖記錄的錄波數(shù)據(jù)動態(tài)推演所述顯示屏幕上顯 示的標(biāo)準(zhǔn)邏輯圖，獲取推演結(jié)果； 所述圖形推演模塊，還用于將所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；及 所述圖形推演模塊，還用于當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)一致時，將所 述推演結(jié)果顯示在顯示屏幕上；當(dāng)所述推演結(jié)果與所述錄波文件的錄波數(shù)據(jù)不一致時，則 輸出錯誤提示至所述顯示屏幕上。
【文檔編號】G06F17/50GK104408229SQ201410594282
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉宏君, 徐成斌, 陳遠(yuǎn)生, 黎強, 楊捷, 楊慶偉, 陳策富, 宋曉亮 申請人:長園深瑞繼保自動化有限公司