本发明涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种设备隔离方法及装置。
背景技术：
随着中国经济的发展，工业和个人对能源的需求提升，供电网络数量的逐步增加，电力设备中存在的故障也越来越多，增加了变电站日常检修的工作量。以前，变电站设备检修主要在电力设备发生故障的时候才对其进行检修。随着设备容量增加以及企业对供电可靠性的高要求，变电站更加重视电力设备的检修工作，检修人员会按照运行计划定期地对在使用的电力设备进行检修。现有的通过人工查找检修方式相对消耗人力资源，效率较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种设备隔离方法及装置。
本发明实施例提供的一种设备隔离方法，包括：
根据第一数字关系计算得到第二数字关系，所述第一数字关系表示待保护系统中各个设备之间的数据传输关系，所述第二数字关系表示所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系；
当监控到所述待保护系统中的任一设备需要检修，根据所述第二数字关系得到检修矩阵；以及
根据所述检修矩阵控制需要检修的检修设备对应的各个通信支路关闭。
本发明实施例还提供一种设备隔离装置，包括：
计算模块，用于根据第一数字关系计算得到第二数字关系，所述第一数字关系表示待保护系统中各个设备之间的数据传输关系，所述第二数字关系表示所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系；
得到模块，用于当监控到所述待保护系统中的任一设备需要检修，根据所述第二数字关系得到检修矩阵；以及
控制模块，用于根据所述检修矩阵控制需要检修的检修设备对应的各个通信支路关闭。
与现有技术相比，本发明实施例的设备隔离方法及装置，通过建立各个设备之间的数据传输关系，以及所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系，计算得到所述需要检修的检修设备对应的检修矩阵，进一步地根据所述检修矩阵可以确定需要关闭哪些通信支路，从而实现对需要检修的检修设备的隔离。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的控制设备与功能设备进行交互的示意图。
图2为本发明实施例提供的控制设备的方框示意图。
图3为本发明实施例提供的设备隔离方法的流程图。
图4为本发明实施例提供的设备隔离方法的步骤s303的流程图。
图5为本发明另一实施例提供的设备隔离方法的流程图。
图6为本发明实施例提供的设备隔离装置的功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，是本发明实施例提供的控制设备100与功能设备200进行交互的示意图。所述控制设备100通过网络或电性连接与一个或多个功能设备200进行通信连接，以进行数据通信或交互。所述控制设备100可以是个人电脑(personalcomputer，pc)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等。所述功能设备200可以是变电站系统中各个电力设备。
如图2所示，是所述控制设备的方框示意图。所述控制设备包括设备隔离装置110、存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115、显示单元116。本领域普通技术人员可以理解，图2所示的结构仅为示意，其并不对控制设备100的结构造成限定。例如，控制设备100还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。
所述存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115及显示单元116各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述设备隔离装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器111中或固化在所述控制设备100的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。所述处理器113用于执行存储器中存储的可执行模块，例如所述设备隔离装置110包括的软件功能模块或计算机程序。
其中，所述存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器111用于存储程序，所述处理器113在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的过程定义的控制设备100所执行的方法可以应用于处理器113中，或者由处理器113实现。
所述处理器113可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器113可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述外设接口114将各种输入/输入装置耦合至处理器113以及存储器111。在一些实施例中，外设接口114，处理器113以及存储控制器112可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。
所述输入输出单元115用于提供给用户输入数据。所述输入输出单元115可以是，但不限于，鼠标和键盘等。
所述显示单元116在所述控制设备100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。
随着设备容量增加以及企业对供电可靠性的高要求，变电站更加重视电力设备的检修工作，检修人员会按照运行计划定期地对在使用的电力设备进行检修。但是计划性的检修计划，会影响变电站供配电能力减少经济效益。随着智能变电站的不断发展，变电站采用通信技术在设备正常使用过程中对电力设备进行全面的监控和自动控制，不仅提高了变电站的安全可靠性，还提升了检修工作效率，而且很大程度上降低了变电站的人力成本和检修成本。
经发明人研究发现，在智能变电站系统下隔离检修设备时，取消了保护设备传统的硬压板，采用不直观的软压板来隔离检修设备，且设备间的通讯关系也不直观，需要通过对智能变电站全站系统配置文件进行解析才能得出设备间的通讯关系。
现有的方案在智能变电站取消保护设备的硬压板的条件下，使用状态监测技术发现需要隔离的设备，然后采取人工对需要隔离的设备进行设置退出软压板，让保护设备的保护功能退出保护功能。在比较复杂的保护设备之间，防止其通讯影响保护设备，通常会断开光纤连接。
目前人工设置退出软压板和断开光纤的方法主要存在以下缺陷：
1.各个设备之间的通讯关系在智能电网中不直观，人工设置退出软压板容易误操作，不能完全确保设备完全被隔离；
2.断开设备之间的光纤会影响到其他正常运行的关联设备，影响整个系统的运行。
基于发明人发现的上述问题，本申请通过以下几个实施例能够有效地解决上述技术问题，具体描述如下。
请参阅图3，是本发明实施例提供的应用于图2所示的控制设备的设备隔离方法的流程图。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。
步骤s301，根据第一数字关系计算得到第二数字关系。
本实施例中，所述第一数字关系表示待保护系统中各个设备之间的数据传输关系，所述第二数字关系表示所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系。
本实施例中的方法可以用于对变电站日常检修过程中的各个需要检修的检修设备的隔离。所述待保护系统可以是变电站系统。所述各个设备可以是变电站中的各个电力设备。
本实施例中，所述数据传输数字关系通过以下方式建立：获得所述待保护系统的配置文件；根据所述配置文件中的各个设备之间的数据传输关系建立数据传输数字关系。
所述待保护系统的配置文件包含整站智能电子设备(智能电子设备，ied(intelligentelectronicdevice))的命名、通信参数、数据集、各类控制值和装置虚端子连接方式。虚端子连接方式相当于传统电站的电缆连接方式。其中，所述虚端子连接方式对于运行维护人员是完全不可见的，所以需要对所述配置文件的解析以获得全变电站系统配置文件中的虚端子的连接方式。进一步地，还可以将解析结果显示在所述控制设备的显示界面中形成对于运行维护人员可见的设备通信关系图，也就是所述第一数字关系。本实施例中，所述第一数字关系可以是矩阵、向量等数字关系。
为了直观而且方便计算机进行计算，所述第一数字关系可以是图论中的有向图矩阵来表示变电站系统中ied的通讯方式。对于每一个需要保护的变电站系统配置文件中的解析出的有向图。在一个实例中，其中行向量为ied和支路的连接关系，列向量为支路和ied的连接关系，+1表示该设备向支路发出信号，-1表示接受信号。假设解析出的有向图有m台ied和n条支路，那么有向图矩阵为一个m×n阶矩阵cm×n，矩阵可以表示为：
其中，cij为1表示设备i向设备j发出信息，为-1则表示设备i接受设备j发出的消息。
为了方便完全隔离变电站系统中的某一个ied，需要将该ied和其他部分完全分开，且两个部分相互独立，各部分内部相互连接保持原来的连接方式。采用有向图中的割集，就可以有效地解决这个问题，只要断开某设备对应的割集，就可以完全将该设备和其他部分完全隔离且不影响其他部分的相互连接关系。
所述第二数字关系表示所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系。本实施例中，所述第二数字关系可以是矩阵、向量等。所述第二数字关系中行向量为完全隔离某一iedi需要被断开的支路，如果i行向量的j列为1，那i行对应的iedi的j列向量对应支路bj与iedi的方向相同，iedi对应的输出支路需要被断开。如果i行向量的j列为-1，那i行对应的iedi的j列向量对应支路bj与iedi的方向相反，iedi对应的输入支路需要被断开。所述第二数字关系可以表示为：
其中，qij为1表示支路j与第i个割集相关且方向相同，qij为-1表示支路j与第i个割集相关且方向相反，qij为0表示支路j与第i个割集相关且方向相反不相关。
步骤s302，当监控到所述待保护系统中的任一设备需要检修，根据所述第二数字关系得到检修矩阵。
如果要对多个ied组成的部分进行检修，那就要完全隔离这多个ied，而且不能断开这多个ied之间的内部的相互连接关系。根据所述第二数字关系中表示的割集之间的关系，只需要将需要检修部分的ied对应的基本割集进行线性相加，就能得到我们需要关闭的通讯支路。
步骤s303，根据所述检修矩阵控制需要检修的检修设备对应的各个通信支路关闭。
本实施例中，如图4所示，所述步骤s303包括：步骤s3031至步骤s3033。
步骤s3031，根据所述待保护系统中的各个软压板与各个通信支路之间的关系建立第三数字关系。
步骤s3032，根据所述检修矩阵与所述第三数字关系计算得到软压板退矩阵。
步骤s3033，根据所述软压板退矩阵控制需要检修的检修设备对应的软压板退出，以实现对需要检修的检修设备对应的各个通信支路进行关闭。
本实施例中，所述待保护系统的保护装置包括sv接收压板、goose压板。进一步地，为了保护设备检修时的安全性，以及操作的规范性。所述步骤s3033包括：根据所述软压板退矩阵获得需要退出的目标sv接收压板和目标goose压板，控制所述目标sv接收压板退出后，再控制所述目标goose压板退出。在隔离检修设备时投退软压板时按照先退出目标sv接收压板，保证隔离设备不会接受错误信息。然后再退出目标goose压板，保证隔离设备不会误操作，最后再设置设备的检修软压板。
本实施例中，所述待保护系统的保护装置还包括检修压板；在所述控制所述目标sv接收压板退出后，再控制所述目标goose压板退出之后，所述方法还包括：控制投入所述检修压板。
本实施例中，所述变电站系统包括保护装置。所述保护装置可以包括检修压板和接收压板、输出压板、功能压板等。在一种实施方式中，所述检修压板是硬压板。所述接收压板、输出压板、功能压板为软压板。例如，所述接收压板可以是sv接收压板，所述功能压板可以是goose压板等。所述保护装置中的各个压板可以实现远方投退。软压板投退模块主要是对在运设备软压板的投退管理，包括设备本身功能投退软压板管理。所述软压板是指软件系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能。通常以修改微机保护的软件控制字来实现。
对于ied而言，每一个软压板对应着ied设备的部分功能，和所述第一数字关系或第二数字关系中的多条支路关联。例如，一旦ied设备的goose压板退出，该ied设备接受的其他设备的goose报文全部视为无效数据，那么所有接受该设备信号的支路视为断开。为了准确的断开ied设备的相关支路，同样采用矩阵来描述支路和软压板的关系，也就是所述第三数字关系。关系矩阵yn×r可以表示为：
其中，yij为1表示支路i与软压板j对应，yij为0表示支路i与软压板j不相关。
其中，软压板是没有断开点，且与第一数字关系与所述第二数字关系中的通信支路不是一一对应，所以为了进一步地保证安全隔离目标设备要使用所述第一数字关系对应的割集矩阵配合所述第三数字关系表示的支路和软压板的关系矩阵来使用。
本实施例中，如图5所示，在步骤s303之后，所述方法还包括：
步骤s304，对所述检修设备的相关设备间的进行报文校验处理。
步骤s305，判断所述检修设备中sv报文和goose报文校验位和设备状态是否一致。
其中，当sv报文和goose报文校验位和设备状态一致表示隔离正常。当sv报文和goose报文校验位和设备状态不一致，执行步骤s306。
步骤s306，将错误信息发送到显示界面中进行提示。
所述待保护系统根据需求生成了对应的完全隔离策略后，为安全起见还需要对对应的设备间的报文进行校验处理，核对是否达到完全隔离的效果。如果没有达到，还需要提供检修人员进行进一步地操作，例如，拔光缆以及硬压板等方式来达到检修设备的完全隔离。
本实施例中，可以根据所述软压板退矩阵反推出需要断开的通信支路对应的设备集合，也就是所述检修矩阵cn×1。然后，核对设备中sv报文和goose报文校验位和设备状态是否一致，状态一致表示隔离正常。如果状态不一致，还需要提供检修人员进行进一步地操作，例如，拔光缆以及硬压板等方式来达到检修设备的完全隔离。
检修设备模块需要保护设备，智能终端和合并单元同时为检修状态才能达到保护设备检修动作，达到正确隔离的效果。如果三个设备间的状态不一致会导致设备不动作，设备动作不跳闸的情况。具体如下：
因此，在每次隔离策略生成后，还需要校验隔离设备中检修状态是否符合检修要求。只有满足要求的检修策略才能被通过，否则系统将错误信息发送到交互界面进行人工排查问题。
上述实施例通过利用图论中有向图的割集方法来智能隔离需要检修测试的设备，不仅可以高效地计算出完全隔离矩阵，还能让变电站系统中不直观的设备关系可视化，增加压板退出顺序以及隔离之后的校验程序，可以更智能的减少复杂的智能电网检修过程中的二次系统误操作。而且使用软压板隔离方式替代拔掉光缆的检修隔离方式，可以远程操控，减少对设备通讯的干扰。该方案具有实用性，可以运用于设施齐全的智能变电站，能提升智能变电站的经济效益和工作效率，减少人力成本和降低检修人员对复杂的软压板功能熟悉的要求。
本发明实施例的设备隔离方法，通过建立各个设备之间的数据传输关系，以及所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系，计算得到所述需要检修的检修设备对应的检修矩阵，进一步地根据所述检修矩阵可以确定需要关闭哪些通信支路，从而实现对需要检修的检修设备的隔离。
请参阅图6，是本发明实施例提供的图2所示的设备隔离装置110的功能模块示意图。本实施例中的设备隔离装置110的各个模块用于执行上述方法实施例中的各个步骤。所述设备隔离装置110包括：计算模块1101、得到模块1102及控制模块1103。
所述计算模块1101，用于根据第一数字关系计算得到第二数字关系，所述第一数字关系表示待保护系统中各个设备之间的数据传输关系，所述第二数字关系表示所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系。
所述得到模块1102，用于当监控到所述待保护系统中的任一设备需要检修，根据所述第二数字关系得到检修矩阵。
所述控制模块1103，用于根据所述检修矩阵控制需要检修的检修设备对应的各个通信支路关闭。
本实施例中，所述控制模块1103包括：关系建立单元、矩阵计算单元及退出控制单元。
所述关系建立单元，用于根据所述待保护系统中的各个软压板与各个通信支路之间的关系建立第三数字关系。
所述矩阵计算单元，用于根据所述检修矩阵与所述第三数字关系计算得到软压板退矩阵。
所述退出控制单元，用于根据所述软压板退矩阵控制需要检修的检修设备对应的软压板退出，以实现对需要检修的检修设备对应的各个通信支路进行关闭。
本实施例中，所述待保护系统的保护装置包括sv接收压板、goose压板；所述退出控制单元还用于，根据所述软压板退矩阵获得需要退出的目标sv接收压板和目标goose压板，控制所述目标sv接收压板退出后，再控制所述目标goose压板退出。
所述待保护系统的保护装置还包括检修压板；所述控制模块1103还包括：投入控制单元，用于控制投入所述检修压板。
本实施例中，所述设备隔离装置还包括：检验模块1104及核对模块1105。
所述检验模块1104，用于对所述检修设备的相关设备间的进行报文校验处理。
所述核对模块1105，用于判断所述检修设备中sv报文和goose报文校验位和设备状态是否一致；其中，当sv报文和goose报文校验位和设备状态一致表示隔离正常。
本实施例中，所述设备隔离装置还包括：通知模块1106，用于当sv报文和goose报文校验位和设备状态不一致，将错误信息发送到显示界面中进行提示。
本实施例中，所述数据传输数字关系通过以下两个模块建立：获得模块1107和建立模块1108。
所述获得模块1107，用于获得所述待保护系统的配置文件。
所述建立模块1108，用于根据所述配置文件中的各个设备之间的数据传输关系建立数据传输数字关系。
关于本实施例的其它细节还可以进一步地参考上述方法实施例中的描述，在此不再赘述。
本发明实施例的设备隔离方法，通过建立各个设备之间的数据传输关系，以及所述待保护系统中的各个设备与各个通信支路的关系，计算得到所述需要检修的检修设备对应的检修矩阵，进一步地根据所述检修矩阵可以确定需要关闭哪些通信支路，从而实现对需要检修的检修设备的隔离。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。