專利名稱：用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本公開內容涉及監(jiān)視自動化系統(tǒng)，并且更具體地涉及監(jiān)視電力變電站自動化系統(tǒng)、配送自動化系統(tǒng)、饋送器自動化系統(tǒng)以及其它類似配置的自動化系統(tǒng)。
背景技術：
自動化系統(tǒng)可以依靠于可以從整個自動化系統(tǒng)收集的大量數據。因而自動化系統(tǒng)的高效、恰當和有效性能可以依賴于數據的有效性和準確性。然而，許多自動化系統(tǒng)包括測量和運算數據的互連網絡，其中屬于一個數據集的數據可以影響其它數據集。在這樣的自動化系統(tǒng)中，大量數據點和高度網格化的信息網絡可能使操作員難以監(jiān)督和評估數據。因而，可能需要用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法以比如通過驗證數據并且檢驗它的準確性來輔助操作員?？梢曰谝粋€或者多個標準或者協(xié)議來設計和/或操作自動化系統(tǒng)和/或對應自動系統(tǒng)。例如，在變電站自動化的背景中，可以按照協(xié)議或者標準(如Modbus、DNP3、IEC 60870-5或者甚至IEC61850)設計和操作變電站。IEC 61850標準是一種用于電變電站自動化設計的標準，該標準由位于瑞士日內瓦并且網站為http://WWW. iec. ch的國際電工委員會(IEC)建立。在第7，706，596號美國專利中公開了一種用于自動化檢查過程的方法和裝置。在第7，580，903號美國專利中公開了一種用于創(chuàng)建模糊認知圖的過程。在第7，558，703號美國專利中公開了變電站監(jiān)視和診斷的例子。在第7，251，570號美國專利中公開用于保證電網網絡中的數據完整性的系統(tǒng)和方法。針對所有目的，通過整體引用將這些出版物和這里引用的所有其它出版物的公開內容結合于此。

發(fā)明內容
在一些例子中，一種用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的方法可以包括構建模糊認知圖以對多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模；識別與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性；以及根據模糊認知圖確定非理想性對自動化系統(tǒng)的操作的影響。在一些例子中，一種用于包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)可以包括計算機和計算機可讀存儲介質。計算機可以鏈接到多個互連邏輯對象。計算機可讀存儲介質可以包含指令，這些指令被配置成在執(zhí)行指令時使計算機監(jiān)視自動化系統(tǒng)的操作。該指令可以包括用于構建模糊認知圖以對多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模的指令；用于識別與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性的指令；以及用于根據模糊認知圖確定非理想性對自動化系統(tǒng)的操作的影響的指令。在一些例子中，一種用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的方法可以包括構建模糊認知圖以對多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模；選擇多個互連邏輯對象中的第一邏輯對象；以及根據模糊認知圖確定多個互連邏輯對象中的第二邏輯對象。多個互連邏輯對象中的第二邏輯對象對多個互連邏輯對象中的第一邏輯對象的影響程度可以比對多個互連邏輯對象中的其余邏輯對象的影響程度更大。在一些例子中，一種有形計算機可讀存儲介質可以包含指令，這些指令在由計算機執(zhí)行時使計算機實現用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的方法。該方法可以包括構建模糊認知圖以對多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模；識別與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性；以及根據模糊認知圖確定非理想性對自動化系統(tǒng)的操作的影響。


圖1是按照IEC 61850的設備模型的示意圖示。圖2圖示了已經建模為多個互連邏輯節(jié)點的保護功能。圖3示出了按照IEC 61850的示例邏輯節(jié)點的分級結構。圖4是監(jiān)視系統(tǒng)的非唯一示例例子的示意圖示，該監(jiān)視系統(tǒng)包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)。圖5是模糊認知圖(FCM)的非唯一示例例子。圖6是適合于與用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法一起使用的變電站的非唯一示例例子的示意表示。圖7是圖6的變電站的模糊認知圖。圖8是用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)的非唯一示例例子的框圖。圖9是用于根據變電站配置語言(SCL)文件生成模糊認知圖(FCM)的系統(tǒng)的非唯一示例例子的示意表示。
具體實施例方式出于示例目的并且通過例子，在可以按照IEC 61850的電力變電站自動化(SA)系統(tǒng)及其部件的場合中，給出了在本公開內容中舉例說明的系統(tǒng)和方法的部分。雖然這里公開的系統(tǒng)和方法適用于SA系統(tǒng)(包括按照IEC 61850的SA系統(tǒng))，但是應當理解這里公開的系統(tǒng)和方法也可以適用于其它更大和/或更復雜的系統(tǒng)、比如配電自動化系統(tǒng)和饋電自動化系統(tǒng)以及任何其它如下自動化系統(tǒng)，這些自動化系統(tǒng)包括或者順從基于面向對象的通信協(xié)議和/或順從設備在網絡結構中看起來如何以及如何表現的面向對象的模型。自動化系統(tǒng)可以包括各種功能，這些功能利用可從整個自動化系統(tǒng)或者從自動化系統(tǒng)內的其它功能獲得的數據。例如，SA系統(tǒng)可以包括許多功能，這些功能利用可從整個變電站或者從變電站內的其它功能獲得的數據。在基于IEC 61850設計和操作的變電站中，各種控制、保護、監(jiān)視和測量應用或者功能中的一些或者所有應用或者功能可以分解成一個或者多個互連邏輯節(jié)點并且由這些邏輯節(jié)點建模，這些邏輯節(jié)點是在IEC 61850標準的面向對象的場合中定義的虛擬單元或者邏輯對象。在圖1中示意地圖示了至一個或者多個互連邏輯對象或者節(jié)點的這種分解，其中識別的物理設備20 (在這一例子中為保護設備)出于建模目的而被分解成至少一個邏輯設備22，“繼電器A”，該邏輯設備本身又被分解成至少一個邏輯對象或者節(jié)點。在所示例子中，邏輯設備22已經被分解成分別與測量單元MMXUl和斷路器XCBR2對應的邏輯節(jié)點24、 26。一般而言，邏輯對象或者節(jié)點可以在分解期間自由分配到任何智能電子設備(IED)上， 只要在邏輯節(jié)點之間的通信路徑可以映射到具有充分通信和/或計算能力的現有物理通信鏈路。當創(chuàng)建保護功能的模型時，自動化應用所需要的所有功能可能需要與它們的任務關聯，或者用這些任務來識別，并且可能需要定義起動準則以及預計輸出和性能準則。這樣的功能(可以包括保護、控制、測量和監(jiān)視)然后可以分解成邏輯對象，比如在IEC 61850 中闡述的邏輯設備和邏輯節(jié)點。舉例而言，在圖2中示出了包括若干物理設備的保護功能32的模型。所示保護功能32包括分別與邏輯設備34、36和38對應的三個物理設備，即變電站計算機、保護繼電器和遠程過程接口。在所示例子中，三個邏輯節(jié)點駐留于三個不同物理設備中，其中人機接口(HMI)40駐留于變電站計算機中，斷路器(XCBR)42駐留于遠程過程接口中，而保護功能 (P)44駐留于保護繼電器中。在一些例子中，各物理設備如IED可以主管一個或者多個邏輯節(jié)點和一個或者多個邏輯設備，而各邏輯設備可以主管一個或者多個邏輯節(jié)點。一般而言，各邏輯對象可以包括數據、數據對象、數據屬性和/或函數。在IEC 61850的場合中，各邏輯節(jié)點可以包括數據對象、數據集對象、描述數據屬性、報告控制對象、日志控制對象和采樣值列表。在特定邏輯節(jié)點中包含的數據類型可以依賴于節(jié)點的類型，并且可以包括運算數據(比如測量值或者位置狀況)和/或配置數據(比如用于IED 的自描述數據)。例如，在圖1中所示模型中，邏輯節(jié)點MJ6各自包括各自將具有數據屬性的若干數據對象觀，其中各數據對象觀在特定屬性類別30內。在圖3中示出了邏輯節(jié)點的一般結構，該示了針對斷路器的被標識為“XCBR” 的邏輯節(jié)點48的分級結構。如圖所示，XCBR邏輯節(jié)點可以包括識別為“Pos”和“BlkOpn” 的若干數據對象，其圖示了“Pos”數據對象具有分組成若干屬性類別的若干識別數據屬性。如圖1和圖3中所示，各邏輯節(jié)點可以包括一個或者多個數據對象。數據對象可以屬于各種類別，比如公共數據信息(例如模式、健康和銘牌)、狀況信息、設置、測量值和控制。在一些例子中，可以根據公共數據類(CDC)導出各數據對象，該公共數據類可以適于作為用于創(chuàng)建更大數據對象的預定義構建塊。此外，各數據對象可以具有與它關聯的若干數據屬性。數據屬性可以為用戶提供與數據對象的類型、它的范圍、質量、時間戳等有關的附加信息。各邏輯對象或者節(jié)點可以具有與之關聯的健康狀況或者屬性。健康屬性可以確定和/或指示邏輯對象和/或對應物理設備的狀態(tài)。例如IEC 61850為邏輯節(jié)點和連接到它們的外部設備定義健康屬性，該健康屬性包括“Health”、“EEHealth(外部設備健康)”和 “WiyHealth (物理設備健康)”。屬性Health包括反映與硬件或者軟件有關的邏輯節(jié)點的狀態(tài)的信息，該信息可以是由變電站內的所有邏輯節(jié)點繼承的必備數據。屬性Health提供三種狀態(tài)0k (綠色)，該狀態(tài)指沒有問題的正常操作；Warning (黃色)，該狀態(tài)指示小問題但是在安全操作模式中；以及Alarm(紅色)，該狀態(tài)指示不可能操作的嚴重問題。屬性 “EEHealth”包括反映與邏輯節(jié)點關聯的外部設備的狀態(tài)的信息，外部設備比如是由邏輯節(jié)點XCBR控制的斷路器，其中邏輯節(jié)點)(CRB標識該斷路器。屬性EEHealth可以可選并且具有與屬性Health相同的狀態(tài)。屬性“PhyHealth”可以是必備屬性，該屬性涉及物理設備的健康狀態(tài)。在一些例子中，對于特定自動化系統(tǒng)或者自動系統(tǒng)可以使用其它健康屬性。數據對象可以具有與之關聯的質量屬性。質量屬性可以識別對應數據對象的任何非理想條件。例如，IEC 61850為邏輯節(jié)點中包括的數據對象定義包括“Validity”和 "Detail Quality”的數據質量屬性。屬性Validity可以包括反映數據對象的質量的必備信息，比如它是否有效(例如無異常條件)、無效(例如采集功能或者信息源的異常狀態(tài)) 或者可疑(例如監(jiān)督功能檢測到異常行為，、然而值可能仍然有效)。屬性Detail Quality 可以提供與屬性的無效或者可疑值的原因有關的更多信息，并且可以包括若干識別符 Overflow (溢出)、0ut of Range (超范圍)、Bad Reference (不良引用)、0scillatory (振蕩)、Failure (故障)、Old Data(舊數據)、Inconsistent (不一致)禾口 Inaccurate (不準確)。在一些例子中，其它質量屬性可以用于特定自動化系統(tǒng)或者自動系統(tǒng)。例如IEC 61850還定義屬性“Test (測試)”和“Blocked by Operator (受操作員阻止)”。屬性Test 可以將值歸類為將不用于操作目的的測試。屬性Blocked by Operator可以指示操作員對值的進一步更新。在一些例子中，包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)可以包括與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性。如可以理解的那樣，與多個互連邏輯對象之一關聯的非理想性可能影響自動化系統(tǒng)中至少直接或者間接依賴于具有非理想性的一個或者多個邏輯對象的那些部分的準確性和/或性能。以下段落使用這里討論的概念和部件來描述用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的方法及其部分以及可以實施這樣的系統(tǒng)的非唯一示例例子。雖然以下方法的動作可以按照呈現它們的順序來進行，但是對于所描述的動作而言在任何其它描述的動作之前和/或之后單獨或者在各種組合中執(zhí)行也在本公開內容的范圍內。用于監(jiān)視可以包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的方法可以包括確定多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性；構建適當映射，如模糊認知圖，以對多個互連邏輯對象的相互依賴性進行建模；識別與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性；以及根據模糊認知圖確定非理想性對自動化系統(tǒng)的操作和/或性能的影響。在一些例子中，確定多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性包括確定多個互連邏輯對象中的第一邏輯對象與多個互連邏輯對象中的第二邏輯對象的相互依賴性。在一些例子中，這樣的方法可以由適當監(jiān)視系統(tǒng)執(zhí)行或者至少部分地執(zhí)行。在圖 4中以56示意地示出了適當監(jiān)視系統(tǒng)的非唯一示例例子。監(jiān)視系統(tǒng)56可以與包括多個互連邏輯對象60的自動化系統(tǒng)58—起使用。監(jiān)視系統(tǒng)56可以包括計算機62和計算機可讀存儲介質64。計算機62可以鏈接到多個互連邏輯對象60。在自動化系統(tǒng)58為SA系統(tǒng)的例子中，多個互連邏輯對象60中的各邏輯對象可以對應于變電站內的控制、保護、監(jiān)視或者測量元件，各元件可以包括物理和/或邏輯設備。 當用作變電站自動化系統(tǒng)的部分時，計算機可以位于用于變電站的操作員工作站或者用于電力系統(tǒng)的網絡控制中心，該工作站或者網絡控制中心可以允許遠程監(jiān)視和/或控制一個或者多個變電站。計算機可讀存儲介質可以包含指令，這些指令被配置成在執(zhí)行指令時使計算機監(jiān)視自動化系統(tǒng)的操作。具體而言，指令可以包括用于實現這里公開的過程和方法的指令。如上文所言，模糊認知圖(FCM)(比如圖5中所示模糊認知圖)可以用來對多個互連邏輯對象的相互依賴性進行建模，該相互依賴性可以用來確定針對各邏輯對象對系統(tǒng)其余部分的影響的定性測量。認知圖是帶符號圖(有向圖)，該圖具有由多個鏈路70連接的多個頂點68。從頂點A到頂點B的正鏈路指示A有因果關系地增加B，而從A到B的負鏈路意味著如果A發(fā)生，則減少B發(fā)生的可能性。FCM附加地確定用例或者對象對彼此的因果影響。然而對在FCM中從一個頂點到另一頂點的所有鏈路進行加權。這一權重“《”確定一個頂點對另一頂點的影響。鏈路的權重是模糊變量，這些變量表示定性測量(比如很高、高、中、低、很低)并且反映頂點A對B 的依賴水平或者B對A具有的影響。在FCM中使用權重可以在FCM用來對更復雜的系統(tǒng)進行建模時減少不確定性的疑問?？梢匀缦麓_定頂點A對頂點B的影響。如果有從A到BWm條因果路徑(各路徑由nm個中間頂點構成而在這些頂點之間有加權和定向鏈路)，則可以導出A在路徑Pi上對 B的間接影響為
wAs,Pi = min {.|5 wy] j2,···, W^i,)( j )其中jk’表示沿著路徑Pi在A與B之間的頂點。并且也可以將A對B的總影響表示為wAB = max{W^i9 pi ,---,Wab pJ( 2 )因此，A對B的間接影響總計為指定路徑中的最弱因果鏈路，而總影響運算總計為指定最弱鏈路中的最強鏈路。如這里公開和應用的那樣，FCM可以用來對在自動化系統(tǒng)內的不同邏輯對象以及自動化系統(tǒng)外利用來自自動化系統(tǒng)的數據的控制/保護功能之間的相互關系進行建模。因而，各頂點可以對應于多個互連邏輯對象之一，而鏈路指示在一個頂點或者邏輯對象中包含的功能對在另一頂點中包含的數據的依賴性。在一些例子中，依賴性的方向可以定義為從依賴性的功能至被依賴的數據點?？梢赃x擇很低、低、中、高、很高等典型模糊術語用于向鏈路賦以權重Wij以便表明在功能/邏輯對象之間的依賴性。在SA場合中，FCM可以用來對在變電站內的不同邏輯節(jié)點和變電站外利用來自變電站的數據的控制/保護功能之間的相互關系進行建模。因而，FCM的頂點可以對應于邏輯節(jié)點，而鏈路指示在一個頂點或者邏輯節(jié)點中包含的功能對在另一頂點或者邏輯節(jié)點中包含的數據的依賴性。通過非唯一示例例子，可以針對圖6中所示變電站的非唯一示例例子創(chuàng)建FCM。 圖6中所示變電站包括變壓器機架，該變壓器機架具有保護/控制功能(包括線路距離保護)、抽頭轉換功能(具有有關的保護功能)、互鎖和重合功能、一般監(jiān)視功能以及用于調節(jié)變換器抽頭位置的通用控制功能。在圖7中示出了依據圖6的變電站的FCM，其中邏輯節(jié)點定義為
ATCC自動抽頭轉換器控制
AVCO自動電壓控制
CILO站或者機架級互鎖功能
CPOff:point-on-wave斷路器控制
CSffI用于控制任何開關設備的開關控制器
GAPC用于標準中未預定義的功能的通用自動過程控制
IHMI操作員接口
MMXN與相無關的測量
MMXU測量
PDIS距離保護
PTOV 過電壓保護
RREC自動重合
TCTR電流互感器
TVTR電壓互感器
XCBR斷路器
XSffI電路開關(不能切換短接電路的各種切換設備)
YLTC 抽頭轉換器
可以使用任何適當方法來開發(fā)FCM。例如，可以使用專家知識，而變電站設計者
/專家創(chuàng)建在邏輯對象或者節(jié)點之間的依賴性/相互關系的圖形、然后向鏈路賦以定性權重。在一些例子中，如下文更完全闡述的那樣，可以使用自動化方法來創(chuàng)建圖形。可以使用任何適當方法來確定在頂點之間的鏈路的權重(在圖7中標識為“L”代表低、“M”代表中、“H”代表高，而“V. H. ”代表很高)。在一些例子中，比如當自動化系統(tǒng)比較簡單時，可以試探式確定權重。在一些例子中，如下文更完全闡述的那樣，可以使用自動化方法來確定權重。FCM或者任何其它適當邏輯對象圖可以用來確定非理想性對自動化系統(tǒng)的操作或者性能的影響。在圖8中以76示意地圖示了用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)的非唯一示例例子。系統(tǒng)76可以包括邏輯對象圖開發(fā)模塊78、邏輯對象健康/數據質量監(jiān)視模塊80和邏輯對象圖分析模塊82。雖然系統(tǒng)76包括圖8中所示的模塊，但是應當理解用于監(jiān)視自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)可以包括附加模塊和/或可以省略系統(tǒng)76中包括的一個或者多個模塊。邏輯對象圖開發(fā)模塊78可以開發(fā)邏輯對象或者節(jié)點的相互依賴關系圖。在一些例子中，邏輯對象或者節(jié)點的相互依賴關系圖可以是FCM?？梢允褂萌魏芜m當方法(包括利用在本公開內容中闡述的自動化方法)來開發(fā)相互依賴關系圖。邏輯對象健康/數據質量監(jiān)視模塊80可以從自動化系統(tǒng)中的邏輯對象(可以是 SA系統(tǒng)中的邏輯節(jié)點)接收信息或者數據84。質量監(jiān)視模塊80可以評價健康狀況和數據質量屬性。如果檢測到非理想狀態(tài)，則可以向操作員86和/或向邏輯對象圖分析模塊82 發(fā)送檢測到的邏輯對象或者節(jié)點以及非理想性的類型。在一些例子中，操作員86或者其他用戶可以設置質量監(jiān)視模塊80對自動化系統(tǒng)的邏輯對象進行監(jiān)視的頻率或者間隔。邏輯對象圖分析模塊82可以使用相互依賴關系圖來分析各種邏輯對象對其它邏輯對象的影響。例如，分析模塊82可以從質量監(jiān)視模塊80接收非理想性的來源和類型。分析模塊82可以使用非理想性的信息以分析非理想性對監(jiān)視的自動化系統(tǒng)和/或對自動系統(tǒng)的其余部分的影響。分析模塊82可以向操作員86提供若干分析能力。在一些例子中，質量監(jiān)視模塊 80可以檢測和/或標識具有非理想性(比如非理想狀態(tài)或者非理想數據對象)的邏輯對象。分析模塊82可以向操作員86通知具有非理想性的邏輯對象。操作員86或者其他用戶然后可以向分析模塊82提供識別的邏輯對象作為輸入。分析模塊82可以返回受識別的非理想邏輯對象影響的邏輯對象的列表以及所列舉的邏輯對象受影響的定性程度。在一些例子中，操作員86可以比如通過定義如下搜索準則來限制結果，該搜索準則僅選擇受識別非理想邏輯對象的影響至少在某一定性程度的邏輯對象，在該情況下分析模塊82然后可以返回受影響的邏輯對象的精細列表。在一些例子中，操作員86可以識別或者選擇感興趣的邏輯對象。操作員86可以向分析模塊82輸入感興趣的邏輯對象，該分析模塊可以識別影響感興趣的邏輯對象或者受感興趣的邏輯對象影響的那些邏輯對象。分析模塊82可以返回識別的邏輯對象的列表以及所列舉的邏輯對象影響感興趣的邏輯對象或者受感興趣的邏輯對象影響的定性程度。 在一些例子中，操作員86可以比如通過定義如下搜索準則來限制結果，該搜索準則僅選擇對感興趣的邏輯對象至少具有特定影響或者受感興趣的邏輯對象的影響至少在預定義程度的邏輯對象，在該情況下，分析模塊82可以返回識別的邏輯對象的精細列表。在一些例子中，分析模塊82可以確定哪個邏輯對象受感興趣的邏輯對象影響最多。在一些例子中， 操作員可以定義邏輯對象的監(jiān)控列表，從而使得定性監(jiān)視模塊80可以按照期望頻率監(jiān)視某些邏輯對象的健康狀況或者數據質量屬性。與多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性可以包括與該對象關聯的非理想健康狀況和/或非理想數據質量。如可以理解的那樣，與邏輯對象或者節(jié)點關聯的非理想健康狀況或者非理想數據質量可能影響自動化系統(tǒng)的至少如下部分的準確性和/或性能，這些部分直接或者間接依賴于具有非理想性的邏輯節(jié)點。在SA系統(tǒng)的背景中，用于邏輯對象或者節(jié)點的非理想健康狀況或者數據質量可能影響或者削弱依賴于該對象或者節(jié)點的總控制/保護功能的準確性和性能。在一些例子中，用于特定邏輯對象的非理想健康狀況可以指示用于與該邏輯對象關聯的設備的非理想和/或問題操作狀態(tài)和/或健康狀況。例如，用于特定邏輯對象的非理想健康狀況可以指示用于自動化系統(tǒng)內的關聯物理設備或者軟件部件的問題操作狀態(tài)和/ 或健康狀況。當使用系統(tǒng)76來確定非理想健康狀況對自動化系統(tǒng)的操作或者性能的影響時， 操作員86可以選擇具有的健康狀況(或者與它連接的設備的健康狀況)為非理想的邏輯對象。操作員可以選擇感興趣的邏輯對象的全部或者其集合以查看非理想健康狀況對它們的性能的影響。分析模塊82可以從所選邏輯對象中選擇第一(或者下一)邏輯對象并且確定從第一(或者下一)邏輯對象到具有非理想健康狀況的邏輯對象的所有可能路徑。分析模塊82可以使用適當方法如圖形理論算法來確定路徑，比如采用深度優(yōu)先搜索或者廣度優(yōu)先搜索。對于各確定的路徑，可以根據上式(1)計算具有非理想健康狀況的邏輯對象對所選邏輯對象的間接影響?？梢愿鶕鲜? 計算具有非理想健康狀況的邏輯對象對所選邏輯對象的總影響。然后，可以向操作員報告該影響的定性值。分析模塊82可以從所選邏輯對象中選擇又一邏輯對象直至已經考慮所有所選邏輯對象。與特定對象關聯的非理想數據質量屬性可以指示數據無效和/或具有可疑值。當使用系統(tǒng)76來確定非理想數據質量屬性對自動化系統(tǒng)的操作或者性能的影響時，操作員 86可以選擇非理想數據質量屬性并且確定非理想數據質量屬性所關聯的邏輯對象。操作員可以選擇感興趣的邏輯對象的全部或者其集合以查看非理想數據質量屬性對它們的性能的影響。分析模塊82可以從所選邏輯對象中選擇第一(或者下一)邏輯對象，并且確定從第一(或者下一)邏輯對象到具有非理想數據質量屬性的邏輯對象的所有可能路徑。分析模塊82可以使用適當方法如圖形理論算法(比如深度優(yōu)先搜索或者廣度優(yōu)先搜索)來確定路徑。對于各確定路徑，可以根據上式(1)計算具有非理想數據質量屬性的邏輯對象對所選邏輯對象的間接影響。可以根據上式( 計算具有非理想數據質量屬性的邏輯對象對所選邏輯對象的總影響。然后，可以向操作員報告該影響的定性值。分析模塊82可以從所選邏輯對象中選擇又一邏輯對象，直至已經考慮所有所選邏輯對象。通過又一例子，這里公開的系統(tǒng)和方法可以用來確定各種非理想性在圖7的FCM 內的影響。在第一例子中，假設邏輯節(jié)點TVTRl具有與之關聯的非理想性。非理想性可以是非理想健康，或者非理想數據質量屬性，比如可疑的測量。在這一例子中，希望調查非理想性對IHMI (在操作員臺)的影響。出于這一目的，需要調查從邏輯節(jié)點TVTRl到邏輯節(jié)點 IHMI的路徑。從TVTRl到IHMI存在五條路徑，即TVTRl--MMXU--IHMI
TVTRl--PTOV--AVCO--GAPC-
TVTRl--CPOff--GAPC--IHMI
TVTRl--MMXN--GAPC--IHMI
TVTRl--PDIS--RREC--IHMI 確定TVTRl的非理想性對IHMI的總影響為 max {min (V. H, V. H) +min (H, Μ, H, Μ) +min (L, H, Μ) +min (H, Μ, Μ) +min (V. H, V. H, V. H)}
=很1 因而，由TVTRl提供的數據對操作員接口具有很高影響，并且在任何判定進行過程中運用該邏輯節(jié)點的非理想性之前需要考慮它。在第二例子中，假設邏輯節(jié)點XCBR具有與之關聯的非理想性。該非理想性可以是非理想健康，或者非理想數據質量屬性，比如可疑狀態(tài)。在這一例子中，希望調查非理想性對通用GAPC控制功能的性能的影響。從XCBR到GAPC的路徑為XCBR-GAPCXCBR-CIL0 (機架)-CILO (站)-GAPCXCBR-CSffI-CILO (機架)-CILO (站)-GAPC具有非理想性的斷路器對GAPC功能的總影響因此為Max {min (M) +min (V. H, Μ, Μ) +min (V. H, V. H, Μ, Μ)}=中因此，斷路器的非理想性對GAPC控制功能的性能并無主要影響。但是仍需加以考慮。在第三例子中，假設邏輯節(jié)點ITC具有與之關聯的非理想性。非理想性可以是非理想健康，或者非理想數據質量屬性，比如過期位置。在這一例子中，希望查看非理想性對依賴于這一設備的控制功能ATCC的精確性的影響。從ITC到邏輯節(jié)點GAPC的兩個路徑為YLTC-ATCCYLTC-AVCO-GAPC-ATCC總影響因此為Max {min (V. H) +min (H, H, V. H)}=很高如預計的那樣，這指示需要立即考慮該非理想性。在一些例子中，上文結合系統(tǒng)76討論的邏輯對象圖開發(fā)模塊78可以被配置成自動生成用于自動化系統(tǒng)的邏輯映射。例如，可以基于按照用于給定自動化系統(tǒng)和/或自動系統(tǒng)的特定協(xié)議配置的數據文件，來自動確定或者構建可以是FCM的邏輯對象圖和在邏輯對象之間的依賴性。在按照IEC 61850的SA系統(tǒng)的場合中，變電站配置語言文件(SCL文件)可以用來構建或者開發(fā)用于SA系統(tǒng)的FCM。SCL文件是XML文件，該XML文件包括以在IEC 61850-6中定義的格式對SA系統(tǒng)和設備配置的描述，針對所有目的，通過引用將其全部公開內容結合于此。當考慮FCM的自動化生成時，FCM可以包括(1)在研究的系統(tǒng)中存在的識別或者確定的邏輯對象，(2)邏輯對象之間在數據依賴性方面的關系，( 在兩個給定邏輯對象之間的依賴性的方向，以及(4)在兩個直接依賴的邏輯對象之間的關系的權重。當研究給定系統(tǒng)時，可以僅在邏輯對象需要來自系統(tǒng)的其余部分(即系統(tǒng)中的其它邏輯對象)的任何數據和/或向其余部分提供任何數據時考慮它們。邏輯對象之間在數據依賴性方面的關系是指哪個邏輯對象依賴于由什么其它邏輯對象提供的數據。如上文一般討論的那樣，可以在近似模糊項方面定義關系權重。可以根據IEC 61850SCL文件的DataTypeTemplates這一部分識別或者確定在研究的系統(tǒng)中存在的邏輯對象或者節(jié)點。DataTypeTemplates這部分識別存在于系統(tǒng)上的不同邏輯節(jié)點?？梢愿鶕蘒EC 61850SCL文件確定邏輯對象或者節(jié)點之間在數據依賴性方面的關系。具體而言，IED這一部分通過Input部分識別邏輯節(jié)點所需要的數據，而DataSet這一子部分識別由邏輯節(jié)點產生/修改的數據?？梢酝ㄟ^匹配不同Input和DataSet子部分來確定在邏輯設備之間的依賴性?？梢愿鶕蘒EC 61850SCL文件的上述部分確定在兩個給定邏輯對象之間的依賴性的方向。可以考慮若干選項以確定在兩個直接依賴的邏輯對象之間的關系的權重，因為在 IEC 61850SCL文件的現有格式中未包括這樣的信息。第一，可以向IEC 61850SCL文件添加擴展?？梢杂萌舾煞绞竭M行這樣的擴展。例如SCL文件的專用部分可以用來給出SA系統(tǒng)內的各數據關聯/關系的權重。取而代之，與 SC文件不同的外部文件/儲存庫可以發(fā)揮這一作用，從而使得權重保持保密而不公開。另一方式可以是描述邏輯節(jié)點的輸入節(jié)中的數據的重要性，而不是識別各關系。關于各關系使用的權重類型可以依賴于分析FCM的引擎。例如可以賦以四個離散值、比如低、中、高和很高?？梢詮耐獠繑祿煜蚰K提供這一信息。
第二，可以使用專家系統(tǒng)。特別地，可以導出專家規(guī)則以向關聯鏈接自動指定權重。例如，向保護功能提供的主要數據可以標記為高，而向監(jiān)視功能提供的數據可以標記為中優(yōu)先級。在一些例子中，如果保護/控制功能使用若干不同數據點來進行判定，則與該功能僅使用一個數據對象來進行判定的情況相比，對各數據對象的依賴性將更低。第三，可以使用專家知識。特別地，一旦構建FCM的結構，則可以基于專家知識指定鏈路的權重。雖然使用專家知識可能是耗時的，但是它將是一次性的計算，因為一旦完成 FCM結構，將無需改變權重。用于生成或者構建FCM的方法的非唯一示例例子可以包括讀取數據文件(可以是 IEC 61850SCL文件)，該數據文件具有描述多個互連邏輯對象及其相互依賴性的信息?？梢酝ㄟ^根據數據文件中的信息確定邏輯節(jié)點、根據數據文件中的信息外推數據依賴性、基于數據依賴性識別邏輯節(jié)點之間的關系、基于數據依賴性識別關系的方向以及為各直接關系確定權重，來基于數據文件構建FCM。在一些例子中，至少一些關系可以是在成對邏輯節(jié)點之間的直接關系。在圖9中以90示意地圖示了用于根據IEC 61850SCL文件生成FCM的系統(tǒng)的非唯一示例例子。系統(tǒng)90可以根據從變電站自動化系統(tǒng)96接收的SCL文件94生成可以在動態(tài)系統(tǒng)分析中使用的FCM 92?？梢允褂脭祿蕾囆栽u價98來生成FCM。在一些例子中，系統(tǒng)可以包括或者依靠于數據依賴性數據庫100、向SC文件添加的擴展102、專家系統(tǒng)104或者來自人類專家106(可以人工導出FCM的一些或者全部)的知識中的一個或者多個。專家系統(tǒng)104可以是構建試探規(guī)則的智能系統(tǒng)，根據這些試探規(guī)則可以自動確定邏輯節(jié)點的相互依賴性。公開的方法和系統(tǒng)可以實施為或者形式可以采取先前描述的方法和系統(tǒng)，以及可以是有形或者無形的計算機可讀介質，該介質具有存儲于其上的計算機可讀指令，這些指令在由處理器執(zhí)行時執(zhí)行公開的方法和系統(tǒng)的操作。計算機可讀介質可以是任何如下介質，該介質可以包含、存儲、通信、傳播或者傳送用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設備使用或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設備結合使用的用戶接口程序指令，并且可以例如是但不限于電子、磁、光學、電磁、紅外線或者半導體系統(tǒng)、裝置、設備或者傳播介質或者程序印刷于其上的其它適當介質。計算機可讀介質的更多具體例子(非窮盡列舉)可以包括便攜計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M 或者閃存)、光纖、便攜光盤只讀存儲器(CD-ROM)、光學存儲設備、傳輸介質(比如支持因特網或者內部網的傳輸介質)或者磁存儲設備。可以用任何適當編程語言編寫用于執(zhí)行公開的方法和系統(tǒng)的操作的計算機程序代碼或者指令，只要它允許實現先前描述的技術結果。應當認為這里闡述的公開內容涵蓋具有獨立效用的多個不同發(fā)明。盡管這些發(fā)明中的每個已經用它的優(yōu)選形式來公開，但是如這里公開和示例的其具體實施例將不以限制意義來理解，因為諸多變化是可能的。本公開內容的主題內容包括這里公開的各種單元、特征、功能和/或性質的所有新穎而非顯而易見的組合和子組合。類似地，在本公開內容和/ 或權利要求中記載“一個/ 一種”或者“第一”單元或者其等效記載應當理解為包括并入一個或者多個這樣的單元，既不要求也不排除兩個或者更多這樣的單元。應當認為所附權利要求具體指出針對公開的發(fā)明之一并且新穎而非顯而易見的某些組合和子組合。可以通過修改當前權利要求或者在本申請或者相關申請中提供新權利
14要求來要求保護在特征、功能、單元和/或性質的其它組合和再組合中實施的發(fā)明。這樣的修改或者新權利要求無論它們是針對不同發(fā)明還是針對相同發(fā)明，無論在范圍上與原權利要求不同、更廣、更窄或者相等都將視為涵蓋于本公開內容的發(fā)明主題內容內。
權利要求
1.一種用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的方法，所述方法包括基于數據文件自動構建模糊認知圖，所述數據文件中具有描述所述多個互連邏輯對象及其相互依賴性的信息，其中所述模糊認知圖對所述多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模；識別與所述多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性；以及根據所述模糊認知圖確定所述非理想性對所述自動化系統(tǒng)的操作的影響。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個互連邏輯對象的相互依賴性包括所述多個互連邏輯對象中的第一邏輯對象對所述多個互連邏輯對象中的第二邏輯對象的相互依賴性。
3.根據權利要求1所述的方法，其中各所述邏輯對象包括健康狀況，并且所述非理想性是針對所述多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象的非理想健康狀況。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述多個邏輯對象中的所選邏輯對象對應于所述自動化系統(tǒng)內的特定設備，并且所述多個邏輯對象中的所述所選邏輯對象的健康狀況指示所述特定設備的操作狀態(tài)。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述特定設備是所述自動化系統(tǒng)內的物理設備。
6.根據權利要求4所述的方法，其中所述特定設備是所述自動化系統(tǒng)內的軟件部件。
7.根據權利要求1所述的方法，其中各所述邏輯對象包括數據，并且所述非理想性是針對所述多個互連邏輯對象中的所述至少一個邏輯對象的所述數據的非理想質量。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述數據的所述非理想質量指示所述數據無效。
9.根據權利要求7所述的方法，其中所述數據的所述非理想質量指示所述數據具有可疑值。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，并且所述多個互連邏輯對象中的各邏輯對象對應于變電站內的控制、保護、監(jiān)視或者測量元件。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，所述數據文件是與所述變電站自動化系統(tǒng)對應的SCL文件，并且所述模糊認知圖基于所述SCL文件來自動構建。
12.根據權利要求1所述的方法，其中自動構建所述模糊認知圖包括根據所述數據文件中的所述信息確定邏輯節(jié)點；根據所述數據文件中的所述信息外推數據依賴性；基于所述數據依賴性識別在所述邏輯節(jié)點之間的關系，其中至少一些所述關系是在成對邏輯節(jié)點之間的直接關系；基于所述數據依賴性識別所述關系的方向；以及為各所述直接關系確定權重。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，所述多個互連邏輯對象中的至少一些邏輯對象對應于變電站內的物理設備，并且所述數據文件是 IEC 61850SCL 文件。
14.一種用于包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)，所述監(jiān)視系統(tǒng)包括計算機，鏈接到所述多個互連邏輯對象；以及包含指令的計算機可讀存儲介質，所述指令被配置成在執(zhí)行所述指令時使所述計算機監(jiān)視所述自動化系統(tǒng)的操作，所述指令包括用于讀取數據文件的指令，所述數據文件具有描述所述多個互連邏輯對象及其相互依賴性的信息；用于基于所述信息構建模糊認知圖的指令，其中所述模糊認知圖對所述多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模；用于識別與所述多個互連邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性的指令；以及用于根據所述模糊認知圖確定所述非理想性對所述自動化系統(tǒng)的操作的影響的指令。
15.根據權利要求14所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其中各所述邏輯對象包括健康狀況，所述多個邏輯對象中的所選邏輯對象對應于所述自動化系統(tǒng)內的特定設備，并且所述非理想性是針對所述特定設備的非理想健康狀況。
16.根據權利要求14所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其中各所述邏輯對象包括數據，并且所述非理想性是針對所述多個互連邏輯對象中的所述至少一個邏輯對象的所述數據的非理想質量。
17.根據權利要求14所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，所述數據文件是與所述變電站自動化系統(tǒng)對應的SCL文件，并且用于構建所述模糊認知圖的指令包括用于基于所述SCL文件中的信息構建所述模糊認知圖的指令。
18.根據權利要求14所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述用于構建所述模糊認知圖的指令包括用于根據所述信息確定邏輯節(jié)點的指令； 用于根據所述信息外推數據依賴性的指令；用于基于所述數據依賴性識別在所述邏輯節(jié)點之間的關系的指令，其中至少一些所述關系是在成對邏輯節(jié)點之間的直接關系；用于基于所述數據依賴性識別所述關系的方向的指令；以及用于為各所述直接關系確定權重的指令。
19.根據權利要求18所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，并且所述數據文件是IEC 61850SCL文件。
20.一種用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的方法，所述方法包括基于數據文件自動構建模糊認知圖，所述數據文件中具有描述所述多個互連邏輯對象的信息，其中所述模糊認知圖對所述多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性進行建模； 選擇所述多個互連邏輯對象中的第一邏輯對象；以及根據所述模糊認知圖確定所述多個互連邏輯對象中的第二邏輯對象，其中所述多個互連邏輯對象中的所述第二邏輯對象對所述多個互連邏輯對象中的所述第一邏輯對象的影響程度比對所述多個互連邏輯對象中的其余邏輯對象的影響程度更大。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，所述數據文件是與所述變電站自動化系統(tǒng)對應的SCL文件，并且所述模糊認知圖基于所述SCL文件來自動構建。
22.根據權利要求20所述的方法，其中所述數據文件中的所述信息描述所述多個互連邏輯對象的相互依賴性，其中自動構建所述模糊認知圖包括根據所述數據文件中的所述信息確定邏輯節(jié)點； 根據所述信息外推數據依賴性；基于所述數據依賴性識別在所述邏輯節(jié)點之間的關系，其中至少一些所述關系是在成對邏輯節(jié)點之間的直接關系；基于所述數據依賴性識別所述關系的方向；以及為各所述直接關系確定權重。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述自動化系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)，并且所述數據文件是IEC 61850SCL文件。
全文摘要
公開了用于監(jiān)視包括多個互連邏輯對象的自動化系統(tǒng)的操作的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法可以包括構建模糊認知圖以對多個互連邏輯對象對彼此的相互依賴性。在一些例子中，系統(tǒng)和方法可以識別與多個邏輯對象中的至少一個邏輯對象關聯的非理想性，并且根據模糊認知圖確定該非理想性對自動化系統(tǒng)的操作的影響。在一些例子中，系統(tǒng)和方法可以根據模糊認知圖確定多個邏輯對象中的第一邏輯對象，該第一邏輯對象對所述多個邏輯對象中的第二邏輯對象的影響程度比對多個邏輯對象中的其余邏輯對象的影響程度更大。
文檔編號G05B13/04GK102346437SQ20111005891
公開日2012年2月8日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權日2010年7月24日
發(fā)明者J-C·托爾涅爾, S·莫哈赫希 申請人:Abb研究有限公司