供用电设计技术交流会论文集（2016年）第一部分 变电专业-1

第一部分 变电专业
1基于 CRC 及图形层进式展示技术的智能变电站
SCD 文件配置设计方法研究
万淑娟1 修黎明2
（1 武汉供电设计院有限公司，2 山东容弗新信息科技有限公司）
摘 要：在深入分析研究虚回路和SCD文件规则方法的基础上，本文从目前国内已有智能变电站SCD文
件配置实际运行经验入手，提出一种新的具有自动校核功能的SCD文件设计方法。同时，本文进一步提出了
基于CRC及图形层进式展示技术适用于智能变电站SCD模型文件多维度校核方法，并探讨了智能变电站中可
靠、高效搭建智能变电站SCD模型文件的必要性。
关键词：CRC校核 图形层进式展示 智能变电站 虚回路 SCD文件
1 概述 确性差，导致虚回路的设计任务重、设计难度大。特
1.1 SCD文件的引入 别是设计变更后难以把握变更的内容及范围，给调试
SCD 文件是智能变电站中反映全站配置信息的 工作也带来了一定的困扰。本设计方案通过图形层进
描述文件，描述了变电站所有IED的实例配置和通信 式的 SCD 集成及展示技术，方便各专业人员对虚回
参数、IED之间的通信关系以及变电站一次系统机构 路进行表达、理解、实施和维护；最大限度地较少设
等信息。作为后台、远动、高级应用、故障录波器、 计人员信息重复配置工作，避免人为环节所可能导致
保护信息子站以及后续其他配置的统一数据来源， 的差错，同时也给各环节的校核提供的手段。
SCD文件的稳定性、准确性、科学性、易读性十分重 1.2 SCD文件现状
要。根据《国家电网公司关于规范智能变电站二次系 1.2.1 虚拟二次回路设计
统信息模型标准化管理的通知》要求，明确规定设计 当前很多设计单位开展虚拟二次回路设计工作
单位集成 SCD 文件。但目前设计单位仍无法实现 沿用比较原始的Excel表格拼接的方式开展设计，智
SCD 文件的集成，必须依托系统集成商，导致 SCD 能装置厂家给设计院提供装置对应虚端子表，由设计
文件管理混乱。目前现场实施的 SCD 文件均由集成 人员通过Excel表格复制、粘贴的方式完成虚端子内
商配置，这对集成商提出了很高的要求，但集成商目 容的连接设计，有时需要同时打开多个Excel表格进
前设计经验不足、设计原理不明确，只能以设计单位 行对照设计，这使虚端子连接工作非常繁琐，直接影
提供的Excel表格为模板复制，无法对集成后SCD文 响了设计进度，并且以这种方式进行虚端子内容设
件自检，集成结果是否与设计成果保持一致，设计单 计，设计内容的出错率比较高。厂家提供智能装置对
位没有工具或手段来进行分析校核，导致 SCD 文件 应的虚端子表，如图1所示。
准确性存在隐患。 以上这种设计方式和常规变电站的方式基本一
传统的变电站微机保护、测控装置端子与端子的 致，由IED制造厂商提供装置原理图和组屏图，由设
连接通过电缆的方式实现保护装置与一、二次设备间 计院根据工程实际绘制一、二次系统接线图和网络接
的配合。智能变电站通过光纤接口取代了大量的继电 线图等工程图纸，但限于 SCL 建模、阅读手段的缺
器出口、节点开入、交流输入及开关的操作回路。为 乏无法提供表达虚拟二次回路的模型文件，最终由系
解决数字化保护测控装置信息无接点、无端子、无接 统集成厂商依据图纸进行配置生成系统的 SCL 模型
线带来的GOOSE配置难以体现的问题，需要进行虚 文件，完成模型配置。
端子配置，虚端子逻辑联系图表及虚端子信息流图的 1.2.2 配置文件集成
设计，虚回路的展示不直观，设计逻辑复杂，回路准 虽然 SCD 文件的集成工作交由设计单位来做的
2呼声较高，但绝大部分设计单位还是将此工作交给了
集成商，由集成商参照设计单位提供的虚端子连接表
通过自己的配置工具抄录后集成全站的 SCD 配置文
件，抄录过程难免因疏忽引入错误，且在调试过程中
需要修改完善设计内容时也需要各单位紧密配合。
图 2为设计单位提供的虚回路报表样例。
1.2.3 配置文件校核
由于IEC 61850内容的可读性很差，设计单位目
前并没有很好的手段阅读，部分厂商的配置工具虽然
也会免费送给设计单位使用，但多以专业化的配置为
主，体现的都是IEC 61850的模型结构，对使用者的
要求较高，所以目前由集成商配置出的 SCD 文件，
对其质量的把关是相对欠缺的。
以上描述的设计过程现状整体表现出设计过程
不可控，虽然设计出口质量有保障，但是集成的SCD
文件正确性不可控，设计单位没有集成、校核的手段
等一系列设计中需要解决的问题。这种设计模式存在
图1 智能装置虚端子表 着较多的弊端，主要表现在以下几个方面：
图2 虚回路报表
（1）由厂家配置 SCD 文件，重复劳动且出现差 通用性，改扩建时若更换厂商则很难继承原有的配
错的概率升高，造成调试人员的重复试验，工作量 置，限制了工程改扩建的灵活性。
增大。 （5） 由于现场边调边改导致最终变电站SCD文
（2） 设计单位缺乏直观阅读SCD文件的手段， 件具有一定的随意性，不利于变电站的检修维护和改
对SCD文件的正确性缺乏校核，正确性难以保证。 扩建。
（3） 由于设计院提供图纸时，不直接涉及 SCL 1.2.4 配置文件比对
模型文件的配置，导致变电站在施工、调试、维护过 目前 SCD 文件发生版本变更后，基本是通过变
程中都必须由二次系统集成商完成站内数据信息流 更者的描述来掌握变更内容，管控规范的工程会有严
的配置及模型配置，需要协调各个厂商的联调工作进 格的管控流程，且每次变更的内容会有详细的记
度和工程进度。同时二次集成商并不一定对变电站的 录。也有通过文本比对的方式确定配置文件的版本
二次、保护、远动等有全面、系统的认识，使变电站 差异，但不够直观，且差异的项目多很难逐一确认，
建模出现错误的可能性大大增加。 即每次 SCD 文件的变更内容是否与变更记录中的
（4） 各个厂商的配置工具和系统配置工具缺乏 内容一致。
32 设计方法优化 作可完成智能化设备之间信息交互功能的检查，可杜
设计方法优化基于目前的设计现状，旨在通过对 绝设备硬件接口或者通信协议、参数配置等方面不匹
SCD文件的把握，发挥设计人员的设计优势，提升设 配情况的发生。第三阶段是由各级电网公司组织的现
计人员的话语权，保证设计成品的质量。SCD文件校 场综合检查，这部分工作关注于对现场安装的正确
核分为3个模块，如图3所示。 性、系统级功能、高级应用、电压以及电流回路的测
试。在这三个阶段的检测过程中，多处要用到对SCD
SCD文件校核 文件的查看，所以 SCD 文件的可视化在整个智能变
电站的过程中是非常重要的。
SCD 文件达到可视化就能更好地为智能变电站
模型校验 图形层进展示 差异比对 的检测工作来服务，本设计方案中设计了图形层进式
的展示方式，从集成商处获得SCD文件，导入SCD
图3 SCD文件校核分类 文件后，能够直观浏览智能站工程 SCD 版本；浏览
智能装置信息流图，可以进行装置关联关系校核；浏
2.1 模型校验
览智能装置虚连接图，可以进行信息流与虚连接关联
SCD 文件描述了所有 IED 的实例配置和通信参
校核；可以进行智能装置间虚连接校核；浏览智能装
数、IED之间的通信配置、变电站一次系统结构以及
置虚端子图，可以进行智能装置的虚端子校核；浏览
信号联系信息，为全站统一的数据源。SCD文件在系
变电站组网信息，可以进行智能装置组网内容校核。
统联调过程中起着重要的角色，各设备制造商之间通
虚回路可视化检索过程如图5所示。
过 SCD 文件获取相应装置的通信配置参数，以达到
互联互通的目的，但是现阶段由于技术原因和职责的 u c 虚 虚 虚 虚 虚 虚
不明晰导致 SCD 集成过程相对薄弱，因此带来的问
题异常突显。每一次 SCD 版本的迭代都需要厂家重 打 打 S C D 文 文
新配置智能装置，SCD文件的正确性如果不能保证，
将会增加迭代次数，这毕竟会大大降低调试效率，调 查查IED信信信虚虚虚信
试的工期也会相应的加长。SCD文件校验流程如图4 用用
I E D 名 名 名 名 查 名