智能变电站SCD配置文件“即插即用”实现方案研究

孙广强，张晓慧（河南省电力勘测设计院，河南　郑州　450007）



智能变电站SCD配置文件“即插即用”实现方案研究

孙广强，张晓慧（河南省电力勘测设计院，河南郑州450007）

针对扩建工程SCD修改带来的问题，提出了SCD文件模块化设计方法，在一期工程时就按照最终规模进行模块化、标准化的全站最终规模SCD文件设计，并与一期SCD同步验证，从而将扩建时SCD的增加内容设计变为减模块设计，具备已验证、标准化、可对比的优点，能够实现扩建设备的即插即用。

智能变电站；SCD文件；即插即用

1　概述

SCD文件是智能变电站的全站配置文件，包含了智能变电站的全部信息。它采用XML语言描述格式，描述了智能变电站一次系统结构、所有IED的实例配置信息、通信访问点的位置及地址和所有IED间虚端子互连信息等。SCD文件是全站统一的数据源。

智能变电站整个二次系统涵盖在变电站配置描述文件SCD（substation configuration description）中，以往常规综合自动化系统 IED（智能电子设备）基于端子二次连接关系，演变为基于GOOSE数据包的虚端子/虚回路对应关系。由此，SCD成为二次系统关键，二次系统成为黑匣子，这对智能变电站的二次运行管理带来了新的挑战。

目前工程中生成SCD文件的方法一般是厂家提供装置ICD文件，设计单位按照实现二次功能所需要的信息交互制作虚端子接线表，集成商根据全站所有设备的虚端子信息组态为SCD文件，再由SCD文件导出各装置的CID文件下装至各二次物理设备，实现二次功能。而按照传统的先施工、后调试的建设步骤，以往工程中的SCD文件都是装置图纸就绪并完成光缆、电缆等后，才开始设计，并在现场调试中反复验证。由于各个厂家装置建模的ICD文件不一致，信号描述不一致，属性说明差异等原因，不同工程或同一工程不同期、不同间隔虚端子接线表和SCD文件差异也较大，同时，进行智能变电站间隔扩建或IED装置升级时，有时不得不采取全站停电或模拟搭建完整站方案进行SCD验证试验。这些原因使得SCD文件的配置成为一项繁琐、耗时较长、且给扩建工程带来较大困难的工作。

本文所研究的SCD配置文件的“即插即用”正是为了解决这些问题，使SCD文件配置成为一项工厂化预制式的工作，实现本期设备逻辑功能的即插即用；并利用模块化的理念，实现扩建工程相关设备的即插即用，避免重复繁琐的反复验证。

2　SCD标准化实现本期即插即用

要实现SCD配置文件的即插即用，标准化是基础。标准化包括几个方面：二次功能配置标准化、一二次设备连接标准化、ICD文件模型标准化。

2.1二次功能配置标准化

不同变电站或同一变电站相同的主接线形式与设备配置下，其功能应是标准化，具备可移植性的。标准化功能下变电站内同一类型各间隔的配置信息是基本一致的，可以模块化扩展和复制。功能配置一体化的基础是通用设计方案，按照通用设计方案同一电压等级，类似接线形式的变电站其功能配置也基本是相同的。

2.2ICD文件模型标准化

ICD文件是二次装置IED的能力描述文件，规定了装置与外界交互信息的数据集、信号内容等。

ICD文件（IED能力描述文件）是智能化变电站所有工作的基础，该文件的质量直接关系到工程实施的质量和工作量。标准化了的ICD文件可使本来需要花费大量时间来配置的工作通过软件来直接实现，大大节省了工作时间也保证了工作质量；标准化了的ICD文件其中文描述可直接用于后台信息描述，也保证了后台信息描述的标准化；标准化了的ICD文件对装置结构表达更明确，更利于对装置功能的分析和问题的查找。ICD文件的标准化能够使得不同厂家的模型文件具备一致性，可互换，是即插即用的基础。

工程实际对ICD文件的使用过程中发现有些厂家会对同一个信息多次定义，另外，重复存在的信息因为名称基本一致有时很难区分两者分别来自哪个数据集，经常会出现错误管理数据信息的情况。因此建议对ICD文件的检查要包括信息重复反应的问题。

2.3一二次设备连接标准化

由ICD文件和虚端子表的标准化，二次设备之间的信息通信可以预先建立，但由于一次设备的多样性、不易统一，一二次设备之间的连接也需要进行标准化。

一二次设备之间的连接主要是一次开关刀闸和智能终端之间的信号联系，以及作为一二次接口设备的智能终端和间隔层设备之间的信号联系。

在建立了这样的一二次接线标标准化对应关系之后，即使尚未进行设计和接线，每个智能终端的开入，也即ICD文件中的点位所对应的内容就已经明确了，与保护装置类似的，智能终端的虚端子表也实现了标准化。

2.4SCD配置文件的工厂预制

基于以上论述，变电站内所有设备的虚端子表、信号点位不受设备订货的制约。一二次设备连接直接按照标准化虚端子配置。这样就可以由设计单位在集成商、一次设备厂家确定之前就进行SCD文件的预制。待各厂家确定后，即可将SCD文件导出的CID（装置配置文件）下装到各个同型号设备中进行联调、验证，通过验证适配后，发往现场的各二次设备均为已经下装了CID的可用设备，在现场安装、连接后即可实现其功能，实现即插即用。

3　SCD模块化实现扩建即插即用

3.1SCD配置文件模块化构想

对于扩建工程，还需要对SCD文件按照新建设规模和内容进行扩充，对相应设备进行修改，重新调试，并下装新配置文件，较为繁琐，且对新的SCD文件还需重新验证。针对这样的问题，可以采用SCD模块化的方法来改变扩建工程面临的问题。

现有的SCD配置中一般是根据本期规模进行配置，到扩建时再根据扩建内容来扩充修改SCD文件，扩充、修改的内容是未经过测试的，且扩建工程牵涉到多个公用设备，均需重新配置、调试，进而影响了正常的带电间隔。SCD模块化思路则为初期配置时就按照全站最终规模来设计SCD文件，当然这样的预先设计是以设备功能、装置配置文件和接线标准化为前提的。在标准化基础上进行的预先设计可以不受本期规模限制，按照全站最终规模展开。

3.2模块化实现扩建工程的即插即用

按照上述模块化配置方案从一开始就形成的是一个完整的SCD文件，应用时根据本期规模将不存在的间隔模块删去，并将公用设备模块的可用间隔调整为本期对应间隔。

在扩建工程时，取出最终规模SCD，删除扩建后不存在的模块，并重新调整公用设备模块连线各间隔的有效/无效属性。这样形成新的SCD文件，并进行CID文件的导出。按照新的CID下装；扩建涉及设备的CID则可以和前期该装置的CID对比，验证本期新增功能正确，然后进行下装；无关设备即无影响的前期间隔，将CID文件与前期比对后是一致，无修改的，则不需要对该设备进行操作。

需要重新下装的扩建设备、扩建涉及设备实际上就对应了SCD完整设计期间的间隔模块和公用设备模块。采用这样的减模块方案进行扩建站设计，相对目前的修改增加内容设计方案来说主要优点是：

（1）保证不同期工程设备功能的标准化和一致性；

（2）全站SCD已经在一期进行过验证测试，扩建时只涉及功能修改，避免出现其他的语法逻辑问题；

（3）导出CID文件可以和前期对比，验证扩建内容；

（4）在标准化基础上导出的CID文件前期已经实践应用，可快速实现扩建工程设备的即插即用。

4　结论

二次功能配置标准化、一二次设备连接标准化、ICD文件模型标准化，是SCD文件即插即用的基础。在上述标准化的前提下，可由设计单位在集成商、一次设备厂家确定之前就进行SCD文件的预制。提前联调验证，然后在工厂内设备预制阶段就将导出的CID下装到各个设备，在现场安装、连接后即可实现其功能，实现即插即用。

针对扩建工程SCD修改带来的问题，提出了SCD文件模块化设计方法，分为间隔模块和公用模块。在一期工程时就按照最终规模进行模块化、标准化的全站最终规模SCD文件设计，并与一期SCD同步验证，从而将扩建时SCD的增加内容设计变为减模块设计，具备已验证、标准化、可对比的优点，能够实现扩建设备的即插即用。

［1］张亚非，等.智能变电站SCD配置文件图形化展示方法.中国专利技术.

［2］一种设备配置方法、配置文件生成方法及配置系统.专利技术.

张晓慧（1983-），女，高级工程师，研究生，主要从事变电站电气设计工作。

TM76

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2095-2066（2016）12-0077-02

2016-4-8

孙广强（1985-），男，工程师，研究生，主要从事变电站及发电厂电气设计工作。