基于设计规范的智能变电站SCD文件规范性检查

吴恒福，窦会光，向前，马扬名

（1.北京博电新力电气股份有限公司，北京 100098；2.辽宁省送变电工程公司，辽宁 沈阳 110021）

基于设计规范的智能变电站SCD文件规范性检查

吴恒福1，窦会光2，向前1，马扬名1

（1.北京博电新力电气股份有限公司，北京 100098；2.辽宁省送变电工程公司，辽宁 沈阳 110021）

在我国智能变电站工程建设中，从严格执行设计规范出发，提出了基于设计规范的SCD文件检查方法。该方法可实现控制块连线、虚端子连线、控制块参数、数据集参数检查，很好的保证了SCD文件中IED设备之间互联互通模型的规范性及正确性。

智能变电站；SCD文件；电气间隔；虚端子；标准信息库；数据模型

智能变电站与传统变电站相比出现了很多新的技术和变化，尤其是过程层数字化、通信网络化及标准化、信息模型化。这些技术及变化影响到了智能变电站的设计、工程实施和运行维护等多个环节，使得传统的测试手段及设备不能满足智能变电站及其设备的测试需要。

智能变电站二次系统信息由模拟量向数字量的转变给变电站二次系统的设计、调试、运行管理和维护带来了巨大的变革，图纸不再是变电站二次系统调试最重要的资料，取而代之的是变电站配置描述（SCD）文件，智能变电站二次系统的所有调试工作都将围绕该配置文件展开。

文中立足于工程实际出发，面对工程实施过程由于SCD文件的频繁升级导致的装置实例化频繁变更新，继而导致的调试工作的重复性开展、增加调试工程师的调试工作量、拖延智能站调试及建设周期、这一智能站建设过程中普遍存在的问题，提出了在对IED装置下载配置之前，首先对SCD文件依据IEC61850-6、IEC61850-7-3和IEC6150-7-4等61850标准及Q/GDW 1161、Q/GDW 1175等设计标准及Q/ GDW 396标准进行扩展检查，继而减少装置实例化频繁更新，避免调试工作的重复开展。依据IEC61850标准的SCD文件规范性检测已有相关技术文献及实现方案，但基于Q/GDW1161、Q/GDW 1175设计标准进行SCD文件规范性检测，在国内外尚无相关技术方案。

目前已有相关文献及技术则主要依据IEC61850标准的SCD文件的语法和对象模型正确性检查，可以检查出一定的语法及模型的错误问题，有一定的工程意义和效果［1-2］。但实际工程应用中，则发现由于语法和模型检查的内容太过严苛，继而导致检查出错很多，多数以上错误不会对实际工程实施有重要影响，而现场电气人员所重点关注的二次回路接线、端子连线信息等最主要信息则没有被检查到，这些错误正是变电站安全、可靠运行的关键技术环节。因此，本文则通过对SCD文件某些特征的发掘，并将其有效利用，实现了基于设计规范的SCD检查方案，主要可用于检测SCD文件中的控制块连线、虚端子连线等是否与现有设计规范一致，以及影响互联互通的控制块参数、数据集参数的正确性，继而抓住了SCD文件规范性检查的核心内容，为变电站的可靠、安全运行提供了很好的技术保证。

1 解析SCD文件

依据《DL/T 860电力自动化通讯网络和系统》系列标准中《DL/T 860.6电力自动化通讯网络和系统第6部分：与智能电子设备有关的变电站内通讯配置描述语言》中提出的SCL对象模型、SCL语言、SCL语法元素对SCD文件中的IED设备进行应用模型解析［3］。SCL对象模型见图1。

解析到的IED（智能电子设备）应用模型主要包含以下应用信息：

1）IED设备的基本参数，包活IED设备的设备名称、ID、制造厂家等。

2）IED设备的GOOSE控制块通讯参数、GOOSE输出、输入虚端子。

3）IED设备的SMV控制块通讯参数、SMV的输入、输出虚端子。

2 建立设备列表

所需建立的设备列表为树状列表，该树状列表分为五级，即：电压等级、间隔类型、间隔、A或B套设备、IED设备。

该列表建立所需的信息来源于SCD文件中IED部分各IED设备的＜IED Name＞，并依据表1对IED Name每位代码的含义进行解读，继而可建立起分级的设备列表。

图1 SCL对象模型Fig.1 The SCL object model

表1 IED设备命名规则Tab.1 IED equipment naming rules

按上述规律建立起的树状设备列表，见图4软件实现后实际效果所示。

3 控制块连线及虚端子规范性检查

3.1 实施步骤

以电气间隔为基本对象，对该间隔内的各IED设备所有输入信号的控制块连线、虚端子连线进行规范性检查。

检查的操作流程如图2所示。

图2 检查的操作流程Fig.2 Check operation flow

1）在加载并解析SCD文件过程中，按SCD文件中IED设备的命名规则，梳理出该SCD文件中不同电压等级、不同的电气间隔所含有的所有IED设备。

2）选中某一需要检查的电气间隔。

3）程序遍历该电气间隔中第N个IED设备。

4）以当前IED设备的＜IED Name＞配置标准信息库（标准信息库的数据模型见图3），获取该IED设备所必须具备的所有输入信号控制块连线表（即标准信息库的数据模型的第二列信息），并依据此表判定该IED设备的哪些输入控制块连线需要被检查［4］。

对2个IED设备之间某一控制块连线的存在性检查依据则为：判定该IED设备的＜Inputs＞中，是否至少含有一个由对应IED提供的采样值（或GOOSE）的虚端子输入信号。如存在，则判定控制块连线存在；如不存在，则给出相应控制块连线缺失的错误告警信息。

5）以当前IED设备的＜IED Name＞配置标准信息库（标准信息库的数据模型见图3），获取该IED设备某一控制块连线所对应的所有虚端子（即标准信息库的数据模型的第三列信息），并依据此表判定该IED设备的某一控制块连线的哪些输入虚端子需要被检查其存在性。

图3 标准信息库的数据模型Fig.3 Standard information database data model

在1）中解析完各IED设备的应用模型，即可获取该IED设备的所有采样值、GOOSE输入、输出信号的虚端子描述信息。在当前选中的IED设备的采样值所有输入虚端子范围内，按标准信息库中数据模型的第三列中的通道描述关键字逐个判定某一采样值虚端子是否存在；在当前选中的IED设备的GOOSE所有输入虚端子范围内，按标准信息库中数据模型的第三列中的通道描述关键字逐个判定某一GOOSE虚端子是否存在。如存在，则判定虚端子连线存在；如不存在，则给出相应虚端子缺失的错误告警信息。

以此规律，对该IED设备的所有控制块连线对应的所有虚端子进行完全的检查。

6）程序遍历并检查该电气间隔中第N+1个IED设备，并执行步骤4）、步骤5）。

7）遍历完该间隔内所有IED设备。

8）导出Excel格式的规范性检查报告，检测结束。

注：图3中的N、M代表数字0到9，信息匹配时对NN、MM代表的数字可以忽视。不做为信息匹配的依据。

3.2 动态标准库技术

基于智能变电站技术尚处于发展和完善阶段，同时某些工程在实施过程中的多样性，故在实现本文提到的方法时，可以以XML文件的格式将图3提到的标准信息库的数据模型建立成动态的模板文件，这样软件就可以依据该动态模板文件作为检查依据进行控制块连线、虚端子连线的检查。这样带来的好处就是，如果具体工程技术上或设计规范上有任何的变化和更新，则无需修改程序源代码，只需修改该动态模板的部分内容即可。这样既便于软件后期的维护，又可更好的提高软件适用性。

4 控制块参数及数据集参数检查

GOOSE控制块：

GOOSE的APPID范围不再0000到3FFF之间

GOOSE的APPID不是4位十六进制的数

GOOSE的MAC地址是不唯一

GOOSE的APPID是不唯一

SV控制块：

SV的APPID范围不再4000到7FFF之间

SV的APPID不是4位十六进制的数

SV的MAC地址是不唯一

SV的APPID是不唯一

数据集检查：

保护装置的额定延时通道是否存在

保护电流是否满足双AD

保护电压是否满足双AD

位置接点数据类型是否为双位置

数据集中数据类型的引用是否有效

软件实际效果如图4所示。

图4 软件实际效果Fig.4 Software actual effect

5 结论

基于《DL/T 860变电站通信网络和系统》、《Q/GDW 441智能变电站继电保护技术规范》、《Q/GDW 396 IEC61850工程继电保护应用模型》、《Q/GDW 1161线路保护及辅助装置标准化设计规范》、《Q/GDW 1175变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》等标准，本文提出了一种基于规范的SCD规范性检查的方法。该方法可从模型规范性、数据集引用有效性、参数唯一性、虚拟二次回路接线的正确性等几个方面对SCD文件进行检查并生成检测报告，保证了SCD文件的正确性，也最大限度的减少了现场环境下SCD文件的频繁变更新导致的调试工作无序、重复开展等问题。

［1］刘磊，赵文沛.智能变电站SCD文件的解析、校验及比对技术［J］.河南科技，2014（8）：84-86.

LIU Lei，ZHAO Wenpei.SCD file parsing intelligent substation、Calibration and alignment techniques［J］.Henan Science and Technology，2014（8）：84-86（in Chinese）.

［2］孙一民，刘宏君，姜健宁，等.智能变电站SCD文件管控策略完备性分析［J］.电力系统自动化，2004（16）：105-109.

SUN Yiming，LIU Hongjun，JIANG Jianning，et al.Intelligent substation SCD file management and control strategies completeness analysis［J］.Automation of Electric Power Systems，2014（16）：105-109（in Chinese）.

［3］刘芳，肖铁军.XML应用基石：XML解析技术［J］.计算机工程与设计，2005（26）：2823-2829.

LIU Fang，XIAO Tiejun.XML applications foundation：XML parser［J］.Computer Engineering and Design，2005（26）：2823-2829（in Chinese）.

［4］王艳清，王云维.监控文本文件内容变化的文本比较算法［J］.计算机应用，2010（30）：131-134.

WANG Yanqing，WANG Yunwei.Text comparison algorithm for detecting content change in text files［J］.Journal of Computer Application，2010（30）：131-134（in Chinese）.

（编辑 黄晶）

The SCD File Check Method Based on Design Specification of Smart Substation

WU Hengfu1，DOU Huiguang2，XIANG Qian1，MA Yangming1
（1.Beijing PONOVO Power Co.，Ltd.，Beijing 100098，China；2.Liaoning Electricity Transmission&Transformation Engineering Company，Shenyang 110021，Liaoning，China）

Starting from the strict implementation of the design specification in China，this paper proposes a SCD file check method based on design specification in smart substation construction.The method can realize control block connection，virtual terminal connection，control block parameters，data set parameter checking，which can ensure a good standardization and correctness of interconnection model among IED devices in the SCD file.

substationconfigurationdescriptionsfile（SCD）；electrical interval；virtual terminal；data model of standard information database

1674-3814（2015）04-0084-05

TM411+.4

A

2014-11-29。

吴恒福（1984—），男，本科，工程师，研究方向为继电保护及其测试技术、电力系统建模及仿真；

窦会光（1973—），男，高级工程师，从事智能变电站、继电保护专业技术管理工作；

向前（1964—），男，高级工程师，研究方向微机继电保护测试仪的开发；

马扬名（1980—），男，工程师，从事软件技术工作。