智能变电站系统组态中虚端子存在的问题及改进

顾 建，王志亮

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000）

智能变电站系统组态中虚端子存在的问题及改进

顾 建，王志亮

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000）

通过对虚端子在智能变电站系统组态配置中存在问题的分析，指出虚端子标准化对提高虚端子连线的准确度，减少智能变电站系统组态配置和现场调试时间都具有重要意义。提出相应规范外部、内部信号和实现虚端子标准化的建议，并给出了一个虚端子描述的改进实例。

智能变电站；虚端子；标准化；数据集

智能变电站是目前主流的变电站模式，是智能电网的重要组成部分和关键节点。智能变电站以高速网络通信平台为基础，通过对数字信息进行标准化，实现信息共享和互操作[1]。虚端子是在智能变电站系统组态配置中的一个重要概念，是集成商制作SCD（变电站配置描述）文件的重要依据，在此主要分析虚端子在智能变电站应用中存在的问题并提出改进建议。

1 虚端子概念

传统变电站的微机保护设置模拟量、开入和开出等线路连接的端子排，保护装置的各开入量、跳合闸出口等都一一对应于具体的端子，保护设计时，通过从端子到端子的电缆连接实现保护装置之间的配合，以及保护装置至一次设备的出口[1]。而智能变电站主要采用光纤和网络传输信息，不再大量使用电缆，这就给设计提出了新的问题，与实际端子相对应的“虚端子”的概念被提了出来。引人虚端子概念将有助于保持现有二次设计的规范改变最小[2]，便于设计人员和现场调试人员理解和辨别现场各智能设备之间的信息交换，能够与传统的“实端子”形成良好的对应关系。

2 虚端子在应用中存在的问题

2.1 智能变电站的系统组态

目前，智能变电站系统组态及调试主要分为3步：

（1）设计人员设计并提供全站的图纸以及虚端子表。

（2）集成商利用系统组态工具和虚端子表将各智能装置的ICD（智能设备的配置描述）文件进行虚端子连线和IP（网络协议）地址的分配等，形成SCD文件。由各智能装置厂家现场调试人员利用自家的工具软件将SCD文件转变成CID（智能设备实例配置文件）及私有文件并下装到智能装置，如图1。

（3）现场调试人员在智能装置下装完成后进行单装置调试以及全站设备的联调，发现并改正调试过程中的问题。

由这3步流程可以看出，ICD文件是智能变电站组态之源。

图1 智能变电站系统组态

图2 厂家A提供的220 kV线路保护G1访问点中的数据集（部分）

图3 厂家B提供的220 kV线路保护G1访问点中的数据集（部分）

2.2 不同厂家ICD文件数据集和内部信号的对比

以厂家A和B提供的220 kV线路保护的ICD模型文件为例，图2、图3分别是由厂家A与B提供的220 kV线路保护G1访问点（过程层GOOSE访问点）数据的部分DA（数据属性），由图2与图3对比可知，2套保护的DA描述和定义有较大差异。

同样的问题也存在于智能装置的以GOIN为前缀的内部信号中，ICD模型文件较好的厂家能够提供相应的内部信号描述，而有的厂家则只是提供了实例化的描述，信号的描述和意义不明确、不详细。数据集和内部信号的内容、描述和定义的不统一是目前各厂家ICD模型文件普遍存在的问题。

2.3 虚端子存在的问题

由于各厂家提供的ICD模型文件不统一，给设计人员虚端子表的设计带来了很大的困难，设计人员不得不仔细阅读每一个厂家的ICD模型文件，只有在对ICD模型文件过程层中的数据集和内部信号了解和熟悉后才能提供1份完整、正确的虚端子表。而现实的状况是设计人员往往不能提供1份标准、完备的虚端子表，这就使得集成商在配置SCD文件时会有不小的困难，往往需要咨询在现场的其他厂家人员，并需要现场调试人员对每个智能装置都做好相应的调试，才能确保虚端子连接的准确性，这种需要在全站设备联调过程的不断发现和改正问题的现实状况，带来了“数字化变电站是调试出来”的尴尬[1]。

集成商除了需要在调试过程中发现虚端子的错误，还需要在SCD文件的配置过程中，先进行各导入ICD文件的描述实例化工作，即根据虚端子表，将各ICD文件中G1访问点下的GOOSE（面向通用对象的变电站事件）输出部分的描述修改为工程的实际描述，同时修改由G1访问点映射到S1访问点（站控层MMS访问点）下的GOOSE开入部分的描述，保证上送监控后台信息与工程实际的一致性[3]。

由于虚端子表不准确，集成商需要在调试的过程中不断地修改虚端子连接和相应的描述，工作效率低下，也使SCD文件中存在另外一种错误的可能：即虚端子连线比实际需要的多了，这种错误由于其隐蔽性，在调试过程中往往不能发现，这就有可能形成“虚寄生回路”。解决这些问题就需要对虚端子的外部、内部信号进行规范，实现虚端子的标准化。

3 对虚端子的改进

3.1 虚端子标准化的基础

图4 某厂家220 kV线路测控装置遥控数据集dsGOOSE（部分）

图5 某厂家220 kV线路测控装置改进后的遥控数据集dsGOOSE1（部分）

国家电网公司企业标准Q/GDW 396-2009《IEC 61850工程继电保护应用模型》规范了各逻辑设备和逻辑节点的建模要求以及ICD模型文件中预先定义的数据集名称，但是对数据集中DA的内容、数目以及描述没有做出要求，这就导致了目前各个厂家在数据集内容上的不统一，从而给设计以及集成商带来了困难。

由于ICD文件的外部信号（数据集Data set中发送给其他智能装置的数据对象或数据属性），和内部信号（接受其他智能装置信号的本装置内部对应的数据对象或数据属性），分别由G1/M1访问点（过程层GOOSE/SV访问点）下的GOOSE/SV数据集和以GOIN/SVIN为前缀的内部逻辑节点实现，同时国家电网公司企业标准Q/GDW 161-2013《线路保护及辅助装置标准化设计规范》、Q/GDW 175-2013《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》等标准对智能装置的模拟量输入、开关量输入和开关量输出的具体内容做了规定，这就为虚端子的标准化提供了条件。

3.2 DA信号的标准化

在G1访问点的PI逻辑设备下建立一个包含智能装置全部必备输出DA的标准GOOSE数据集，标准GOOSE数据集中DA的内容、数目以及描述应该统一且是经专家讨论过的、符合国网公司相关企业标准规定和智能装置正常运行所必须具备的。如果标准GOOSE数据集太大或者信号需要分组，则可以建立多个以1开始的数字作为尾缀的数据集，如dsGOOSE1，dsGOOSE2等。标准GOOSE数据集DA的排列顺序应相同，同时描述应规范、符合现场工程人员的使用习惯。对内部信号，应与标准GOOSE数据集一样在G1访问点的PI逻辑设备下，建立一个包含智能装置全部必备内部信号DA的标准GOINGGIO逻辑节点，标准GOINGGIO逻辑节点的建立要求与标准GOOSE数据集一样，如需要对装置内部信号进行分组，则建议以公用数据类为基础划分，如：单点状态信息和可控的双点可分为2个不同的GOINGGIO分组，采用不同的GGIO实例号来区分，如GOINGGIO1，GOINGGIO2等。

图4为某厂家220 kV线路测控装置ICD文件中的遥控数据集dsGOOSE，图5、图6为某厂家220 kV线路测控装置ICD文件中经过改进的遥控数据集dsGOOSE1和dsGOOSE2（图中截取一部分）。可以看到，改进后的遥控数据集有原来的1个增加为2个，第1个数据集dsGOOSE1提供220 kV线路标准的遥控对象，第2个数据集ds-GOOSE2提供220 kV线路备用的遥控对象，同时2个数据集的描述清楚且与现场工程人员的使用习惯相符。

如果智能设备厂家在标准GOOSE数据集之外需要提供扩展的外部信号，则应在G1访问点下再建立1个带2位数字尾缀的PI逻辑设备，如PI02，此PI02逻辑设备包含扩展GOOSE数据集，同时应将包含标准GOOSE数据集的PI逻辑设备命名为PI01。扩展GOOSE数据集中的DA描述应简洁明了并符合现场工程人员的使用习惯，扩展的内部信号DA的建立要求和标准与外部信号类似。

3.3 采样值的DA标准化

采样值SV（采样测量值）的外部和内部信号的DA标准化与GOOSE类似，主要是在M1访问点中建立标准的SV数据集和以SVIN为前缀的采样值内部信号逻辑节点。建立的要求和标准与GOOSE相同，不再赘述。

由于智能变电站中的GOOSE和SV信息的传输都是以数据集为单位，可进一步设想在实现了虚端子标准化的基础上，取消虚端子连线，而采用以数据集为单位的方式进行信号的传送：即通过巧妙地设计发送端数据集中的信号和接收端内部信号的内容和顺序，通过二者的规范和统一，取消虚端子连线，实现只需要将相应数据集的GOOSE/SV控制块和对应的内部信号逻辑节点关联起来，就能实现全站SCD文件的配置，大大减少系统组态配置和现场调试时间，节约成本。

图6 某厂家220 kV线路测控装置改进后的遥控数据集dsGOOSE2（部分）

4 结语

虚端子是智能变电站系统组态配置中的重要概念，是智能变电站功能实现的核心与灵魂，只有保证虚端子连线的准确性，才能够正确的实现智能变电站的全部功能。当前ICD模型文件外部和内部信号的不统一给设计、集成商以及现场调试人员带来了诸多的困难。通过对虚端子内部和外部信号的标准化，能够有效地提高智能变电站虚端子连线的准确度，减少智能变电站系统组态配置和现场调试时间，节约成本，促进智能变电站的大规模推广应用。

[1]高亚栋，朱炳铨，李慧，等.数字化变电站的“虚端子”设计方法应用研究[J].电力系统保护与控制，2011，39（5）∶124-125.

[2]徐成斌，孙一民.数字化变电站GOOSE通信方案[J].电力系统自动化，2007，31（19）∶91-94.

[3]董磊超，于士谦，乔彦涛，等.智能变电站联调测试方法研究[J].华电技术，2012，34（11）∶60-62.

（本文编辑：杨 勇）

Problems and Improvement of Virtual Terminator in Intelligent Substation Configuration

GU Jian，WANG Zhiliang
（State Gird Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

By analyzing problems of virtual Terminator in intelligent substation configuration，the paper indicates that virtual terminator standardization is key to improve accuracy of virtual terminator wiring and reduce time of intelligent substation configuration and field commissioning.The paper proposes advice on standardizing external and internal signal as well as virtual terminator standardization；moreover，it gives an improvement example of virtual terminator description.

intelligent substation；virtual terminator；standardization；data set

TM631∶TP274

B

1007-1881（2015）05-0019-04

2014-12-26

顾 建（1984），男，工程师，从事电网调度自动化系统调试检修工作。