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面向电力变配用多场景通用型二次装置平台

阅读：380发布：2022-10-02

专利汇可以提供面向电力变配用多场景通用型二次装置平台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于电力系统二次装置领域，涉及一种面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，特别涉及一种适应变电、配电、用电等多应用场景硬件和业务需要，具备灵活功能配置方式的通用型二次装置平台。针对在新型电网业务场景下的变配用电网二次装置快速开发配置与交互整合的问题，本发明通过对二次设备软硬件功能的解耦和接口，使保护控制等其他业务功能可不依赖于特定硬件设备自适应灵活配置，并能够基于底层模块化功能方便地实现和部署新型业务功能，提供降低生产制造和运维成本，并满足对不同用户的差异化定制和新增业务需求的快速解决方案。，下面是面向电力变配用多场景通用型二次装置平台专利的具体信息内容。

权利要求

1.面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，其特征在于：通过对二次设备软硬件功能的解耦和接口，使二次装置的业务功能可不依赖于特定硬件设备自适应灵活配置，并能够基于底层模块化功能方便地开发新型业务功能，提供满足对不同用户的差异化定制和新增业务需求的快速解决方案；
将现有二次系统业务及装置功能按逻辑功能和数据调用分解为多类基础功能模块，对于不同的硬件设备，由通用型二次装置平台所实现的基础功能模块对硬件功能的调用进行解耦和接口，将二次系统的业务功能的实现对下通过满足基础功能模块性能要求的硬件自动调用完成；对上通过通用的基础模块功能组合与调用实现新型业务的开发，能够根据业务需求对通用型二次装置平台中所承载的业务功能模块进行配置与调整。
2.根据权利要求1所述的面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，其特征在于：所述基础功能模块是根据通用业务功能及其对硬件的运算处理能力、存储容量、通信速度的要求，采用模块化的设计方式，将传统的二次系统功能分解分类，开发可独立编译和加载应用的相应基础功能模块；对具体业务功能根据功能需求和硬件配置，通过对基础功能模块的组合与开发实现功能的差异化定制，在特定的硬件装置上满足功能运行需求的稳定和可靠性。
3.根据权利要求1所述的面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，其特征在于：所述通用型二次装置平台基础功能模块对硬件功能调用的解耦和接口基于定义设备的抽象调用接口和硬件模块驱动接口；对于不同的基础功能模块，首先通过对应物理设备的数据交互和访问性能进行测试和评估，以确定基础功能模块所能实现的通用功能的具体性能，并将其作为基础功能模块的属性在实现业务功能开发和调用时进行描述；在业务功能变化时，对于不同的硬件设备采用通用化的基础功能模块进行调用，以降低硬件对通用型二次装置平台的影响，减少或避免新增功能的修改，实现各种业务功能的通用灵活配置。
4.根据权利要求1所述的面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，其特征在于：所述通用型二次装置平台基础功能模块对承载业务功能的开发实现按系统调用、设备调用和业务调用进行接口标准化定义，实现上层业务设计与底层具体实现的解耦，将功能开发和硬件设备及操作系统的具体调用分离；将二次系统功能对数据及逻辑运算的需求，分解为通用的二次业务数据库模型，通过标准化的模型调用，实现相应功能；
将业务功能模块按不同专业领域的相似性进行功能划分，针对每一个细分领域，进行功能的通用化设计和配置选择的差异化，形成业务功能模块集合；根据装置用户的具体业务需要，兼顾装置的硬件配置，在已有业务功能模块的基础上进行差异化的功能定制，并对业务功能模块进行灵活配置和便捷维护，快速实现二次装置的功能。

说明书全文

面向电力变配用多场景通用型二次装置平台

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统二次装置领域，特别涉及一种适应变电、配电、用电等多应用场景硬件和业务需要，具备灵活功能配置方式的通用型二次装置平台。

背景技术

[0002] 电力二次设备是实现电力系统安全稳定运行，保证电力生产、输送和消费等各环节工作顺利完成的重要组成部分。在现有的电力系统中，由于涉及发输变配用各个环节的功能、可靠性、装置性能、生产制造成本、运维方式和成本等多方面因素均存在差异，因此应用于电力生产不同环节的二次设备功能与配置方式均有所不同。然而随着电力系统在能源结构和生产运行方式上的调整和变革，配用电侧的系统运行状态和功能发生了一定改变。在保护与控制功能方面与输变电网趋于相似，同时在用户侧提出了更为灵活多样的业务需求，这类新增功能的实现与优化需要输变电网和配用电网有着更多的信息交互与整合。现有配用电侧自动化基础较为简单，难以适应各种新增功能配置，而其运维工作量和成本敏感性又使得在配用电侧不可能完全复制输变电网的系统配置与运维模式，必须以一种简单、可靠、低成本、少维护的二次系统模式适用于电网变配用环节的生产运行变化。因此，如何在现有电网基础上进一步实现具备上述特性的二次系统装置配置与运维方式，更好地实现电力变配用多场景下的功能融合是电力系统亟待解决的问题之一。

发明内容

[0003] 发明目的：为解决上述在新型电网业务场景下的变配用电网二次系统配置的问题，本发明提出一种面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，通过对二次设备软硬件功能的解耦和接口，使保护控制等其他业务功能可不依赖于特定硬件设备自适应灵活配置，并能够基于底层模块化功能方便地开发新型业务功能，提供满足对不同用户的差异化定制和新增业务需求的快速解决方案。

[0004] 技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，其特征在于：通过对二次设备软硬件功能的解耦和接口，使二次装置的业务功能可不依赖于特定硬件设备自适应灵活配置，并能够基于底层模块化功能方便地开发新型业务功能，提供满足对不同用户的差异化定制和新增业务需求的快速解决方案。

[0005] 将现有二次系统业务及装置功能按逻辑功能和数据调用分解为多类基础功能模块，对于不同的硬件设备，由通用型二次装置平台所实现的基础功能模块对硬件功能的调用进行解耦和接口，将二次系统的业务功能的实现对下通过满足基础功能模块性能要求的硬件自动调用完成；对上通过通用的基础模块功能组合与调用实现新型业务的开发，能够根据业务需求对通用型二次装置平台中所承载的业务功能模块进行配置与调整。

[0006] 所述基础功能模块是根据通用业务功能及其对硬件的运算处理能力、存储容量、通信速度的要求，采用模块化的设计方式，将传统的二次系统功能分解分类，开发可独立编译和加载应用的相应基础功能模块；对具体业务功能根据功能需求和硬件配置，通过对基础功能模块的组合与开发实现功能的差异化定制，在特定的硬件装置上满足功能运行需求的稳定和可靠性。

[0007] 所述通用型二次装置平台基础功能模块对硬件功能调用的解耦和接口基于定义设备的抽象调用接口和硬件模块驱动接口；对于不同的基础功能模块，首先通过对应物理设备的数据交互和访问性能进行测试和评估，以确定基础功能模块所能实现的通用功能的具体性能，并将其作为基础功能模块的属性在实现业务功能开发和调用时进行描述；在业务功能变化时，对于不同的硬件设备采用通用化的基础功能模块进行调用，以降低硬件对通用型二次装置平台的影响，减少或避免新增功能的修改，实现各种业务功能的通用灵活配置。

[0008] 所述通用型二次装置平台基础功能模块对承载业务功能的开发实现按系统调用、设备调用和业务调用进行接口标准化定义，实现上层业务设计与底层具体实现的解耦，将功能开发和硬件设备及操作系统的具体调用分离；将二次系统功能对数据及逻辑运算的需求，分解为通用的二次业务数据库模型，通过标准化的模型调用，实现相应功能。

[0009] 将业务功能模块按不同专业领域的相似性进行功能划分，针对每一个细分领域，进行功能的通用化设计和配置选择的差异化，形成业务功能模块集合；根据装置用户的具体业务需要，兼顾装置的硬件配置，在已有业务功能模块的基础上进行差异化的功能定制，并对业务功能模块进行灵活配置和便捷维护，快速实现二次装置的功能。

[0010] 优点和效果：本发明所述的面向电力变配用多场景通用型二次装置平台具有如下优点：
本发明通过构建与基础物理设备功能解耦的通用型二次装置平台，采用模块化技术实现了高性能、低成本、易扩展、易维护的通用型二次装置平台架构，适用于电网新型业务功能的快速开发和维护，对电网在配用电侧系统的自动化和智能化功能提供了技术实现基础，从而基于通用化设计实现配用电网与输变电网功能和信息交互的融合。通过进行配置式二次开发，可有效提高软硬件设计的复用性，缩短功能开发周期，减少错误率，有效降低生产制造及系统运维成本。
附图说明

[0011] 图1为本发明的架构示意图。

[0012] 附图标记说明：图中：物理设备1（插件式物理设备1.1、片上系统物理设备1.2），物理设备抽象功能模型2（插件式物理设备抽象功能模型2.1、片上系统物理设备抽象功能模型2.2），硬件模块驱动接口模型3（插件式物理设备硬件模块驱动接口模型3.1、片上系统物理设备硬件模块驱动接口模型3.2），抽象调用接口4，基础功能模块5，业务功能模块6，新增业务功能模块7，通用二次装置平台8。

具体实施方式

[0013] 针对在新型电网业务场景下的变配用电网二次装置快速开发与配置的问题，本发明提出一种面向电力变配用多场景通用型二次装置平台，通过对二次设备软硬件功能的解耦和接口，使保护控制等其他业务功能可不依赖于特定硬件设备自适应灵活配置，并能够基于底层模块化功能方便地开发新型业务功能，提供满足对不同用户的差异化定制和新增业务需求的快速解决方案。

[0014] 将现有二次系统业务及装置功能按逻辑功能和数据调用分解为多类基础功能模块5，对于插件式物理设备1.1、片上系统物理设备1.2，由通用型二次装置平台8所实现的基础功能模块5通过驱动接口模型3、抽象调用接口4对硬件功能的调用进行解耦和接口，二次系统的业务功能6的实现可以通过基础功能模块5经接口对插件式物理设备抽象功能模型2.1、片上系统物理设备抽象功能模型2.2分别调用，在插件式物理设备1.1、片上系统物理设备1.2上分别完成。通过对各种基础模块5的功能组合与调用实现各种业务功能模块6的开发，并可根据业务需求对通用型二次装置平台8中所承载的业务功能模块进行配置与调整。

[0015] 图1中基础功能模块5根据通用业务功能及其对硬件的运算处理能力、存储容量、通信速度的要求，采用模块化的设计方式，将传统的二次系统功能分解分类，开发通信管理、事件日志记录、故障报告管理、用户管理、任务调度、数据采集、数据处理、逻辑分析判别、操作执行、人机接口及其他基础功能模块5。对具体业务功能可根据功能需求和硬件配置，通过对基础公共模块5的组合实现在插件式物理设备1.1、片上系统物理设备1.2上业务功能模块6的功能与差异化定制。

[0016] 图1中通用型二次装置平台8中的基础功能模块5对插件式物理设备抽象功能模型2.1、片上系统物理设备抽象功能模型2.2中物理设功能调用的解耦和接口基于定义设备的抽象调用接口4和插件式物理设备硬件模块驱动接口模型3.1、片上系统物理设备硬件模块驱动接口模型3.2。对于插件式物理设备1.1、片上系统物理设备1.2，其对应的插件式物理设备抽象功能模型2.1、片上系统物理设备抽象功能模型2.2及插件式物理设备硬件模块驱动接口模型3.1、片上系统物理设备硬件模块驱动接口模型3.2的具体性能可能存在差异，通过插件式物理设备硬件模块驱动接口模型3.1、片上系统物理设备硬件模块驱动接口模型3.2的接口映射将其属性对基础功能模块5进行描述，以适应在不同物理设备中业务功能模块6的开发。在所承载的业务功能变化时，对于插件式物理设备1.1、片上系统物理设备
1.2，通用化的基础功能模块5将具有不同的运行能力，由于基础功能模块5在进行设计时已经根据不同设备性能进行接口调整，因此其功能调用能够满足不同硬件配置下相应业务功能6的需要。

[0017] 基础功能模块5对通用型二次装置平台8中承载业务功能6的开发实现按系统调用、设备调用和业务调用进行接口标准化定义，实现上层业务设计与底层具体实现的解耦，将功能开发和硬件设备及操作系统的具体调用分离。由于不同应用场景下的功能需求与配置存在一定差异，为保证业务功能的灵活配置和便捷维护，根据所实现的基础功能模块5构建系统全部数据处理及逻辑运算功能的集合，根据各类元件保护、测量、控制、计量、录波及其他业务功能模块6可形成对应的业务功能模块集合。以图1为例，在有一个新增业务功能模块7需接入时，首先采用相同类别的原有编号为1的业务功能模块6构成模板进行复制，由于装置用户的具体业务不需要编号2的基础功能模块5，因此对其进行了删减，从而在已有业务功能模块的基础上快速形成了新增业务功能模块7的配置。

[0018] 结论：本发明通过构建与基础物理设备功能解耦的通用型二次装置平台，采用模块化技术实现了高性能、低成本、易扩展、易维护的通用型二次装置平台架构，适用于电网新型业务功能的快速开发和维护，对电网在配用电侧系统的自动化和智能化功能提供了技术实现基础，从而基于通用化设计实现配用电网与输变电网功能和信息交互的融合。通过在通用型二次装置平台上进行配置式二次开发，可有效提高软硬件设计的复用性，缩短平能开发周期，减少错误率，有效降低开发及制造成本。

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