图形化SCD文件比对V3

1、图形化SCD文件比对SCD比对功能主要用于查看同一个变电站不同版本SCD文件的差异性，采用图形化方式显示过程层SCD比对结果，从而解决纯文本比对结果可读性差的问题。1 SCD文件基本结构SCD文件的各节点以树形层次结构组织起来（见下图），完整的文件由Header、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplates五大部分组成。Header部分包含SCD文件标识、文件版本、配置工具、文件修改历史记录等信息。Substation部分描述变电站的功能结构，标识一次设备以及它们的电气连接关系。下面简要描述一下Communication、IED和DataType

2、Templates三部分中过程层比较关心的内容。1.1 Communication部分Communication部分描述各个IED的SV控制块和GOOSE控制块的地址信息，参见下图。SMV节点下Address节点配置了SV控制块的APPID、MAC、VLAN-ID和VLAN优先级，GOOSE控制块的相关参数是在GSE节点下的Address节点中配置，此外，GSE节点中还配置了GOOSE报文发送的心跳时间MaxTime和最小重发时间MinTime。1.2 IED部分IED部分各个智能电子设备的具体内容，SV、GOOSE的发布和订阅都在此描述。SV的发布通过SV控制块SampledValueCon

3、trol实现，SV控制块的内容如下图所示。其中，name为控制块名字，datSet属性指定了与本控制块关联的数据集，smvID为控制块的全局ID，nofASDU定义了报文中的ASDU数目，SmvOpts的各个属性都是布尔型，分别指定相应的项是否应该出现在报文中。GOOSE的发布通过GOOSE控制块GSEControl实现。GSEControl节点包含的属性有name、datSet、confRef、type和appID。其中，name为控制块名字，datSet属性指定了与本控制块关联的数据集，appID为控制块的全局ID。SV和GOOSE的订阅是在Inputs节点下定义的，如下图所示。Input

4、s节点由多个外部引用条目ExtRef组成，每个外部引用条目指定了内部输入虚端子的地址intAddr和外部输出虚端子地址（由iedName、ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName构成），根据这些信息可以找到内外虚端子对应的数据对象DO甚至具体的数据属性DA。数据集DataSet的结构如下图。name属性是其标识，上面提到的SV/GOOSE控制块的属性datSet指定的就是DataSet的name，通过比对这两个字符串，可以找到SV/GOOSE控制块所关联的数据集。desc属性给出了数据集的描述信息。DataSet节点由多个子节点FCDA组成，比较FC

5、DA和上面的ExtRef我们可以看到他们有一些相似的属性（ldInst、prefix、lnClass等），不同的是ExtRef中的这些属性指定的是外部某IED的数据路径，而FCDA的这些属性指定的是本IED的数据路径。1.3 DataTypeTemplates部分DataTypeTemplates部分定义逻辑节点类型LNodeType、数据对象类型DOType、数据属性类型DAType等数据类型模板。上图是一个逻辑节点类型的例子，每个IED中的LN0/LN节点都是某个LNodeType的实例，通过比对前者的lnType属性和LNodeType的id属性，可以确定每个LN0/LN都是由那个LNo

6、deType实例化的。LN0/LN节点下的DOI是相应LNodeType下具有相同name的DO的实例化对象。下图是一个数据对象类型的例子，LNodeType下的每个DO都是由某个DOType的派生，DOI节点下的DAI是相应的DOType下某个DA的实例化对象。每个DA都有一个bType属性，它指定了该DA的基本数据类型。bType为Struct的DA是结构化的DA，它的具体结构由相应的DAType定义；bType为Enum的DA是枚举类型，具体内容有相应的EnumType定义。2 SCD中几种的关联2.1 SV/GOOSE配置的三个部分在SCD文件中一个SV/GOOSE报文的完整配置包括三

7、个部分：控制块参数(SampledValueControl/GSEControl)、通信参数(SMV/GSE)、数据集配置(DataSet)。各部分的具体内容在上一节已经描述，下图显示了三个部分之间的关联：通过比对IED的name、访问点的name、LD的实例名inst和控制块的name 找到与控制块匹配的SMV/GSE；通过比对控制块的datSet属性和数据集DataSet的name找到与控制块匹配的DataSet。2.2 虚端子连线的建立SCD文件中的Inputs节点描述了各个IED对外部信号(SV和GOOSE)的引用(订阅)情况。下面以GOOSE的引用为例描述建立虚端子连线的过程。上图下

8、方为某Inputs节点下的一条外部引用，根据该引用指定的iedName、ldInst可找到外部信号所在的IED和逻辑设备LDevice，遍历该LDevice下所有DataSet条目，通过比对ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName和daName可找到匹配的数据集条目，数据集与控制块的关联在上面已经讲述。至此，找到了该外部引用条目订阅的是 哪个IED的哪个GOOSE控制块的第几个数据集条目，虚端子连线由此建立。3 虚端子连接的图形化显示按照上面的方法，我们可以确定SCD文件中所有虚端子连接，进而可以画出每个IED与其他IED之间的信号联系图，如下图所示：图形化SCD

9、文件4 SCD文件比对项目考虑到过程层比较关注的内容，着重从以下几个方面进行SCD文件的比对：1. IED增加和删除IED的name属性作为IED的全局标识必须是全站唯一的，如果在新文件中发现某个IED的name属性在旧文件中不存在，该IED应视为新增IED；反之，在旧文件中发现某个IED的name属性在新文件中不存在，该IED应视为已删除的IED。2. IED参数IED的描述、设备型号、厂家等参数一般不大影响虚端子连线，可以作为可选的比较项目，默认时不进行比较。3. SV控制块的增加和删除新旧文件中同一IED的具有相同smvID的SV控制块被认为是同一个SV控制块，通过比较smvID找出每个

10、IED中新增的SV控制块和已删除的SV控制块。 4. SV控制块参数应比较的SV控制块参数包括：APPID、MAC、VLANID、VLAN优先级、配置版本号、ASDU数目、采样率、控制块名字、关联数据集，此外，控制块描述和数据集描述可作为可选的比较项目。5. GOOSE控制块的增加和删除新旧文件中同一IED的具有相同appID的GOOSE控制块被认为是同一个控制块，通过比较appID找出每个IED中新增的GOOSE控制块和已删除的GOOSE控制块。 6. GOOSE控制块参数应比较的GOOSE控制块参数包括：APPID、MAC、VLANID、VLAN优先级、配置版本号、MaxTime、MinT

11、ime、gocbRef、控制块名字、关联数据集，此外，控制块描述和数据集描述可作为可选的比较项目。7. 数据集条目的增减和序号的变化可将数据集条目的参引地址作为它的标识，可根据它找出新增条目和已删除的条目，也可得到条目序号的改变。8. 数据集条目的参数主要是参引对象的数据类型，其它描述性参数可作为可选比较项目，比如LN的描述，DOI的描述等等。9. 数据输入的增减根据数据输入（Inputs节点）的地址，找出新增的数据输入和已删除的数据输入。数据输入的地址组成为“访问点/逻辑设备/逻辑节点”。10. 外部引用的增减和条目序号的改变新旧文件中同一数据输入的具有相同内部短地址的外部引用被认为是同一个

12、外部引用，通过比较内部短地址可找出新增条目和已删除的条目，也可得到条目序号的改变。11. 外部引用的外部地址外部地址描述了引用的是哪个IED的哪个SV/GOOSE的哪个数据集条目，这对建立虚端子连线至关重要。可对以上各项目进行勾选，设置是否参与SCD文件的比对，如附图2(a)、(b)所示。图2(a) 比对项目设置图2(b) 比对项目设置5 图形化比对策略分为4个层次进行比对及显示比对结果，包括IED设备层、IED关联图层、虚端子图层、虚端子表层。同时采用图标对比对结果进行分类与表示。5.1 各种比对图标的含义标示新增项，表示旧文件中不存在而新文件中存在的项目。比如新增IED、新增SV/GOOS

13、E控制块、新增数据集条目等等；标示删除项，表示旧文件中存在而新文件中不存在的项目。比如被删除的IED、SV/GOOSE控制块等等。您只能在旧文件标签页中查看已删IED的虚端子连线图；标示虚连线修改项，表示仅虚端子连线有改变，其它参数没有改变。比如某IED的某个GOOSE发送数据集条目被其它IED引用（即GOOSE输出虚端子连线）的情况有改变，其它诸如控制块参数、数据集参数都没有变化，则改IED用此图标标记；标示参数修改项，表示该项自身参数有改变，而与之相关的虚连线可能有改变，也可能没有改变。比如新旧文件中都有IED“CG22002”，但该IED的“GOOSE发送”和“数据输入”都有变化。5.2

14、 IED设备层比对点击图中的IED设置，可对两个SCD文件的各IED基本信息进行比对，显示增加或删除的IED设备，比对两个文件中IED名称、描述、生产厂家、设备型号、虚端子CRC校验码的差异性。图3 IED设备比对5.3 关联图层比对图4 IED设备关联图 点击某一IED设备，会显示该IED设备的关联图，如图4所示。关联图以选中的IED设备为中心，并显示所有与其相关联的IED设备，以图标的方式表示该IED设备的SMV发送、GOOSE发送、SMV接收、GOOSE接收控制块的变化情况。5.4 虚端子图层比对 点击关联图中的连线，可弹出虚端子图，如图5所示，对发生变化的虚端子进行标注显示。图5 虚端

15、子图比对5.5 虚端子表层比对图6 虚端子表比对以虚端子表的方式，显示所选IED设备的SMV发送、GOOSE发送、SMV接收、GOOSE接收等详细比对信息，包括虚端子的增减、APPID、MAC地址、数据集条目、DOI.DU、外部引用地址的变化等。图7 虚端子表比对示例6 同一性判断依据图形化SCD比对各项目同一性判断，遵循以下原则：1) IED：新旧文件中具有相同name的IED被认为是同一个IED；2) SV控制块：新旧文件中同一IED的具有相同svcbRef的SV控制块被认为是同一个SV控制块； 3) SV数据集条目(SV通道)：新旧文件中同一SV控制块的具有相同DO/DA的数据集条目被认

16、为是同一个数据集条目；4) GOOSE控制块：新旧文件中同一IED的具有相同gocbRef的GOOSE控制块被认为是同一个GOOSE控制块； 5) GOOSE数据集条目(GOOSE通道)：新旧文件中同一GOOSE控制块的具有相同DO/DA的数据集条目被认为是同一个数据集条目；6) 数据输入<Inputs>：新旧文件中同一IED的具有相同地址的Inputs被认为是同一个Inputs，地址格式为“访问点/逻辑设备/逻辑节点”；7) 数据输入外部引用条目：新旧文件中同一数据输入的具有相同内部短地址的外部引用被认为是同一个外部引用。7 其它功能1) 导出EXCEL表功能提供从图形化SCD中

17、导出虚端子表（EXCEL格式）功能，方便以虚端子表形式查看或分析SCD文件，及与设计院设计虚端子表进行比对。点击菜单中“导出EXCEL”，弹出如图8所示对话框。在对话框中可设置各种需要导出虚端子表的IED选择方式及导出EXCEL文件的目录。图8 EXCEL导出设置导出EXCEL示例如图9所示。图9 导出EXCEL虚端子表2) SCD文件检查软件提供SCD模型检查功能，对一些比较重要的错误给出提示。打开一个SCD文件后在工具栏点击“检查”按钮即会对当前文件进行检查，并在窗口下方以列表形式输出检查结果，双击某一条检查结果时界面会自动跳转到相应位置。图10 SCD文件检查主要检查内容包括：1) IED name 唯一性检查；2) 无效IED检查：不发送