即插即用多回路自动对点方案1 引言1.1 编写背景即插即用智能配电终端模型ICD文件,采用符合IEC61850-80-1标准进行建模,其自描述文件中的IEC104点表信息,需要与配电主站进行对应,以便实现自动对点功能。
安装在开闭站、配电室、分界室等场合的配电终端,其中与配电主站通信的配电终端(DTU 或者通信管理机),单个装置一般都同时监测多条线路信息(直接采集或者通信转发),而常规的ICD文件,一般仅描述一个开关监测信息,因此,采用常规的ICD文件描述无法实现多回路信息自动与主站对点。
本文提出一种符合IEC61850-6标准的SCL文件多回路自动对点实现方法,用于实现配电终端与配电主站多回路自动对点。
1.2 编写目的依据即插即用智能配电终端设备研制项目开发需要,编写此文档。
1.3 关键词ICD:IED能力描述文件,描述IED装置的能力,使用模板定义逻辑节点、数据和服务,由配电终端提供。
SSD:系统规范描述文件,主要描述变电站的单线图、电压等级、一次设备信息,文件包括变电站描述及数据类型模板等。
SCD:变电站配置描述文件,由系统配置从SSD文件和ICD文件生成,描述了完整的变电站、IED和通信系统。
CID:配置描述文件,实例化ICD文件。
XML:扩展标记语言。
SCL:变电站配置描述语言。
CIM:公共信息模型。
LN:逻辑节点,代表典型变电站功能的实体。
2 实现方案变电站配置描述中,Substation部分从功能的角度描述开关场的导电设备、基于电气接线图的连接(拓扑)、说明设备和功能,是基于变电站功能结构的对象分层。
其主要包括的对象模型:变电站,电压等级,变压器,间隔,设备,子设备,连接节点,端点等。
Substation包含VoltageLevel(电压等级)、Bay(间隔)、Equipment(设备)、Subequipment (子设备)、ConnectivityNode(连接节点)、Terminal(端点)、Powertransformer(变压器)、Function(功能)等元素。
而配电网的开闭站、配电室、分界室,类似于变电站,因此,可以通过Substation的LNode 描述实现一次设备与逻辑节点连接关系,Terminal和ConnectivityNode描述实现一次设备之间的连接关系,实例化后的CID文件包Header、Substation、Communication、IED配置4部分。
通过唯一ID信息对一次设备进行描述,实现与配电主站设备模型关联,从而实现点表信息自动对应。
逻辑节点2.1 一次设备类型代码在IEC61850-6中定义的一次设备类型及其代码包括:2.2一次设备与逻辑节点关系实现2.1.1 变电站功能逻辑节点变电站功能逻辑节点tLNode Schema描述如下:<xs:complexType name="tLNode"><xs:complexContent><xs:extension base="tUnNaming"><xs:attributename="iedName"type="tIEDName"use="optional"default="None"/><xs:attributename="ldInst"type="tLDInstOrEmpty"use="optional"default=""/><xs:attribute name="prefix"type="tPrefix"use="optional"default=""/><xs:attribute name="lnClass"type="tLNClassEnum"use="required"/><xs:attributename="lnInst"type="tLNInstOrEmpty"use="optional"default=""/><xs:attribute name="lnType"type="tName"use="optional"/></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>LNode元素属性包括以下:2.1.2 对应关系描述一次设备(本文特指开关,其它设备类似)与装置IED中的逻辑节点对应关系采用ConductiongEquipment元素中的LNode描述,SCL描述示例如下:<ConductingEquipment name="251" type="CBR"><LNode iedName="CL2203" ldInst="PI_CTRL" lnClass="XCBR" lnInst="1" lnType="XJ_XCBR" prefix=""/><LNode iedName="CL2203" ldInst="PI_CTRL" lnClass="CSWI" lnInst="1" lnType="XJ_CSWI" prefix=""/></ConductingEquipment>其描述的是,类型为CBR的导电设备,编号251,关联的逻辑节点包括CL2203/PI_CTRL.XCBR1和CL2203/PI_CTRL.CSWI1。
2.1.3 连接关系描述一次设备之间的连接关系通过其端点(Terminal)和连接点(ConnectivityNode)描述,SCL描述示例如下:<Bay name="251"><ConductingEquipment name="251" type="CBR"><Terminal bayName="251" cNodeName="7" connectivityNode="某某变电站/10000/251/7" name="ter0" substationName="某某变电站" voltageLevelName="10000"/><Terminal bayName="251" cNodeName="4" connectivityNode="某某变电站/10000/251/4" name="ter1" substationName="某某变电站" voltageLevelName="10000"/></ConductingEquipment><ConnectivityNode name="6" pathName="某某变电站/10000/251/6"/><ConnectivityNode name="15" pathName="某某变电站/10000/251/15"/></Bay>2.3一次设备与主站模型对应配电主站使用的是IEC61970标准的CIM模型,而配电终端使用的是IEC61850模型,因此,要对IEC61850模型到IEC61970模型的转换,才能将配电终端信息与主站信息对应,实现点表自动入库。
在配电主站中,一次设备具有唯一ID码,可以通过配置一次设备唯一信息与主站对应来实现。
对应关系可以通过以下两种方案实现。
2.2.1 方案一SCL文件中通过路径来描述信息的唯一性,因此可以在substation中利用各个层次name 属性组成的路径唯一性来确定其对应关系,SCL示例如下:<Substation desc="" name="某某变电站#1出线"><VoltageLevel name="10000"><Voltage multiplier="" unit="V">10000</Voltage><Bay name="某某路#1配电室"><ConductingEquipment name="251" type="CBR"></ConductingEquipment></Bay></VoltageLevel></Substation>CBR(断路器)251的路径描述为:某某变电站#1出线/10000/某某路#1配电室/251,其作为断路器251的唯一ID码,实现与配电主站图形对应。
优点:①比较直观;②符合标准,无需扩展;缺点:①配电主站不能直接使用配电终端唯一ID码信息,需要在主站侧增加一层映射实现对应关系,设计较为复杂;②配电终端需要对唯一ID码信息按照SCL文件层次关系进行转换,转换规则复杂,设计难度较大;③核对较困难,容易出错;④工程配置工作量大,实施难度大;2.2.2 方案二在SCL文件中,间隔层元素配置增加私有项oid,私有项值与配电主站CIM模型中相关设备模型的rdf:ID一致,配电主站通过rdf:ID与一次设备,一次设备与逻辑节点的关系,最终完成逻辑节点与CIM模型对应。
<Bay name="沙南848线"><Private type="oid">0905051257046296</Private><ConductingEquipment name="8483" type="CBR"><Private type="oid">0905051305109113</Private></ConductingEquipment></Bay>优点:①对应关系较为简单,转换设计难度较小;②操作简单,可靠性较高,不容易出错;③转换效率较高:可以通过导入导出方式批量操作,主站直接导出CIM模型的ID号,然后再导入到IEC61850系统配置工具;④工程配置工作量小,工程实施难度较小;缺点:①对应关系不直观,需要专门的工具软件查看;②采用私有项难以实现与其它公司配置工具实现互操作,但可以通过成为国网工程应用规范方式而消除互操作问题;本文推荐使用方案二实现。