與變電站有關的 IED 的通信配置描述語言

與變電站有關的IED的通信配置描述語言 一 變電站配置簡介 IEC61850標準的第6部分定義了實現(xiàn)設備互操作性的變電站配置描述語言 SubstationConfigurationLanguage SCL SCL專用于變電站IED設備 變電站系統(tǒng)和變電站網絡通信拓撲結構的配置 其目的是為了對不同制造廠商的配置工具交換系統(tǒng)的配置信息 實現(xiàn)互操作性 通過配置描述語言SCL 不僅可以實現(xiàn)智能電子設備IED的基本功能和訪問的基本信息的描述 而且可以實現(xiàn)IED基本功能的配置和運行參數的設置 SCL文件中的元素對應著SCL對象模型的對象 它的語義定義被描述成XMLschema文件 Schema文件指出元素 XML名域和類型化數據的有效性 由SCL配置器生成的SCL文件必須嚴格符合schema文件的定義 否則無法通過有效性檢驗 SCL語言在整個61850協(xié)議中極為重要 前面討論過的所有模型都在SCL語言的描述中得到體現(xiàn) 變電站配置的示意圖 二 SCL對象模型 SCL對象模型SCL文件使用UML UnifiedModellingLanguage 描述一個完整的模型實例 使用三個基本對象模型 完成對實際系統(tǒng)的抽象 即 變電站 產品 通信 變電站模型 變電站模型是基于變電站功能結構的對象分層 用于描述變電站系統(tǒng)的結構和功能 它的開關場設備以及系統(tǒng)的電氣連接圖 它包括以下對象 Substation 標識整個變電站的對象Voltagelevel 標識電壓等級 Equipment 表示開關場的一個設備 SubEquipment Equipment的子集 表示三相設備的一相ConnectivityNode 表示一次設備之間電氣連接的連接節(jié)點 Terminal 表示設備之間電氣連接的物理端點 該對象可以用于描述變電站連線圖 LNode 表示邏輯節(jié)點 因為邏輯節(jié)點執(zhí)行變電站的功能 所以在變電站各對象層上它們作為低一層對象附屬于各個變電站對象 產品模型 產品模型代表與變電站自動化系統(tǒng)相關的對象 通過這些對象 可以精確的描述IED的功能和服務 IED 代表變電站自動化系統(tǒng)SAS設備 通過邏輯節(jié)點執(zhí)行變電站自動化功能 IED通過通信系統(tǒng)與其他IED進行通信 并由通信系統(tǒng)中的AccessPoint對象完成IED和通信子網的連接 服務器Server 代表IED的通信實體 通過通信系統(tǒng)對邏輯設備的數據對象和包含在Server中的邏輯節(jié)點進行訪問 邏輯設備LDevice 描述IED的信息模型中LD的分配和實現(xiàn)情況 邏輯節(jié)點LNode LNode包含在IED的LDevice中 LNode包含其它邏輯節(jié)點請求的數據對象DO 所需要的DO和功能實現(xiàn)有關 由IED配置工具決定 在LNode對象層中 包含了三種不同類型的邏輯節(jié)點 分別是 LN0 LPHD 普通LN 數據對象DO 描述IED信息模型中數據對象DO的分配和實現(xiàn)情況通信系統(tǒng)對象模型 通信系統(tǒng)模型描述了邏輯節(jié)點間的通信連接和IED的訪問點 它借助訪問點AccessPoint跨過子網和IED之間建立可能的邏輯連接 通過含有路由器Router功能的IED可以實現(xiàn)不同子網之間的連接 對象和信號命名7 2中標識的信號元素例子E1Q1SB1C1 A1CSWI1 Pos stVal 使用功能命名的信號名元素 使用產品命名的信號名元素 三 變電站配置描述語言SCL SCL文件主要實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)SAS的功能說明 變電站自動化系統(tǒng)SAS的系統(tǒng)描述和IED性能描述 通過SCL語言可以完整描述一個變電站自動化系統(tǒng)的全部配置信息 什么是XML語言全稱是可擴展標記語言和HTML不同 XML的標記主要用于表示數據結構所謂擴展是指用戶可以自己定義標記 來更準確的描述數據XML文檔相當于是一個數據容器 功能上類似于數據庫 XML的結構XML文檔由一個個元素層層嵌套而組成 XML元素用一個標簽開始 并用一個相應的標簽結束 XML文檔示例 XML文件與數據庫一個XML文件可以很方便的與關系數據庫進行轉換 XML與面向對象程序設計 面向對象程序設計極為適合使用XML 因為XML元素本身就是對象 對于前面的XML文件 可以生成如下類 XMLSchema什么是XMLSchemaXMLSchema描述XML文檔的結構XMLSchema是基于XML的DTD替代者XMLSchema語言也稱作XMLSchema定義 XMLSchemaDefinition XSD XMLSchema 定義可出現(xiàn)在文檔中的元素定義可出現(xiàn)在文檔中的屬性定義哪個元素是子元素定義子元素的次序定義子元素的數目定義元素是否為空 或者是否可包含文本定義元素和屬性的數據類型定義元素和屬性的默認值以及固定值 XMLSchema示例一個簡單的XML文檔note xml 描述上述XML結構的Schemanote xsd文件如下 定義SCL的Schema文件 SCL配置文件 SCL結構 根據Schema文件的定義 一個完整的SCL文件應該包含五個段 即 頭段Header 變電站段 Substation 通信段 Communication IED段 IED 數據類型模板段 DataTypeTemplate SCL配置 SCL配置包含了兩級配置 即IED級配置和系統(tǒng)級配置 并且在配置過程中產生了四種描述目標文件 分別為 ICD文件 描述IED的一般功能SSD文件 描述變電站的單線圖及需要的邏輯節(jié)點功能SCD文件 表征如何銜接孤立的IED與變電站自動控制中心的依據CID文件 用于描述在具體工程中的IED實例 CID文件是配置的最終結果 CID文件直接下載到各個獨立的IED中 DeviceCapability OverviewonSCLfiles SubstationConfigurationDescription DeviceCapability Systemspecification Substationautomationfunctionality Singlelinediagram Systemspecificationdescription ssd SystemSpecificationTool Library Systemspecification ssdfile The ssdfileisthespecificationofthesubstationSinglelinediagramLogicalnodesallocatedtotheequipmentofthesinglelinediagram BayQ1 VoltageLevelE1 IEDspecificationandpre engineering Communicationcapabilities Logicalnodeandlogicaldevices IEDcapabilitydescription icd IEDConfigurationTool Library Preconfiguredelements datasets controlblocks LDControl IEDspecification icdfile The icdfiledescribescapabilitiesandpreconfigureddatamodelCommunicationcapabilitiesAvailablelogicalnodesPreconfiguredlogicaldevicesPreconfigureddatasetsPreconfiguredcontrolblocks Systemengineering SystemConfigurationTool The scdfileincludesthecompletesubstationconfigurationIEDconfigurationRelationLNinstanceandsinglelinediagramCommunicationnetworkandparametersDataflowinformation Systemengineering scdfile Switch IEDengineering overview The cidfileisthecompletedescriptionofaninstantiatedIED scd IEDConfigurationTool 步驟說明 IED廠家在出廠時會利用IED配置器編寫設備的ICD文件 在此文件中對產品功能進行預配置 一般來說 ICD文件中只包括IED段 有時可能也有可選Substation段 此時IED的名稱應為TEMPLATE 如果有Substation段 則名稱也應為TEMPLATE 在變電站進行系統(tǒng)配置時 IED廠家將ICD文件提交給變電站方 變電站方將各廠家的ICD文件通過系統(tǒng)配置工具導入后生成IED數據庫 該數據庫存儲了全部IED所具有的邏輯節(jié)點 數據 數據屬性等變電站方利用工具生成SSD文件 該文件一般來說僅包含Substation段 主要描述系統(tǒng)單線圖及與之關聯(lián)的邏輯節(jié)點 變電站方利用系統(tǒng)配置工具將SSD文件和IED數據庫內的內容進行關聯(lián) 這個過程可能是由配置工程師來操作 即將變電站的各個功能分配給各IED 同時為各IED分配通信地址 最終生成SCD文件 SCD文件應包含SCL中規(guī)定的所有段 它包含了該變電站所有的相關信息 變電站方將SCD文件輸入廠家提供的IED配置器中 最終生成CID文件 該文件和ICD文件的區(qū)別在于 該文件中包含了與變電站相關的信息 一般來說 該文件中應加入Communication段來描述該IED的通信地址 同時IED的名稱也可能按變電站的統(tǒng)一要求被改變 CID文件由工程師站采用本地或遠程的方法下載入IED中 Ele