智能变电站设计配置一体化功能规范及工具开发研究

摘要：在智能变电站设计的工作中，虚端子配置和通讯组网的工作量非常大，这就对设计人员的IEC知识要求非常高。文章提出了一个在通用软件设计CAD中加入辅助设计的功能模块，经过设计和配置的一体化思想，在输出设计图纸的同时，输出变电站配置描述（SCD）文件以及光缆清册，可以有效解决存在的问题。

关键词：智能变电站；配置描述文件；虚回自动布线；配置一体化；光缆清册 文献标识码：A

中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2015）30-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.010

1 设计配置一体化原理

常规的变电类二次回路等的设计方案是由设计院来完成制作蓝图的，全部现场进行的施工都必须完全依据所拟定出来的蓝图来对二次电缆进行连接，通过万用表也可以使其他的特定仪器来连接设备以及检测。在这一系列的操作过程中，也会造成以下三个问题的出现：第一，怎么出这些虚端子的联系图或者是表？第二，怎么来保障这些虚端子能够正确连接？第三，怎么来校对这些SCD类文件中的虚回路？以上的三个问题联合体现出了一些重要的需求，比如配置以及设计一致性的相关需求，同时也还有效率方面的需求。设计图纸经过各个拥有不同输入以及输出接口的相关配置图等一同组成，然而配置就是要求在那些智能装置的ICD模型的工程实例化的基础之上，经过输出和输入的变量映射，以便使它们能够在所有系统的内部装置内可以顺利地建立起相应的联系。其实对于配置以及设计一体化来说，这一技术的重要基础就是要做到图模一体化。然而在对图纸做出设计的过程中，一般情况下是要按照图模的建立同时还要安排不一样的图模输出和输入变量来进行命名的，而且其定义也要求能够和标准化的那类设计的一些有关规定是相符合的。另外，所有的装置图元的拓扑关系都必须要求是使用在建设所有装置的虚端子的相应的映射表之上的。

1.1 图模一体化技术

对于那些常规多见的变电站设计来说，这些装置图元虽然没有被许多模型文件大力支持，但是各种各样的装置已经对许多定义进行了标准化，而且各个应用也必须提供相应的输出、输入端子的定义。比如：国家电网公司对于继电保护发出了“六统一”的标准。导入装置所用的界面控制文件以及建立图模的过程是完全一样的，要是出现不满足标准的那类定义就必须做出提示以及警告。把压板作为一个例子来说，其标准的具体条件就是：保护类装置必须含有特定模型，TR（HTML语言标签）是经过一些特殊的操作之后而出现的一种跳闸信号。举一个例子来说，那些一样型号的装置要求不能在相同的电压等级下进行使用，会有部分的输出以及输入虚端子等的中文描述出现部分的不同，在这种条件之下，大部分厂家的装置提供了同一种接口控制文件。这种做法是非常不规范的，而且也带来许多不便之处。

1.2 拓扑邻接表

拓扑邻接表是经过手工布线来产生的，通过拓扑的连接线的复制以及虚端子表的映射关系，就能够自动地描绘出所有必要的连接线，从而达到人工检查可视化这一重要目标。在交换机连接这些装置的时候也是同样的要求，首先进行画线工作，其次依据这些连接线所产生的拓扑连接表这一特殊的办法。各个装置之间所有的连接线一般情况下都含有组播地址这类属性，这些特殊的属性完全都是可以进行配置的，所输出的这类SCD文件一般情况下也要包含这些特定的属性内容。

1.3 一致性问题的解决

维护工作最为重要的一项参考资料就是虚回路的图纸，运用以及维护工作必须能够导进图纸以及虚回路，从而能够达到虚回路的完全可视化，况且是不按照设计的图纸来完成重新的配置以及绘制相应的虚回路。当系统的集成商进行集成以及调试的这一过程中，一般都是对局部进行维修以及改进的，并且在设计院把改动过的新的结果做出备案手续。当前，许多集成商一般情况下，都是运用自己具有的工具对配置进行改动，然后再把改动出来的新情况保存在特定的文件之中。然而通过虚端子这种自动布线的功能通常就可以显现出虚回路图，以方便设计人员的监察。

2 智能辅助的设计

2.1 虚回路的自动布线

通常情况下，虚端子的映射表是涵盖了全部装置之间的所有虚端子的联系，这种联系现在已经被看作是虚回路的可视化的一项重要基础。通常是在图纸画布上面来进行虚回路的可视化的装置配置，还要对两个相应的布线路径做出具体的定义。更重要的是在做二次拓扑图的过程中，只需要两个装置中的一个连接起来，就可以表示出这之间是具有相互的通讯联系设备的，只不过这两个装置中都是通过一个通信线来进行所有相关的映射，在虚回路布线中所定义出来的那条路径，其实也就是要求来描绘出所需的通信线。

描绘虚回路的可视化的回路也就是重复描绘几个通讯线，运用这种方式来达到虚回路的自动布线这一功能。更加值得注意的一点是，通过筛选虚回路所显示的各种各样的类型种类，能够有效地减少一些相应的线路，这样也可以有效地防止出现繁杂以及零乱。

2.2 自动生成光缆清册

对光缆清册进行计算，就必须清楚两个条件：第一，装置之间以及交换机和配置之间所使用的通讯线；第二，屏柜内具有什么样的装置。在拓扑图中，要求对相关的通信线做出相应的定义，只要存在了这两个方面，生产所需的所有光缆清册就可以在自动条件下来完成。一般情况下所需要的工作量是比较大的。

2.3 对典型设计的支持

使用一些经典的设计图样和一些经典的工程配置，再加上一些特殊的操作（如间隔复制等），就能够达到这一功能所要的效果。当然它的主要要求就是完整性，因为在处理相同种类的间隔时，这种设计方式一般会运用一些特殊的办法，然而虚端子的映射表却无法表示出，必须要做到输出是完整的，这样才能够方便检测这些SCD文件。所以该工具也就为其提供了所需的另外一种功能，从而缩小手工的工作量。虚回路的布线功能可以自身检测出映射的正确性。

3 设计配置信息的共享

在对系统做出维护的时候，必须要仔细地查看一下相应的通信类的参数，比如IP地址等。然而进行故障分析或者是在调试时，必须要查询检测虚回路。其实在对环境进行预测和设计的时候，有些工作量的一大部分已经是完成的。那么怎样来共同分享这些重要信息呢？虽然在SCD的文件中也涵盖部分这类信息，但是在利用维护的时候，更应该做出清晰明白的图示，这也就是对可视化运行的维护。有些格式的虚端子的变量名（比如IEC格式），再结合一些其他文件的拓扑信息（比如DXF类文件的），就可以做到相关信息分享。

4 结语

本文中，智能变电站在设计方面仍然存在着大量的问题，本文提出了一些相应的解决办法，按照这种特有的一体化思路，最终达到配置以及设计的统一，这不单单是对一致性的问题做出了解决，而且还通过一系列措施减少了设计的工作量。如今许多设计院也正在使用设计配置的一体化工具，这给智能变电站的相关建设工作做出了很大的贡献。

参考文献

[1] 胡道徐，沃建栋.基于IEC 61850的智能变电站虚回路体系[J].电力系统自动化，2010，（17）.

[2] 徐成斌，孙一民.数字化变电站过程层GOOSE通信方案[J].电力系统自动化，2007，（19）.

作者简介：殷梦菲（1978-），女，安徽桐城人，国网江西省电力公司景德镇供电分公司运检部变电二次一班工作负责人，技师。

（责任编辑：周 琼）