配电终端即插即用多回路自动对点方案.

1、即插即用多回路自动对点方案1 引言1.1 编写背景即插即用智能配电终端模型ICD文件，采用符合IEC61850-80-1标准进行建模，其自描述文件中的IEC104点表信息，需要与配电主站进行对应，以便实现自动对点功能。安装在开闭站、配电室、分界室等场合的配电终端，其中与配电主站通信的配电终端（DTU或者通信管理机），单个装置一般都同时监测多条线路信息（直接采集或者通信转发），而常规的ICD文件，一般仅描述一个开关监测信息，因此，采用常规的ICD文件描述无法实现多回路信息自动与主站对点。本文提出一种符合IEC61850-6标准的SCL文件多回路自动对点实现方法，用于实现配电终端与配电主站多回路自

2、动对点。1.2 编写目的依据即插即用智能配电终端设备研制项目开发需要，编写此文档。1.3 关键词ICD：IED能力描述文件，描述IED装置的能力，使用模板定义逻辑节点、数据和服务，由配电终端提供。SSD：系统规范描述文件，主要描述变电站的单线图、电压等级、一次设备信息，文件包括变电站描述及数据类型模板等。SCD：变电站配置描述文件，由系统配置从SSD文件和ICD文件生成，描述了完整的变电站、IED和通信系统。CID：配置描述文件，实例化ICD文件。XML：扩展标记语言。SCL：变电站配置描述语言。CIM：公共信息模型。LN：逻辑节点，代表典型变电站功能的实体。2 实现方案变电站配置描述中，Su

3、bstation部分从功能的角度描述开关场的导电设备、基于电气接线图的连接（拓扑）、说明设备和功能，是基于变电站功能结构的对象分层。其主要包括的对象模型：变电站，电压等级，变压器，间隔，设备，子设备，连接节点，端点等。Substation包含VoltageLevel（电压等级）、Bay（间隔）、Equipment（设备）、Subequipment（子设备）、ConnectivityNode（连接节点）、Terminal（端点）、Powertransformer（变压器）、Function（功能）等元素。而配电网的开闭站、配电室、分界室，类似于变电站，因此，可以通过Substation的LNod

4、e描述实现一次设备与逻辑节点连接关系，Terminal和ConnectivityNode描述实现一次设备之间的连接关系，实例化后的CID文件包Header、Substation、Communication、IED配置4部分。通过唯一ID信息对一次设备进行描述，实现与配电主站设备模型关联，从而实现点表信息自动对应。2.1 一次设备类型代码在IEC61850-6中定义的一次设备类型及其代码包括：类型代码含义端点数（连接不同连接节点）CBR断路器2DIS隔离开关或者接地开关2VTR电压互感器1CTR电流互感器2PTW变压器绕组1PTR变压器由绕组定LTC有载分接开关绕组部分GEN发电机1CAP电容器

5、组1/2REA电抗器1/2CON换流器1/2MOT电动机1EFN接地故障补偿器（消弧线圈）1PSH功率分流2AXN辅助网络无BAT电池1BSH套管2CAB电力电缆2GIL气体绝缘线路2LIN电力架空线或线路分段2RRC旋转无功元件1SAR浪涌抑制器1TCF晶闸管控制频率转换器2TCR晶闸管控制无功元件2IFL馈入线路12.2一次设备与逻辑节点关系实现2.1.1 变电站功能逻辑节点变电站功能逻辑节点tLNode Schema描述如下：<xs:complexType name="tLNode"><xs:complexContent><xs:exte

6、nsion base="tUnNaming"><xs:attribute name="iedName"type="tIEDName"use="optional"default="None"/><xs:attribute name="ldInst"type="tLDInstOrEmpty"use="optional"default=""/><xs:attribute name=&qu

7、ot;prefix"type="tPrefix"use="optional"default=""/><xs:attribute name="lnClass"type="tLNClassEnum"use="required"/><xs:attribute name="lnInst"type="tLNInstOrEmpty"use="optional"default="&quo

8、t;/><xs:attribute name="lnType"type="tName"use="optional"/></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>LNode元素属性包括以下：lnInst逻辑节点实例名称。对InClass=LLN0，该逻辑节点标识不可用，表示值是空串。lnClassDL/T860.7规定的逻辑节点类。iedName含有该逻辑节点的智能电子设备名。ldInst含有该逻辑节点的智能电子设备上逻辑

9、设备实例。prefix用在智能电子设备中的逻辑节点前缀。lnType含有更为详细的功能规范的逻辑节点类型定义，如果逻辑节点分配给智能电子设备，则可能为空。注：对于LLN0，Inst值为空字符串。其它所有情况，该值是一无符号整数。2.1.2 对应关系描述一次设备（本文特指开关，其它设备类似）与装置IED中的逻辑节点对应关系采用ConductiongEquipment元素中的LNode描述，SCL描述示例如下：<ConductingEquipment name="251" type="CBR"><LNode iedName="CL

10、2203" ldInst="PI_CTRL" lnClass="XCBR" lnInst="1" lnType="XJ_XCBR" prefix=""/><LNode iedName="CL2203" ldInst="PI_CTRL" lnClass="CSWI" lnInst="1" lnType="XJ_CSWI" prefix=""/><

11、/ConductingEquipment>其描述的是，类型为CBR的导电设备，编号251，关联的逻辑节点包括CL2203/PI_CTRL.XCBR1和CL2203/PI_CTRL.CSWI1。2.1.3 连接关系描述一次设备之间的连接关系通过其端点（Terminal）和连接点（ConnectivityNode）描述，SCL描述示例如下：<Bay name="251"><ConductingEquipment name="251" type="CBR"><Terminal bayName="

12、251" cNodeName="7" connectivityNode="某某变电站/10000/251/7" name="ter0" substationName="某某变电站" voltageLevelName="10000"/><Terminal bayName="251" cNodeName="4" connectivityNode="某某变电站/10000/251/4" name="ter1&q

13、uot; substationName="某某变电站" voltageLevelName="10000"/></ConductingEquipment><ConnectivityNode name="6" pathName="某某变电站/10000/251/6"/><ConnectivityNode name="15" pathName="某某变电站/10000/251/15"/></Bay>2.3一次设备与主站模型对应配

14、电主站使用的是IEC61970标准的CIM模型，而配电终端使用的是IEC61850模型，因此，要对IEC61850模型到IEC61970模型的转换，才能将配电终端信息与主站信息对应，实现点表自动入库。在配电主站中，一次设备具有唯一ID码，可以通过配置一次设备唯一信息与主站对应来实现。对应关系可以通过以下两种方案实现。2.2.1 方案一SCL文件中通过路径来描述信息的唯一性，因此可以在substation中利用各个层次name属性组成的路径唯一性来确定其对应关系，SCL示例如下：<Substation desc="" name="某某变电站#1出线"

15、><VoltageLevel name="10000"><Voltage multiplier="" unit="V">10000</Voltage><Bay name="某某路#1配电室"><ConductingEquipment name="251" type="CBR"></ConductingEquipment></Bay></VoltageLevel></Su

16、bstation>CBR（断路器）251的路径描述为：某某变电站#1出线/10000/某某路#1配电室/251，其作为断路器251的唯一ID码，实现与配电主站图形对应。优点：1 比较直观；2 符合标准，无需扩展；缺点：1 配电主站不能直接使用配电终端唯一ID码信息，需要在主站侧增加一层映射实现对应关系，设计较为复杂；2 配电终端需要对唯一ID码信息按照SCL文件层次关系进行转换，转换规则复杂，设计难度较大；3 核对较困难，容易出错；4 工程配置工作量大，实施难度大；2.2.2 方案二在SCL文件中，间隔层元素配置增加私有项oid，私有项值与配电主站CIM模型中相关设备模型的rdf:ID一

17、致，配电主站通过rdf:ID与一次设备，一次设备与逻辑节点的关系，最终完成逻辑节点与CIM模型对应。<Bay name="沙南848线"><Private type="oid">0905051257046296</Private><ConductingEquipment name="8483" type="CBR"><Private type="oid">0905051305109113</Private></Cond

18、uctingEquipment></Bay>优点：1 对应关系较为简单，转换设计难度较小；2 操作简单，可靠性较高，不容易出错；3 转换效率较高：可以通过导入导出方式批量操作，主站直接导出CIM模型的ID号，然后再导入到IEC61850系统配置工具；4 工程配置工作量小，工程实施难度较小；缺点：1 对应关系不直观，需要专门的工具软件查看；2 采用私有项难以实现与其它公司配置工具实现互操作，但可以通过成为国网工程应用规范方式而消除互操作问题；本文推荐使用方案二实现。2.4 方案实例下面以2进2出环网柜为例说明SCL配置描述实现。2.4.1 线路图2.4.2 配置信息序号类型oi

19、d逻辑节点K1CBR0905051257046296XCBR1、CSWI1、PTOC1、MMXU1K2CBR0905051257046297XCBR2、CSWI2、PTOC2、MMXU2K3CBR0905051257046298XCBR3、CSWI3、PTOC3、MMXU3K4CBR0905051257046299XCBR4、CSWI4、PTOC4、MMXU42.4.3 描述文件<Substation desc="" name="某某变电站#1出线"><Bay name="某某环网柜#1开关"><Cond

20、uctingEquipment name="K1" type="CBR"><Private type="oid">0905051257046296</Private><LNode iedName="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass="XCBR" lnInst="1" lnType="XJ_XCBR" prefix=""/><LNode iedN

21、ame="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass="CSWI" lnInst="1" lnType="XJ_CSWI" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="PROT" lnClass="PTOC" lnInst="1" lnType="XJ_PTOC" prefix=""/&g

22、t;<LNode iedName="CL2202" ldInst="MEAS" lnClass="MMXU" lnInst="1" lnType="XJ_MMXU" prefix=""/></ConductingEquipment></Bay><Bay name="某某环网柜#2开关"><ConductingEquipment name="K2" type="CBR&quo

23、t;><Private type="oid">0905051257046297</Private><LNode iedName="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass="XCBR" lnInst="2" lnType="XJ_XCBR" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass

24、="CSWI" lnInst="2" lnType="XJ_CSWI" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="PROT" lnClass="PTOC" lnInst="2" lnType="XJ_PTOC" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="ME

25、AS" lnClass="MMXU" lnInst="2" lnType="XJ_MMXU" prefix=""/></ConductingEquipment></Bay><Bay name="某某环网柜#3开关"><ConductingEquipment name="K3" type="CBR"><Private type="oid">090505125704

26、6298</Private><LNode iedName="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass="XCBR" lnInst="3" lnType="XJ_XCBR" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="CTRL" lnClass="CSWI" lnInst="3" lnType="XJ

27、_CSWI" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="PROT" lnClass="PTOC" lnInst="3" lnType="XJ_PTOC" prefix=""/><LNode iedName="CL2202" ldInst="MEAS" lnClass="MMXU" lnInst="3" lnType="XJ_MMXU" prefix=""/></ConductingEquipment></Bay>&