基于三维软件的智能变电站SCD图形化研究及应用

李宾皑

(国网上海市电力公司，上海 200122)

智能变电站的快速发展得益于智能变电站工程中所配备的多种智能数字化技术内容，这其中就包括了以SCD配置文件为核心的智能变电站数字化资料管控系统。它可实现对智能变电站生产工作技术内容的有效规划，例如合理化设计、技术调试、最终验收以及运维管理，保证SCD资料文件与修改跟踪版本控制相互匹配，应用相当灵活。

在智能化变电站系统中是存在二次系统功能配置的，其中所配置的语言即SCL变电站配置语言，它可为二次装置IED、智能变电站一次结构、二次系统等提出一套工程配置方案，主要是参考SCL语言编写设计SCD文件，基于变电站配置合理化描述文件。SCD文件可引入到智能变电站工程中，建立SCD图形化工程体系，通过SCD语言描述建立基于Web架构的管控系统，它是变电站二次系统资料管控系统中的重要功能。

从整体看来，SCD文件中的工程配置信息直接与智能变电站二次资料管控系统相互关联，二者可共同制作生成SCD图形化文件，转化为最简单直接的方式呈现给用户。因此，针对SCD图形化的研究很有必要，需要基于Web软件架构的基础技术特点之上对SVG图形及其相关规范进行分析，并通过案例验证SCD图形化研究的实用价值。

1 智能变电站的二次资料管控系统中的SCD图形化分析

基于SCL语言配置文件，可建立智能变电站中的二次资料管控系统SCD图形化体系。结合全程管控系统进行分析，将一次、二次系统关联起来，甚至建立多个智能变电站关联关系，并综合对比其中的统计关系，在满足SCD图形化要求的基础之上再提出各种技术要求，结合管控系统SCD图形化强化功能实现与操作，首先需要明确其具体需求都有哪些。

(1)在SCD文件中加入虚端子连接关系指令，可为SCD图形化创造基础条件，以此满足配置文件的图形化功能核心业务需求。在二次系统中，它就建立了基于不同装置之间的虚回路。

(2)要在虚回路的基础之上建立ICD或CID文件的虚端子信息模型，该模型可表示一个装置上的所有虚端子内容。

(3)通过SCD文件建立信息逻辑网络沟通体系，并对系统装置中的通信连接关系进行配置与展示。

结合这三点分析可以了解到，需要通过智能变电站中的一次、二次设备与IED对应建立SCD图形化关系，展示一、二次设备之间的接线结构关系与所对应的IED配置，最后利用SSD文件导出数据。在该过程中需要基于系统自定义辅助完成SCD图形化设计过程[1]。

2 基于Web架构的智能变电站SCD图形化应用

可参考Web架构丰富变电站中的系统业务控制功能内容，实现SCD图形化设计与应用过程。为了体现Web技术的诸多先进功能，还需要从软件层面为SCD的图形化设计与应用过程予以技术指导。在智能变电站中，基于SCD图形化类别的分析与图形化效果的设计是非常有必要的。

2.1 基于Web架构的智能变电站SCD图形化类别分析

根据SCD图形化需求分析相关结果，对图形化展示内容进行深度解读，满足图形化研究需求，并提出具体的SCD图形化类别分类，如表1所示。

表1 SCD图形化需求与展示方式

由表1可知，智能变电站中管控系统所需要的SCD图形化信息内容，它可根据用户关注焦点与图形展示方式进行多种图形内容考量，再根据用户使用SCD图形偏好度来呈现相关信息内容[2]。

2.2 基于Web架构的智能变电站SCD图形化效果设计

结合图形化需求特点，对SCD图形化效果设计过程进行分析，再基于Web软件提供参考依据，建立虚端子与虚回路图以及一次、二次设备关联图。

(1)虚端子与虚回路图的SCD图形化效果设计。基于虚端子、虚回路图建立SCD图形化模块，保证图形界限设计分层次展开，并提供IED连接关系与虚端子连接图共同设计展开，如图1所示。

图1 SCD图形化模块关联IED连接图

当用户进行SCD文件浏览时，需要查看虚端子连接内容，所以要给出图1连接图，明确IED关联关系图中的所有内容，了解SCD图形化模块与IED之间的虚端子连接关系。同时，还要结合智能二次资料管控系统进行SCD图形化文件内容的校验和对比，特别是在图形中展示校验后虚端子的配置错误内容，修改SCD文件中的虚端子修改情况[3]。

(2)一次、二次设备的SCD图形化效果设计。要利用SCD图形化文件建立一次、二次设备的关联图，构建智能变电站的设备基础框架，确保二次设备装置完全为一次设备服务。在这里，全部的IED配置都是基于一次设备需求进行设计的，它们通过二次资料管控系统提供全周期管控服务，并建立了一次、二次设备的关联图，再利用SCD文件进行图形化转化处理。在处理过程中采用到了基于结构化文本模型描述的SVG文件表达形式，对不同软件系统与异构数据库中数据内容进行共享，明确图形建模的标准化内涵，有效提高建模数据的可利用特性。在该过程中，应该围绕SVG图形建立相关建模规范内容，描述电力图形元素中的SVG语言，这套语言还被称之为“G语言”。最后可通过G语言将必要的信息传递到SCD图形化系统中进行图形化展示[4]。

3 案例简析

在智能变电站中要善于使用二次系统实施全过程管控，可清晰直观地展示SCD图形化内容，提高变电站生产工程效率。例如国内某220 kV智能变电站就建立了1个合并单元虚端子连接以及两个SV系统，同时清除一些无用的虚端子内容，利用SCD图形化功能直观展示Chord图，明确智能变电站中子网及其对应装置名称与从属关系，在选点后统计图形展示数量。

在这个过程中就运用到了SCD文件，一方面深入了解IED总体概况，一方面展示220 kV背景下智能变电站中的一次、二次设备关联关系图，可清晰了解到不同间隔背景下系统所配置的一次、二次设备相互关系。

4 结语

当前智能变电站需要基于三维软件建立智能变电站SCD图形化系统，通过系统规划生成新信息化图形体系，可为用户提供更多、更丰富多元化的图形化内容，确保智能变电站中所有关键业务信息内容的合理性优化，发挥其应有功能作用。在该过程中，也需要聚焦局部技术内容，确保二次管控系统设计与应用更加人性化、高效率化，有效地提高智能变电站整体生产效率。