智能变电站二次虚回路可视化技术研究

郑紫尧 金晶

摘要：针对智能变电站SCD文件可視化问题，研究了信息流图、虚回路图和虚端子排图三个层次的SCD文件可视化方案。基于SCD文件可视化技术，研究了智能变电站二次虚回路辅助设计方案，包括按间隔的二次设备自动配置、信息流图自动生成、虚回路视觉性引导设计以及信息流图与虚回路连接展示完整关联技术。

关键词：智能变电站;SCD文件;虚回路;可视化

1引言

SCD（substation configuration description）文件是智能变电站的全站配置文件，采用XML语言，描述了智能变电站一次系统结构、所有IED实例配置信息、通信访问点位置地址及所有IED间虚端子互连信息等。其正确性对智能变电站的安全运行至关重要。

2SCD文件可视化方案

2.1信息流可视化展示

信息流图显示某IED装置与其它IED装置间的逻辑关系。根据主IED从SCD中获取所有相关IED列表，根据输入输出信号进行分类。如图2.1所示，中间装置为主IED，两侧相关的从IED。

2.2虚回路可视化展示

虚回路图显示主IED装置与某从IED装置间经过特定控制块的连接关系。取得主从IED间虚回路列表，根据主虚端子名称排序后绘出主、从虚端子图元，如图2.2所示。

2.3虚端子排可视化展示

端子排图描述某IED装置内的端子构成及其外部连接关系。如图2.3所示，左侧为IED内部端子构成，中间为对端端子说明，右侧为物理端口，蓝色圆点代表信号与物理端口连接。

3基于可视化技术的智能变电站二次虚回路设计方案

3.1技术思路

以SCD可视化为基础，可使虚回路设计工作具备一定自动化水平。主要技术思路如下：

（1）建立一、二次设备关联，提取按间隔配置二次设备规则，形成二次设备自动配置方案;（2）提取二次设备间信息流向规则，自动生成信息流图;（3）由信息流向图引导虚回路设计;（4）信息流向图与虚回路完整关联。

3.2按间隔的二次设备自动配置

以本站一次主接线为基础，根据不同电压等级二次设备配置规范及不同地域所遵从的二次设备配置原则，提取按照间隔类型配置二次智能设备的规则，形成二次设备自动配置方案。示例如下：

（1）合并单元、智能终端配置方案

220kV线路、母联及主变进线智能终端、合并单元双套配置;110kV线路、母联（分段）智能终端合并单元集成单套配置;主变110kV、35kV（10kV）进线智能终端合并单元集成双套配置;220kV母线合并单元双套，智能终端按段单套配置;110kV母线智能终端合并单元集成双套配置。

（2）保护装置配置方案

220kV线路、母线、母联（分段）保护均双重化配置;110kV线路、桥（分段）保护单套配置;110kV母线保护单套独立配置;220kV主变配置双重化电量保护及单套非电量保护。

110kV主变配置双套主后一体电量保护，或单套主后备保护分置的电量保护;配置单套非电量保护。35（10kV）间隔保护单套配置。

4）测控装置配置方案

220kV主变各侧与本体单套配置;220kV线路单套配置;110kV母线双套配置;110kV线路、分段单套配置;110kV母线单套配置;35（10kV）线路、分段（桥）单套配置。

3.3信息流图自动生成

在智能变电站中，过程层与间隔层之间、间隔层与站控层之间的数据交互、信息流向具有明确的来源及去向，传输路径确定，信息流与设备存在一一对应关系。根据生成的二次设备配置及二次设备间确定的信息流向路径，通过建立间隔、设备模型，关联模型之间的数据交互形成信息流向数据通道，自动生成单间隔内信息流图、多间隔间信息流图及整站设备信息流图。信息流向规则如下：

（1）同间隔内过程层设备向间隔层设备上送SV采样信息;（2）同间隔内过程层设备向间隔层设备上送GOOSE状态信息;（3）同间隔内间隔层设备向过程层设备下送GOOSE跳闸信息;（4）同间隔内间隔层设备向过程层设备下送GOOSE遥控信息;（5）多间隔向公共间隔上送采样信息;（6）公共间隔向多间隔下送跳闸信息。

3.4虚回路视觉性引导设计

以信息流图为数据解析模板，辅以专业知识，通过数据库技术及图形可视化操作技术，实现从单纯的数据模型集成到数据模型与业务知识集成发展，在智能变电站二次系统知识引擎驱动下，实现信息流图中路径展示连接元素平面化。以与多个二次设备有数据交互的IED设备为应用中心，建立一对多、多对一数据模型。以选定装置为中心，展示有光纤回路关系的所有装置。端口收发分开，并体现软压板，区分组网、直连。示意图如下。

3.5信息流向图与虚回路连接展示完整关联

信息流图承载了智能站所有设备之间的数据、传递方向和路径。信息流图每一个节点元素采用自定义模型建立，与二次设备模型文件的关联采用专用访问模式实现，利用数据关系的相互对应，展示出隐藏在二次设备模型文件内部的虚端子信息，通过信息的采集、传输、分析和利用，从而达到信息流向图与虚回路连接展示完整关联的目的。

智能变电站虚回路设计信息流向图与虚回路连接展示完整关联技术以不同方式的展示从源头上保证了数据的可靠性与同步性。

4结论

本文研究了智能变电站文件的可视化方案，基于SCD可视化提出了二次虚回路辅助设计方案，可以提高SCD文件可读性，保证二次虚回路配置正确性，提高虚回路设计工作效率及准确性。