数字化变电站实战篇_调试流程介绍.doc

工程服务中心内部培训资料数字化变电站实战篇调试流程介绍V1.001.概述11.1.数字化变电站的调试环境分析11.2.数字化变电站工程配置过程21.3.调试的准备工作22.数字化变电站调试流程介绍32.1.调试的流程图32.2.icd文本的编辑33.SCD文本的编辑83.1.简介83.1.1.安装及运行113.2.SCD配置前准备工作113.3.制作SCD文件113.3.1.Header记录113.3.2.Substation配置123.3.3.Communication配置123.3.4. GOOSE连线2. 选择外部信号2. 连接内部信号2934数字化变电站调试流程1. 概述 数字化变电站间隔层和站控层通过MMS交换事件和状态数据，间隔层内部以及间隔层与过程层之间通过GOOSE信号交换控制和状态数据，过程层和间隔层之间交换采样值数据SMV。GOOSE和SMV二者结合起来相当于传统变电站的二次回路部分，是数字化变电站的核心。在做数字化变电站的时候，首先我们要对其调试环境进行分析。1.1. 数字化变电站的调试环境分析 图 1-1 数字化变电站测试环境数字化变电站按功能可分为过程层、间隔层、站控层。与常规变电站最大的区别是过程层的变化。其GOOSE网取代了原来的信号二次回路及控制回路，SMV网取代了原来的交流回路，并经过光电数字转化，通过光缆进行网络化的传输。因此数字化变电站的测试环境也相应地发生了变化。主要有以下几个方面： 过程层的GOOSE、SMV调试。 过程层EVCT、合并单元的调试。 间隔层的互操作性、保护功能测试。 站控层以61850规约MMS信息服务传输调试。 站控层的五防、顺控、网络交换机的调试。1.2. 数字化变电站工程配置过程 图 1-2 数字化变电站配置流程图 在调试数字化变电站时，要以SCD为核心对变电站进行配置。由SCD生成cid和goose文本给各个智能装置IED使用。1.3. 调试的准备工作调试需要准备的工具 IEDConfigurator工具：用于ICD文本的编辑和配置。 SCD2.0工具：数字化变电站配置描述语言工具。 PCS-PC工具：UAPC平台的装置测试。 uapc_dbg_2.0工具：UAPC平台装置bin程序和goose文本的下载。 FFFTP：测控装置程序及文本的下载。 NPI测试工具：模拟goose发送。 注：具体的使用方法详见数字化变电站入门介绍_工具篇。 具体调试的时候请参见数字化变电站实战篇-学会输入采样值、数字化变电站入门介绍_61850规约服务、数字化变电站入门介绍_IEC 61850规约应用指南。2. 数字化变电站调试流程介绍2.1. 调试的流程图 图 2-1 数字化变电站调试流程图2.2. icd文本的编辑取得装置的icd文本时候，请先检查icd文本是否符合工程实施规范。需要检查的方面有：序号检测方面检测方法解决问题整体检测1检查IED、逻辑设备、报告控制块和数据集名称是否正确获得IED名称与“TEMPLATE”比较；获得LD名称与国网工程实施规范的标准比较，不能超过10个字符，不能以数字开头；获得报告控制块和数据集名称与国网工程实施规范的标准比较。保证ICD提供出的IED名称都为“TEMPLATE”，而CID中是具体的工程配置名称；保证LD名称符合国网实施规范，如果以数字开头或超过10个字符，导致客户端不能建立连接； 保证报告控制块和数据集名称的合法。2检查每个LD下的LN最少配置每个LD最少包含LLN0和LPHD两个逻辑节点语法检查数据集检测3定值数据集dsSetting和设备参数dsParameter的内容和顺序问题获得数据集成员的FCDA的变量名和顺序号，与config文本的定值引用表比较。如果定值清单在保护信息子站修改和显示，提供给用户和LCD一致的感受。4保护事件数据集dsTripInfo的内容和顺序问题获得数据集成员的FCDA的变量名和顺序号，与config文本中通信传动的保护动作引用表比较。确保保护事件的内容和顺序正确5数据集FCDA个数检查检测数据集中FCDA的个数是否超过256避免数据集中FCDA配置的过多，导致信号不能正常上送6数据集中FCDA的引用的有效性对每个FCDA逐个在实例化的模型中查找防止FCDA是无效的引用7检查定值数据集以及其他全部数据集的FCDA是否跨LD全部的FCDA不能跨LD符合国网的工程实施规范报告控制块检测8报告控制块的属性配置检查检查是否存在segmentation属性、datSet属性名称是否正确、OptFields中dataSet和reasonCode是否为true语法检查要求不能配置segmentation属性；datSet名称必须在数据集中能找到；配置OptFields中dataSet和reasonCode为true，是客户端收到报告的充分条件。9检查是否存在定值控制块搜索SettingControl是否存在及属性的合理性防止装置配置工具的原因导致没有定值报告控制块实例化检测10“desc”属性是否全部配置实例化的LD、LN、DOI是否都包含“desc”属性。解决客户端的信号描述全部有显示。11“desc”属性配置是否正确获得每个DOI的“desc”属性和变量名，与config文本中的对应变量名的描述比较。解决客户端的显示的信号描述与LCD显示不一致。12检查短地址配置的正确性获得实例化的每个DAI的短地址类型，判断大小写和内容是否正确。获得配置的变量名（除了GOOSE和SV接收），检查是否在config文本中找到。确保ICD能正确在装置中运行起来，并且信号能正确上送。13实例化的LN、DOI、SDI、DAI的引用的有效性从LN开始逐层和DataTypeTemplates比较防止实例化的LN、DOI、SDI、DAI引用不合法14检查实例化的LN的前缀长度检查LN的前缀长度是否超过7-2的19.2章节规定的6个字节的长度语法检查15信号复归的ctlModel数值检查获得LEDRs数据的ctlModel数值，确保为1客户端不能正常信号复归16保护启动等信号的短地址配置获得“Str”等数据的变量名，确保DOI下只配置一个相同变量名保护启动上送两次问题，也检查类似的信号多送问题数据类型模版检测17DataTypeTemplates的内容和成员顺序检查获得ICD的LNType、Dotype、DaType和EnumType，与PCS统一管理的61850模板文件内容和顺序比较减少SCD配置过程中不同ICD的类型冲突问题18检查DataTypeTemplates中控制类型的数据，是否全部实例化查找控制类型对象的实例化，确定是否存在ctlModel和sboTimeout的初始化数值语法检查 表一 icd文本检测内容（以后会出专门的测试软件） 对检查符合规范的icd文本就可以进行工程配置。在配置前需要拿到设计院的虚端子图。 图 2-2 智能操作箱GOOSE输出图 图 2-3 智能操作箱GOOSE输入图 有了智能操作箱PCS222的输入、输出虚端子图后，就可以用IEDConfigurator工具对PCS222的icd工程描述化配置。含GOOSE输出（间隔的开入信息）信号和GOOSE输入（保护、测控的跳合闸和遥控信息）的定义。图 2-4 智能操作箱PCS222的icd描述配置 按照同样的方法对测控和保护装置进行定义。 图 2-5 测控装置GOLD下的双点描述定义 双点开入1-20，其实是对应普通goose开入的1-20。相当于goose1-20已经被别人占了，所以普通开入的定义需要从goose开入21开始定义。图 2-6 测控装置GOLD下的普通开入的描述定义 定义完GOLD下面的描述后定义C1下面dataset里面的描述。图 2-7 测控装置的C1下的描述配置 其实定义操作箱和测控、保护装置GOLD下面的描述主要用于goose连线，在SCD配置时用到，防止goose连接出错，通过具体描述进行连线可以降低出错率。而C1下dataset里面的描述就直接用于后台和远动的导入。在SCD做好的情况下，后台和远动的库都来自于SCD文件，会大量减少后台及远动描述定义的工作量。配置完各分个智能装置的ICD后，就可以进入全站系统配置描述SCD的工作。3. SCD文本的编辑SCD配置工具就是用来整合一个数字化变电站内各个孤立的IED为一个完善的变电站自动化系统的一个系统性工具。3.1. 简介SCD配置工具可以记录SCD文件的历史修改记录，编辑全站一次接线图，映射物理子网结构到SCD中，可配置每个IED的通讯参数、报告控制块、GOOSE控制块、SMV控制块、数据集、GOOSE连线、DOI描述等。软件界面如下图：工具结构 Header部分：记录SCD文件的更新记录，手动输入维护记录，如下图示； Communication部分：现场实际物理通讯子网的映射，MMS通讯网的类型为8-MMS，GOOSE子网的类型为IECGOOSE，如下图示： Substation部分：可用于编辑变电站内主接线图等，共后台直接读取画面，如下图示： IED部分：提供全站IED的添加、更新、删除功能，并提供对IED详细内容的查看，如下图示：3.1.1. 安装及运行直接运行安装包程序，将安装目录制定为浅显、易找的路径，安装完毕，在桌面会生成快捷方式。安装目录下，ICD目录为需要导入的ICD存放目录，CID目录为单独导出的CID文件所在目录，Export为导出CID及GOOSE的目录，SCD为存放SCD文件的目录，SSD为存放SSD文件的目录3.2. SCD配置前准备工作在制作全站SCD文件之前，需要先取得全站各类型IED的ICD文件；各类型ICD文件需能够通过XML语言语法结构检查；各类型ICD文件需能够通过KEMA软件的模型测试；各类型ICD文件的DataTypeTemplates需要统一，遵循国家电网公司企业标准-IEC61850工程应用模型标准，对于标准中未定义的模板，如各厂家自行扩展的模板，需要对模板ID添加不同的前缀以示区别；3.3. 制作SCD文件3.3.1. Header记录记录SCD文件的更新历史，手动输入维护记录，如下图示：保持良好的填写更改记录习惯，可使不同的工程人员在接手SCD文件后，快速的对SCD文件的内容变更有个整体的了解，也可保证SCD文件的可持续维护性。3.3.2. Substation配置该工具的保留功能，目前（2010-4-28）正在开发中，主要功能是提供画面的编辑，以便后台或其他需要画面的地方，可直接从SSD文件中提取画面。3.3.3. Communication配置该部分用于划分逻辑通讯子网，子网的个数、类型从实际的物理子网映射而来，一般包含一个类型为8-MMS的MMS子网以及若干个类型为IECGOOSE的GOOSE及SMV通讯子网。l 新建子网选中左侧SCL树中“Communication”选项，在右侧子网列表任意处，点击右键，选择，可添加通讯子网，子网的个数为实际物理通讯子网的个数，即逻辑通讯子网为实际通讯物理子网的映射；一个子网的name可取任意合法字符串，Type必须为8-MMS或IECGOOSE，Description为该子网功能的描述，如下图：l MMS通讯子网设置子网类型为8-MMS，左侧SCL树中，选择Communication下MMS子网，中间窗口左下方选择，窗口中将列出该子网中基于OSI通讯模型的访问点。子网中添加访问点有两种方式：在添加IED时，将访问点直接分配到相应的子网中。在下图窗口最右侧中，将相应IED的MMS访问点拖至中间窗口中。每个MMS访问点参数中，我们只需按工程需要，修改两列即可，其余参数保持工具默认值即可；如果存在MMS网与GOOSE网共网的情况（需要做装置联锁的情况），在左侧SCL树中，选择Communication下8-MMS类型子网，中间窗口左下方选择，窗口中将列出该子网中基于OSI链路层通讯的访问点，GOOSE访问点的参数设置说明见下一节。如下图：对于8-MMS类型的子网，其通讯模型选项中，仅、有效，对站控层子网无效。l GOOSE通讯子网设置子网类型为IECGOOSE，左侧SCL树中，选择Communication下任意一个GOOSE子网，中间窗口左下方选择，窗口中将列出该子网中基于OSI链路层通讯的访问点。子网中添加访问点的方式与MMS子网添加访问点一致，参见8-MMS子网设置。每个GOOSE访问点参数中，我们只需按工程需要，修改MAC-Address、VLAN-ID、VLAN-PRIORITY、APPID、MinTime、MaxTime几列内容即可，其余参数保持工具默认值即可；MAC-Address：GOOSE组播地址，全站唯一，有效范围为01-0C-CD-01-00-0001-0C-CD-01-01-FF；VLAN-ID：虚拟子网ID号，有效范围为04095；VLAN-PRIORITY：VLAN优先级，有效范围为17，GOOSE通讯默认优先级为4，数字大的优先级高；APPID ：GOOSE应用标识，全站唯一，工程习惯上填写为MAC地址后两段的组合；MinTime：GOOSE报文最短传输时间T1，单位ms；MaxTime：GOOSE报文的最长传输时间T0，单位ms；如果存在过程层GOOSE通讯与过程层SMV通讯网共网的情况，在左侧SCL树中，选择Communication下IECGOOSE类型子网，中间窗口左下方选择，窗口中将列出该子网中基于OSI链路层通讯的访问点，SMV访问点的参数设置说明见下一节。对于IECGOOSE类型的过程层GOOSE通讯子网，其通讯模型选项中，仅、有效，对过程层子网无效。l SMV通讯子网设置子网类型为IECGOOSE，子网类型为IECGOOSE，左侧SCL树中，选择Communication下任意一个GOOSE子网，中间窗口左下方选择，窗口中将列出该子网中基于OSI链路层通讯的访问点。子网中添加访问点的方式与MMS子网添加访问点一致，参见8-MMS子网设置。每个SMV访问点参数中，我们只需按工程需要，修改MAC-Address、VLAN-ID、VLAN-PRIORITY、APPID几列内容即可，其余参数保持工具默认值即可；MAC-Address：SMV组播地址，全站唯一，有效范围为01-0C-CD-04-00-0001-0C-CD-04-01-FF；VLAN-ID：虚拟子网ID号，有效范围为04095；VLAN-PRIORITY：VLAN优先级，有效范围07，缺省值为4，数字大的等级高；APPID：SMV应用标识，全站唯一，有效范围为0x40000x7fff,工程习惯上填写为组播MAC地址后两段的组合。l IED配置该功能域提供了编辑IED的功能，包括新建、更新、删除、上移、下移等。l 添加IED在左侧SCL树，选择IED，在中间窗口任意地方点击右键，选择，打开“导入IED向导”窗口第一步“概述”，点击按钮。在第二步“IED信息”窗口，选择ICD文件，并填写IED Name，如需要校验语法，请勾选“Schems校验”，如不需校验，直接点击按钮。在勾选“Schems校验”的情况下，工具将进行很严格的语法校验，可根据“Schems校验结果”中的提示，处理ICD文件中相关信息，如下图示。对于无法处理的语法问题，工程应用上，常采取忽略的方式，即在第二步中取消“Schems校验”，鉴于目前ICD模型文件已经比较规范，对于个别的XML语法，严格校验时，可能通不过，但对于组建SCD文件，一般无任何影响。第二步中如未勾选“Schems校验”，第三步将进入“处理Enum数据类型冲突”，如果ICD中枚举数据模板与SCD中同名枚举数据模板有冲突，该窗口将列出所有冲突项；如果枚举模板不存在冲突，该步将被自动跳过。选中某一个冲突项，点击左下角按钮，将显示冲突的两个数据类型的详细内容，可根据冲突提示，并参考国家电网公司企业标准-IEC61850工程应用模型，决定是将ICD中模板替换SCD中模板，还是忽略ICD中模板保留SCD中模板，或者是通过加前缀，同时保留ICD及SCD中的模板。对于加前缀这种情况，可对不同冲突添加不同前缀，也可对所有冲突统一添加前缀，而新加的IED将使用新导入的加前缀的数据模板。第四步将进入“处理DA数据类型冲突”，如果ICD中DA数据模板与SCD中同名DA数据模板有冲突，该窗口将列出所有冲突项；如果DA模板不存在冲突，该步将被自动跳过。对于DA数据类型冲突的处理，同第三步的处理方式。第五步将进入“处理DO数据类型冲突”，如果ICD中DO数据模板与SCD中同名DO数据模板有冲突，该窗口将列出所有冲突项；如果DO模板不存在冲突，该步将被自动跳过。对于DO数据类型冲突的处理，同第三步的处理方式。第六步将进入“处理LN数据类型冲突”，如果ICD中LN数据模板与SCD中同名LN数据模板有冲突，该窗口将列出所有冲突项；如果LN模板不存在冲突，该步将被自动跳过。对于LN数据类型冲突的处理，同第三步的处理方式。第七步进入“更新通讯信息”窗口，如果本步不需要导入通讯信息，可勾选“不导入通讯配置信息”，默认选项为导入通讯配置信息。对不同的访问点可选择不同的通讯子网，此步骤可使访问点分配到指定的通讯子网中。第八步为最后一步，该步将之前所做的选项，逐项列出，以供核对，如确认无误，即可点击按钮，使新加的IED按照如上选择导入SCD中。l 更新IED在左侧SCL树，选择IED，在中间窗口选中需要更新的装置，并在该装置上点击右键，选择，打开“更新IED向导”窗口的第一步“概述”，点击按钮。在第二步“IED信息”窗口，选择ICD文件，如需要校验语法，请勾选“Schems校验”，如不需校验，直接点击按钮，本步处理方式同新建IED的第二步。第三步为更新内容的选择，可根据实际工程需要，选择不同的更新选项。“保留在SCD中存在的而在ICD中不存在DataSet”选项，用于ICD中数据集个数与SCD中相应IED的数据集个数不一致的情况，此时更新ICD时，一般不需要勾选本项，以保证SCD中与ICD中保持一致，例如ICD中增加或删减了某些数据集。“保留在SCD中存在的而在ICD中不存在GSEControl”选项，用于SCD中已配置好GOOSE控制块，但ICD无相关GOOSE控制块的情况，此时更新ICD时，需要勾选本项。“保留在SCD中存在的而在ICD中不存在SampledControl”选项，用于SCD中已配置好SMV控制块，但ICD无相关SMV控制块的情况，此时更新ICD时，需要勾选本项。“保留在SCD中存在的而在ICD中不存在Inputs”选项，用于SCD中已配置好GOOSE连线，但ICD无相关GOOSE连线的情况，此时更新ICD时，需要勾选本项。“保留在SCD中存在的而在ICD中不存在ReportControl”选项，用于SCD中报告控制块与ICD中报告控制块不一致的情况，此时更新ICD时，一般不需要勾选本项，以保证SCD中与ICD中一致。“当SCD中LN的描述与ICD中不同时，保留SCD中LN的描述”选项，用于SCD中LN的描述与ICD中不一致的情况，一般更新ICD时，不需要勾选，以保证SCD中与ICD中保持一致。“当SCD中DataSet的描述与ICD中不同时，保留SCD中DataSet的描述”选项， 用于SCD中数据集的描述与ICD中不一致的情况，一般更新ICD时，不需要勾选，以保证SCD中与ICD中保持一致。“当SCD中DOI的描述与ICD中不同时，保留SCD中DOI的描述” 选项， 用于SCD中DOI的描述与ICD中不一致的情况，一般更新ICD时，需要勾选，以保证SCD中与ICD中保持一致；在实际工程中，由于后台中四遥信息的描述取的是DOI的描述，故对于SCD中四遥信息名称已修改完毕，但又需要更新该模型的情况，该选项务必要选。第四步为选择更新选项后的更新内容汇总，可浏览更新是否满足要求，如果满足可点击下一步，如果不满足，可退回上一步，重新选择。第五步为结束窗口，列出了所有已更新的内容，点击完成，结束更新。l 配置IED在左侧SCL树，选择IED下的某个IED，在右侧窗口下方有若干设置选项，选择不同的选项可完成不同的设置。选择“Logic Node”选项，通过选择LD下拉列表，可选择不同的逻辑装置，并可浏览不同逻辑装置的LN配置情况，如下图选择“DataSet”选项，选择不同的LD，可查看该LD中的数据集，选择不同的数据集可以查看数据集中的数据，并可在“DOI Description”列修改数据的描述，如下图。选择“GSE Control”选项，并选择GOOSE的LD，在右侧窗口空白处点击右键，选择“新建”，可添加GOOSE发送控制块。Name：LD内唯一，一般取默认值即可，工具保证其唯一性；Data Set：选择GOOSE LD下的GOOSE数据集，每个数据集对应一个控制块；Config Revision：用默值认1即可，也可编辑，PCS系列装置会检Config Revision，并且只认值为1的；Type：GOOSE发送控制块选GOOSE；APPID：站内唯一，取默认值即可，工具可保证其唯一性；Descripition：控制块描述，可按需填写，表明含义即可；选择“SMV Control”选项，该选项仅对9-2采样值传输有效，用于配置SMV发送数据集对应的控制块。一般选择合并单元装置，选择GOOSE的LD，在右侧窗口空白处点击右键，选择“新建”，可添加SMV发送控制块。Name：LD内唯一，一般取默认值即可，工具保证其唯一性；DataSet：选择GOOSE LD下的SMV数据集，每个数据集对应一个控制块；Config Revision：用默值认1即可，也可编辑，PCS系列装置会检Config Revision，并且只认值为1的，许继合并单元发送的是0，需要将其合并单元修改为1；SMV ID：站内唯一，取默认值即可，工具可保证其唯一性；Multicast：9-2为组播方式，该值默认选True；Sample Rate:采样速率，可设，目前采样速率有4000、4800、5000，按工程所需设置；ASDU Number：ASDU数目，表示SMV数据集的数据用几个ASDU来传输，默认为1即可，也可编辑；SMV Option：SMV选项，设置SMV报文是否需要被选择的项，按工程设置；Descripition：控制块描述，可按需填写，表明含义即可；选择“Report Control”选项，用于配置MMS通讯的报告控制块。选择物理装置，选择MMS通讯的LD，在右侧窗口空白处点击右键，选择“新建”，可添加报告控制块。选中新建的报告控制块，可配置控制块的启用及支持最大的客户端数。控制块中各个参数一般是直接从ICD中读取的，除非ICD中的不满足要求，那么可以再SCD中队其进行修改。Name：LD内唯一，一般取默认值即可，工具保证其唯一性；DataSet：选择MMS LD下的数据集，每个数据集对应一个控制块；Integrity period：完整性周期，即总召唤周期时间；RPT ID：报告ID，LD内唯一，手动输入，一般取填为与Name一致；Config Revision：用默值认1即可，也可编辑，PCS系列装置会检Config Revision，并且只认值为1的；Buffered：缓存类报告置true，非缓存类置false；Buffer Time：缓存时间，对于缓存报告生效，设置缓存时间；Trigger Option：触发条件，设置触发报告的条件，如数据值变化、数据品质变化、周期、总召等；Option Fileds：选择域，设置报告中包含哪些数据，例如发送序号、传送原因、数据集等；Descripition：报告控制块描述，只要表明含义即可；3.3.4. GOOSE连线在数字化变电站中（采用了GOOSE），GOOSE连线可理解为传统变电站中的硬电缆接线，采集装置将其采集的信号（位置信号、机构信号、故障信号）以数据集的形式，通过组播向外传输，接收方可能只要接受部分信号，那接受方如何知道接受哪些信号，那就是通过GOOSE连线来告诉接受方收取什么信号。 在配置GOOSE连线时，有几项连线原则：对于接收方，必须先添加外部信号，再加内部信号；对于接收方，同一个外部信号不允许同时连两个内部信号（可理解为常规变电站接线端子不允许并线），在此版本工具中，该原则被修改为重复添加外部信号时进行提示是否允许；对于接受方，同一个内部信号不允许同时连两个外部信号，即同一内部信号不能重复添加；在遵循上面原则的情况下，我们可以进行正常的GOOSE连线，连线过程中日志窗口会有详细记录，如有连线不成功，可查看日志窗的记录。添加内部信