供用電設(shè)計技術(shù)交流會論文集（2016年）第一部分 變電專業(yè)-1
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供用電設(shè)計技術(shù)交流會論文集（2016年）第一部分 變電專業(yè)-1
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第一部分 變電專業(yè)
1基于 CRC 及圖形層進式展示技術(shù)的智能變電站
SCD 文件配置設(shè)計方法研究
萬淑娟1 修黎明2
（1 武漢供電設(shè)計院有限公司，2 山東容弗新信息科技有限公司）
摘 要：在深入分析研究虛回路和SCD文件規(guī)則方法的基礎(chǔ)上，本文從目前國內(nèi)已有智能變電站SCD文
件配置實際運行經(jīng)驗入手，提出一種新的具有自動校核功能的SCD文件設(shè)計方法。同時，本文進一步提出了
基于CRC及圖形層進式展示技術(shù)適用于智能變電站SCD模型文件多維度校核方法，并探討了智能變電站中可
靠、高效搭建智能變電站SCD模型文件的必要性。
關(guān)鍵詞：CRC校核 圖形層進式展示 智能變電站 虛回路 SCD文件
1 概述 確性差，導(dǎo)致虛回路的設(shè)計任務(wù)重、設(shè)計難度大。特
1.1 SCD文件的引入 別是設(shè)計變更后難以把握變更的內(nèi)容及范圍，給調(diào)試
SCD 文件是智能變電站中反映全站配置信息的 工作也帶來了一定的困擾。本設(shè)計方案通過圖形層進
描述文件，描述了變電站所有IED的實例配置和通信 式的 SCD 集成及展示技術(shù)，方便各專業(yè)人員對虛回
參數(shù)、IED之間的通信關(guān)系以及變電站一次系統(tǒng)機構(gòu) 路進行表達、理解、實施和維護；最大限度地較少設(shè)
等信息。作為后臺、遠動、高級應(yīng)用、故障錄波器、 計人員信息重復(fù)配置工作，避免人為環(huán)節(jié)所可能導(dǎo)致
保護信息子站以及后續(xù)其他配置的統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源， 的差錯，同時也給各環(huán)節(jié)的校核提供的手段。
SCD文件的穩(wěn)定性、準確性、科學(xué)性、易讀性十分重 1.2 SCD文件現(xiàn)狀
要。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于規(guī)范智能變電站二次系 1.2.1 虛擬二次回路設(shè)計
統(tǒng)信息模型標(biāo)準化管理的通知》要求，明確規(guī)定設(shè)計 當(dāng)前很多設(shè)計單位開展虛擬二次回路設(shè)計工作
單位集成 SCD 文件。但目前設(shè)計單位仍無法實現(xiàn) 沿用比較原始的Excel表格拼接的方式開展設(shè)計，智
SCD 文件的集成，必須依托系統(tǒng)集成商，導(dǎo)致 SCD 能裝置廠家給設(shè)計院提供裝置對應(yīng)虛端子表，由設(shè)計
文件管理混亂。目前現(xiàn)場實施的 SCD 文件均由集成 人員通過Excel表格復(fù)制、粘貼的方式完成虛端子內(nèi)
商配置，這對集成商提出了很高的要求，但集成商目 容的連接設(shè)計，有時需要同時打開多個Excel表格進
前設(shè)計經(jīng)驗不足、設(shè)計原理不明確，只能以設(shè)計單位 行對照設(shè)計，這使虛端子連接工作非常繁瑣，直接影
提供的Excel表格為模板復(fù)制，無法對集成后SCD文 響了設(shè)計進度，并且以這種方式進行虛端子內(nèi)容設(shè)
件自檢，集成結(jié)果是否與設(shè)計成果保持一致，設(shè)計單 計，設(shè)計內(nèi)容的出錯率比較高。廠家提供智能裝置對
位沒有工具或手段來進行分析校核，導(dǎo)致 SCD 文件 應(yīng)的虛端子表，如圖1所示。
準確性存在隱患。 以上這種設(shè)計方式和常規(guī)變電站的方式基本一
傳統(tǒng)的變電站微機保護、測控裝置端子與端子的 致，由IED制造廠商提供裝置原理圖和組屏圖，由設(shè)
連接通過電纜的方式實現(xiàn)保護裝置與一、二次設(shè)備間 計院根據(jù)工程實際繪制一、二次系統(tǒng)接線圖和網(wǎng)絡(luò)接
的配合。智能變電站通過光纖接口取代了大量的繼電 線圖等工程圖紙，但限于 SCL 建模、閱讀手段的缺
器出口、節(jié)點開入、交流輸入及開關(guān)的操作回路。為 乏無法提供表達虛擬二次回路的模型文件，最終由系
解決數(shù)字化保護測控裝置信息無接點、無端子、無接 統(tǒng)集成廠商依據(jù)圖紙進行配置生成系統(tǒng)的 SCL 模型
線帶來的GOOSE配置難以體現(xiàn)的問題，需要進行虛 文件，完成模型配置。
端子配置，虛端子邏輯聯(lián)系圖表及虛端子信息流圖的 1.2.2 配置文件集成
設(shè)計，虛回路的展示不直觀，設(shè)計邏輯復(fù)雜，回路準 雖然 SCD 文件的集成工作交由設(shè)計單位來做的
2呼聲較高，但絕大部分設(shè)計單位還是將此工作交給了
集成商，由集成商參照設(shè)計單位提供的虛端子連接表
通過自己的配置工具抄錄后集成全站的 SCD 配置文
件，抄錄過程難免因疏忽引入錯誤，且在調(diào)試過程中
需要修改完善設(shè)計內(nèi)容時也需要各單位緊密配合。
圖 2為設(shè)計單位提供的虛回路報表樣例。
1.2.3 配置文件校核
由于IEC 61850內(nèi)容的可讀性很差，設(shè)計單位目
前并沒有很好的手段閱讀，部分廠商的配置工具雖然
也會免費送給設(shè)計單位使用，但多以專業(yè)化的配置為
主，體現(xiàn)的都是IEC 61850的模型結(jié)構(gòu)，對使用者的
要求較高，所以目前由集成商配置出的 SCD 文件，
對其質(zhì)量的把關(guān)是相對欠缺的。
以上描述的設(shè)計過程現(xiàn)狀整體表現(xiàn)出設(shè)計過程
不可控，雖然設(shè)計出口質(zhì)量有保障，但是集成的SCD
文件正確性不可控，設(shè)計單位沒有集成、校核的手段
等一系列設(shè)計中需要解決的問題。這種設(shè)計模式存在
圖1 智能裝置虛端子表 著較多的弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
圖2 虛回路報表
（1）由廠家配置 SCD 文件，重復(fù)勞動且出現(xiàn)差 通用性，改擴建時若更換廠商則很難繼承原有的配
錯的概率升高，造成調(diào)試人員的重復(fù)試驗，工作量 置，限制了工程改擴建的靈活性。
增大。 （5） 由于現(xiàn)場邊調(diào)邊改導(dǎo)致最終變電站SCD文
（2） 設(shè)計單位缺乏直觀閱讀SCD文件的手段， 件具有一定的隨意性，不利于變電站的檢修維護和改
對SCD文件的正確性缺乏校核，正確性難以保證。 擴建。
（3） 由于設(shè)計院提供圖紙時，不直接涉及 SCL 1.2.4 配置文件比對
模型文件的配置，導(dǎo)致變電站在施工、調(diào)試、維護過 目前 SCD 文件發(fā)生版本變更后，基本是通過變
程中都必須由二次系統(tǒng)集成商完成站內(nèi)數(shù)據(jù)信息流 更者的描述來掌握變更內(nèi)容，管控規(guī)范的工程會有嚴
的配置及模型配置，需要協(xié)調(diào)各個廠商的聯(lián)調(diào)工作進 格的管控流程，且每次變更的內(nèi)容會有詳細的記
度和工程進度。同時二次集成商并不一定對變電站的 錄。也有通過文本比對的方式確定配置文件的版本
二次、保護、遠動等有全面、系統(tǒng)的認識，使變電站 差異，但不夠直觀，且差異的項目多很難逐一確認，
建模出現(xiàn)錯誤的可能性大大增加。 即每次 SCD 文件的變更內(nèi)容是否與變更記錄中的
（4） 各個廠商的配置工具和系統(tǒng)配置工具缺乏 內(nèi)容一致。
32 設(shè)計方法優(yōu)化 作可完成智能化設(shè)備之間信息交互功能的檢查，可杜
設(shè)計方法優(yōu)化基于目前的設(shè)計現(xiàn)狀，旨在通過對 絕設(shè)備硬件接口或者通信協(xié)議、參數(shù)配置等方面不匹
SCD文件的把握，發(fā)揮設(shè)計人員的設(shè)計優(yōu)勢，提升設(shè) 配情況的發(fā)生。第三階段是由各級電網(wǎng)公司組織的現(xiàn)
計人員的話語權(quán)，保證設(shè)計成品的質(zhì)量。SCD文件校 場綜合檢查，這部分工作關(guān)注于對現(xiàn)場安裝的正確
核分為3個模塊，如圖3所示。 性、系統(tǒng)級功能、高級應(yīng)用、電壓以及電流回路的測
試。在這三個階段的檢測過程中，多處要用到對SCD
SCD文件校核 文件的查看，所以 SCD 文件的可視化在整個智能變
電站的過程中是非常重要的。
SCD 文件達到可視化就能更好地為智能變電站
模型校驗 圖形層進展示 差異比對 的檢測工作來服務(wù)，本設(shè)計方案中設(shè)計了圖形層進式
的展示方式，從集成商處獲得SCD文件，導(dǎo)入SCD
圖3 SCD文件校核分類 文件后，能夠直觀瀏覽智能站工程 SCD 版本；瀏覽
智能裝置信息流圖，可以進行裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系校核；瀏
2.1 模型校驗
覽智能裝置虛連接圖，可以進行信息流與虛連接關(guān)聯(lián)
SCD 文件描述了所有 IED 的實例配置和通信參
校核；可以進行智能裝置間虛連接校核；瀏覽智能裝
數(shù)、IED之間的通信配置、變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及
置虛端子圖，可以進行智能裝置的虛端子校核；瀏覽
信號聯(lián)系信息，為全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。SCD文件在系
變電站組網(wǎng)信息，可以進行智能裝置組網(wǎng)內(nèi)容校核。
統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程中起著重要的角色，各設(shè)備制造商之間通
虛回路可視化檢索過程如圖5所示。
過 SCD 文件獲取相應(yīng)裝置的通信配置參數(shù)，以達到
互聯(lián)互通的目的，但是現(xiàn)階段由于技術(shù)原因和職責(zé)的 u c 虛 虛 虛 虛 虛 虛
不明晰導(dǎo)致 SCD 集成過程相對薄弱，因此帶來的問
題異常突顯。每一次 SCD 版本的迭代都需要廠家重 打 打 S C D 文 文
新配置智能裝置，SCD文件的正確性如果不能保證，
將會增加迭代次數(shù)，這畢竟會大大降低調(diào)試效率，調(diào) 查查IED信信信虛虛虛信
試的工期也會相應(yīng)的加長。SCD文件校驗流程如圖4 用用
I E D 名 名 名 名 查 名
1基于 CRC 及圖形層進式展示技術(shù)的智能變電站
SCD 文件配置設(shè)計方法研究
萬淑娟1 修黎明2
（1 武漢供電設(shè)計院有限公司，2 山東容弗新信息科技有限公司）
摘 要：在深入分析研究虛回路和SCD文件規(guī)則方法的基礎(chǔ)上，本文從目前國內(nèi)已有智能變電站SCD文
件配置實際運行經(jīng)驗入手，提出一種新的具有自動校核功能的SCD文件設(shè)計方法。同時，本文進一步提出了
基于CRC及圖形層進式展示技術(shù)適用于智能變電站SCD模型文件多維度校核方法，并探討了智能變電站中可
靠、高效搭建智能變電站SCD模型文件的必要性。
關(guān)鍵詞：CRC校核 圖形層進式展示 智能變電站 虛回路 SCD文件
1 概述 確性差，導(dǎo)致虛回路的設(shè)計任務(wù)重、設(shè)計難度大。特
1.1 SCD文件的引入 別是設(shè)計變更后難以把握變更的內(nèi)容及范圍，給調(diào)試
SCD 文件是智能變電站中反映全站配置信息的 工作也帶來了一定的困擾。本設(shè)計方案通過圖形層進
描述文件，描述了變電站所有IED的實例配置和通信 式的 SCD 集成及展示技術(shù)，方便各專業(yè)人員對虛回
參數(shù)、IED之間的通信關(guān)系以及變電站一次系統(tǒng)機構(gòu) 路進行表達、理解、實施和維護；最大限度地較少設(shè)
等信息。作為后臺、遠動、高級應(yīng)用、故障錄波器、 計人員信息重復(fù)配置工作，避免人為環(huán)節(jié)所可能導(dǎo)致
保護信息子站以及后續(xù)其他配置的統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源， 的差錯，同時也給各環(huán)節(jié)的校核提供的手段。
SCD文件的穩(wěn)定性、準確性、科學(xué)性、易讀性十分重 1.2 SCD文件現(xiàn)狀
要。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于規(guī)范智能變電站二次系 1.2.1 虛擬二次回路設(shè)計
統(tǒng)信息模型標(biāo)準化管理的通知》要求，明確規(guī)定設(shè)計 當(dāng)前很多設(shè)計單位開展虛擬二次回路設(shè)計工作
單位集成 SCD 文件。但目前設(shè)計單位仍無法實現(xiàn) 沿用比較原始的Excel表格拼接的方式開展設(shè)計，智
SCD 文件的集成，必須依托系統(tǒng)集成商，導(dǎo)致 SCD 能裝置廠家給設(shè)計院提供裝置對應(yīng)虛端子表，由設(shè)計
文件管理混亂。目前現(xiàn)場實施的 SCD 文件均由集成 人員通過Excel表格復(fù)制、粘貼的方式完成虛端子內(nèi)
商配置，這對集成商提出了很高的要求，但集成商目 容的連接設(shè)計，有時需要同時打開多個Excel表格進
前設(shè)計經(jīng)驗不足、設(shè)計原理不明確，只能以設(shè)計單位 行對照設(shè)計，這使虛端子連接工作非常繁瑣，直接影
提供的Excel表格為模板復(fù)制，無法對集成后SCD文 響了設(shè)計進度，并且以這種方式進行虛端子內(nèi)容設(shè)
件自檢，集成結(jié)果是否與設(shè)計成果保持一致，設(shè)計單 計，設(shè)計內(nèi)容的出錯率比較高。廠家提供智能裝置對
位沒有工具或手段來進行分析校核，導(dǎo)致 SCD 文件 應(yīng)的虛端子表，如圖1所示。
準確性存在隱患。 以上這種設(shè)計方式和常規(guī)變電站的方式基本一
傳統(tǒng)的變電站微機保護、測控裝置端子與端子的 致，由IED制造廠商提供裝置原理圖和組屏圖，由設(shè)
連接通過電纜的方式實現(xiàn)保護裝置與一、二次設(shè)備間 計院根據(jù)工程實際繪制一、二次系統(tǒng)接線圖和網(wǎng)絡(luò)接
的配合。智能變電站通過光纖接口取代了大量的繼電 線圖等工程圖紙，但限于 SCL 建模、閱讀手段的缺
器出口、節(jié)點開入、交流輸入及開關(guān)的操作回路。為 乏無法提供表達虛擬二次回路的模型文件，最終由系
解決數(shù)字化保護測控裝置信息無接點、無端子、無接 統(tǒng)集成廠商依據(jù)圖紙進行配置生成系統(tǒng)的 SCL 模型
線帶來的GOOSE配置難以體現(xiàn)的問題，需要進行虛 文件，完成模型配置。
端子配置，虛端子邏輯聯(lián)系圖表及虛端子信息流圖的 1.2.2 配置文件集成
設(shè)計，虛回路的展示不直觀，設(shè)計邏輯復(fù)雜，回路準 雖然 SCD 文件的集成工作交由設(shè)計單位來做的
2呼聲較高，但絕大部分設(shè)計單位還是將此工作交給了
集成商，由集成商參照設(shè)計單位提供的虛端子連接表
通過自己的配置工具抄錄后集成全站的 SCD 配置文
件，抄錄過程難免因疏忽引入錯誤，且在調(diào)試過程中
需要修改完善設(shè)計內(nèi)容時也需要各單位緊密配合。
圖 2為設(shè)計單位提供的虛回路報表樣例。
1.2.3 配置文件校核
由于IEC 61850內(nèi)容的可讀性很差，設(shè)計單位目
前并沒有很好的手段閱讀，部分廠商的配置工具雖然
也會免費送給設(shè)計單位使用，但多以專業(yè)化的配置為
主，體現(xiàn)的都是IEC 61850的模型結(jié)構(gòu)，對使用者的
要求較高，所以目前由集成商配置出的 SCD 文件，
對其質(zhì)量的把關(guān)是相對欠缺的。
以上描述的設(shè)計過程現(xiàn)狀整體表現(xiàn)出設(shè)計過程
不可控，雖然設(shè)計出口質(zhì)量有保障，但是集成的SCD
文件正確性不可控，設(shè)計單位沒有集成、校核的手段
等一系列設(shè)計中需要解決的問題。這種設(shè)計模式存在
圖1 智能裝置虛端子表 著較多的弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
圖2 虛回路報表
（1）由廠家配置 SCD 文件，重復(fù)勞動且出現(xiàn)差 通用性，改擴建時若更換廠商則很難繼承原有的配
錯的概率升高，造成調(diào)試人員的重復(fù)試驗，工作量 置，限制了工程改擴建的靈活性。
增大。 （5） 由于現(xiàn)場邊調(diào)邊改導(dǎo)致最終變電站SCD文
（2） 設(shè)計單位缺乏直觀閱讀SCD文件的手段， 件具有一定的隨意性，不利于變電站的檢修維護和改
對SCD文件的正確性缺乏校核，正確性難以保證。 擴建。
（3） 由于設(shè)計院提供圖紙時，不直接涉及 SCL 1.2.4 配置文件比對
模型文件的配置，導(dǎo)致變電站在施工、調(diào)試、維護過 目前 SCD 文件發(fā)生版本變更后，基本是通過變
程中都必須由二次系統(tǒng)集成商完成站內(nèi)數(shù)據(jù)信息流 更者的描述來掌握變更內(nèi)容，管控規(guī)范的工程會有嚴
的配置及模型配置，需要協(xié)調(diào)各個廠商的聯(lián)調(diào)工作進 格的管控流程，且每次變更的內(nèi)容會有詳細的記
度和工程進度。同時二次集成商并不一定對變電站的 錄。也有通過文本比對的方式確定配置文件的版本
二次、保護、遠動等有全面、系統(tǒng)的認識，使變電站 差異，但不夠直觀，且差異的項目多很難逐一確認，
建模出現(xiàn)錯誤的可能性大大增加。 即每次 SCD 文件的變更內(nèi)容是否與變更記錄中的
（4） 各個廠商的配置工具和系統(tǒng)配置工具缺乏 內(nèi)容一致。
32 設(shè)計方法優(yōu)化 作可完成智能化設(shè)備之間信息交互功能的檢查，可杜
設(shè)計方法優(yōu)化基于目前的設(shè)計現(xiàn)狀，旨在通過對 絕設(shè)備硬件接口或者通信協(xié)議、參數(shù)配置等方面不匹
SCD文件的把握，發(fā)揮設(shè)計人員的設(shè)計優(yōu)勢，提升設(shè) 配情況的發(fā)生。第三階段是由各級電網(wǎng)公司組織的現(xiàn)
計人員的話語權(quán)，保證設(shè)計成品的質(zhì)量。SCD文件校 場綜合檢查，這部分工作關(guān)注于對現(xiàn)場安裝的正確
核分為3個模塊，如圖3所示。 性、系統(tǒng)級功能、高級應(yīng)用、電壓以及電流回路的測
試。在這三個階段的檢測過程中，多處要用到對SCD
SCD文件校核 文件的查看，所以 SCD 文件的可視化在整個智能變
電站的過程中是非常重要的。
SCD 文件達到可視化就能更好地為智能變電站
模型校驗 圖形層進展示 差異比對 的檢測工作來服務(wù)，本設(shè)計方案中設(shè)計了圖形層進式
的展示方式，從集成商處獲得SCD文件，導(dǎo)入SCD
圖3 SCD文件校核分類 文件后，能夠直觀瀏覽智能站工程 SCD 版本；瀏覽
智能裝置信息流圖，可以進行裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系校核；瀏
2.1 模型校驗
覽智能裝置虛連接圖，可以進行信息流與虛連接關(guān)聯(lián)
SCD 文件描述了所有 IED 的實例配置和通信參
校核；可以進行智能裝置間虛連接校核；瀏覽智能裝
數(shù)、IED之間的通信配置、變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及
置虛端子圖，可以進行智能裝置的虛端子校核；瀏覽
信號聯(lián)系信息，為全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。SCD文件在系
變電站組網(wǎng)信息，可以進行智能裝置組網(wǎng)內(nèi)容校核。
統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程中起著重要的角色，各設(shè)備制造商之間通
虛回路可視化檢索過程如圖5所示。
過 SCD 文件獲取相應(yīng)裝置的通信配置參數(shù)，以達到
互聯(lián)互通的目的，但是現(xiàn)階段由于技術(shù)原因和職責(zé)的 u c 虛 虛 虛 虛 虛 虛
不明晰導(dǎo)致 SCD 集成過程相對薄弱，因此帶來的問
題異常突顯。每一次 SCD 版本的迭代都需要廠家重 打 打 S C D 文 文
新配置智能裝置，SCD文件的正確性如果不能保證，
將會增加迭代次數(shù)，這畢竟會大大降低調(diào)試效率，調(diào) 查查IED信信信虛虛虛信
試的工期也會相應(yīng)的加長。SCD文件校驗流程如圖4 用用
I E D 名 名 名 名 查 名
