講座5(變電站配置)

1、與變電站有關(guān)的與變電站有關(guān)的 IED 的通信配的通信配置描述語言置描述語言一、變電站配置簡介一、變電站配置簡介 IEC61850標準的第6部分定義了實現(xiàn)設(shè)備互操作性的變電站配置描述語言 （Substation Configuration Language）SCL。SCL專用于變電站IED設(shè)備，變電站系統(tǒng)和變電站網(wǎng)絡(luò)通信拓撲結(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)的設(shè)置。SCL文件中的元素對應(yīng)著SCL對象模型的對象，它的語義

2、定義被描述成XML schema文件。Schema文件指出元素、XML名域和類型化數(shù)據(jù)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、二、SCL對象模型對象模型SCL對象模型 SCL文件使用UML（Unified Modelling Language）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(chǎn)品；通信。變電站模型： 變電站模型是基于變電站功能結(jié)構(gòu)的對象分層。用于描述變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，

3、它的開關(guān)場設(shè)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(guān)場的一個設(shè)備；SubEquipment：Equipment的子集，表示三相設(shè)備的一相ConnectivityNode：表示一次設(shè)備之間電氣連接的連接節(jié)點。Terminal：表示設(shè)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(chǎn)品模型：產(chǎn)品模型代表與變電站自動化系統(tǒng)相關(guān)的對象，通過這些對象，可以精確的描述IED

4、的功能和服務(wù)。IED：代表變電站自動化系統(tǒng)SAS設(shè)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(wǎng)的連接。服務(wù)器Server：代表IED的通信實體，通過通信系統(tǒng)對邏輯設(shè)備的數(shù)據(jù)對象和包含在Server中的邏輯節(jié)點進行訪問。邏輯設(shè)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(shù)據(jù)對象DO。所需要的DO和功能實現(xiàn)有關(guān)，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：

5、LN0、LPHD、普通LN數(shù)據(jù)對象DO：描述IED信息模型中數(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)品命名的信號名元素三、變電站配置描述語言三、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。

6、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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所謂擴展是指用戶可以自己定義標記，來更準確的描述數(shù)據(jù)XML文檔相當于是一個數(shù)據(jù)容器，功能上類功能上類似于數(shù)據(jù)庫！似于數(shù)據(jù)庫！XML的結(jié)構(gòu)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(yīng)的標簽結(jié)束（）XML文檔示例XML文件與數(shù)據(jù)庫一個XML文件可以很方便的與關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行轉(zhuǎn)換XML與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計:面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)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:XML Schem

7、a什么是XML SchemaXML Schema 描述 XML 文檔的結(jié)構(gòu)XML Schema 是基于 XML 的 DTD 替代者XML Schema 語言也稱作 XML Schema 定義（XML Schema Definition，XSD）XML Schema：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(shù)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(shù)據(jù)類型 定義元素和屬性的默認值以及固定值XML Schema示例一個簡單的XML文檔note.xml描述上述XML結(jié)構(gòu)的Schema note.xsd文件如下定義SCL

8、的Schema文件SCL配置文件：SCL結(jié)構(gòu)：根據(jù)Schema文件的定義，一個完整的SCL文件應(yīng)該包含五個段，即：頭段Header）；變電站段（Substation）；通信段(Communication)；IED段（IED）；數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jù)CID文件：用于描述在具體工程中的IED實例。CID文件是配置的

9、最終結(jié)果，CID文件直接下載到各個獨立的IED中Device CapabilityOverview on SCL files Substation Configuration DescriptionSystem SpecificationDevice CapabilitySystem specificationSubstation automation functionalitySingle line diagramSystem specification description.ssdSystem Specification ToolLibrarySystem specification s

10、sd fileThe .ssd file is the specification of the substationSingle line diagramLogical nodes allocated to the equipment of the single line diagramBay Q1QA1QE1QE2QE3QC1QB1CT11VT1XSWIXSWIXSWIXSWIXCBRXSWICSWICSWICSWICSWICSWICSWITCTRTVTRMMXUPDISPTRCVoltage Level E1IED specification and pre-engineeringCom

11、munication capabilitiesLogical node and logical devicesIED capability description.icdIED Configuration ToolLibraryPreconfigured elements (datasets, control blocks)LD ControlIED specification icd fileThe .icd file describes capabilities and preconfigured data modelCommunication capabilitiesAvailable

12、logical nodesPreconfigured logical devicesPreconfigured datasetsPreconfigured control blocksQE3XSWIQE3CSWIQC1XSWIQC1CSWIQE2XSWIQE2CSWIQA1XCBRQA1CSWIQE1XSWIQE1CSWIQB1XSWIQB1CSWISystem engineeringDesign communication networkSelect and instantiate IEDsMap functions LNs in .ssd to LNs in IEDs.ssd.icdEng

13、ineer data flowSystem configuration description.scdSystem Configuration ToolThe .scd file includes the complete substation configurationIED configurationRelation LN instance and single line diagramCommunication network and parametersData flow informationSystem engineering scd fileBay E1QA1QE1QE2QE3Q

14、C1QB1CT11VT1XSWIXSWIXSWIXSWIXCBRXSWICSWICSWICSWICSWICSWICSWITCTRTVTRMMXUPDISPTRCSwitchIED engineering - overviewThe .cid file is the complete description of an instantiated IED.scdIED specific engineering- process interface- HMI- logic functions- parametrizationConfigured IED description.cidIED Conf

15、iguration Tool步驟說明：IED廠家在出廠時會利用IED配置器編寫設(shè)備的ICD文件，在此文件中對產(chǎn)品功能進行預(yù)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(yīng)為TEMPLATE(如果有Substation段，則名稱也應(yīng)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(dǎo)入后生成IED數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫存儲了全部IED所具有的邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)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(guān)聯(lián)的

16、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(shù)據(jù)庫內(nèi)的內(nèi)容進行關(guān)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(yīng)包含SCL中規(guī)定的所有段，它包含了該變電站所有的相關(guān)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(guān)的信息。一般來說，該文件中應(yīng)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Elements of the SCL fileHeaderSCL xmlns=http:/www.ie