智能變電站設計配置一體化功能規范及工具開發研究

摘要：在智能變電站設計的工作中，虛端子配置和通訊組網的工作量非常大，這就對設計人員的IEC知識要求非常高。文章提出了一個在通用軟件設計CAD中加入輔助設計的功能模塊，經過設計和配置的一體化思想，在輸出設計圖紙的同時，輸出變電站配置描述（SCD）文件以及光纜清冊，可以有效解決存在的問題。

關鍵詞：智能變電站；配置描述文件；虛回自動布線；配置一體化；光纜清冊 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）30-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.010

1 設計配置一體化原理

常規的變電類二次回路等的設計方案是由設計院來完成制作藍圖的，全部現場進行的施工都必須完全依據所擬定出來的藍圖來對二次電纜進行連接，通過萬用表也可以使其他的特定儀器來連接設備以及檢測。在這一系列的操作過程中，也會造成以下三個問題的出現：第一，怎么出這些虛端子的聯系圖或者是表？第二，怎么來保障這些虛端子能夠正確連接？第三，怎么來校對這些SCD類文件中的虛回路？以上的三個問題聯合體現出了一些重要的需求，比如配置以及設計一致性的相關需求，同時也還有效率方面的需求。設計圖紙經過各個擁有不同輸入以及輸出接口的相關配置圖等一同組成，然而配置就是要求在那些智能裝置的ICD模型的工程實例化的基礎之上，經過輸出和輸入的變量映射，以便使它們能夠在所有系統的內部裝置內可以順利地建立起相應的聯系。其實對于配置以及設計一體化來說，這一技術的重要基礎就是要做到圖模一體化。然而在對圖紙做出設計的過程中，一般情況下是要按照圖模的建立同時還要安排不一樣的圖模輸出和輸入變量來進行命名的，而且其定義也要求能夠和標準化的那類設計的一些有關規定是相符合的。另外，所有的裝置圖元的拓撲關系都必須要求是使用在建設所有裝置的虛端子的相應的映射表之上的。

1.1 圖模一體化技術

對于那些常規多見的變電站設計來說，這些裝置圖元雖然沒有被許多模型文件大力支持，但是各種各樣的裝置已經對許多定義進行了標準化，而且各個應用也必須提供相應的輸出、輸入端子的定義。比如：國家電網公司對于繼電保護發出了“六統一”的標準。導入裝置所用的界面控制文件以及建立圖模的過程是完全一樣的，要是出現不滿足標準的那類定義就必須做出提示以及警告。把壓板作為一個例子來說，其標準的具體條件就是：保護類裝置必須含有特定模型，TR（HTML語言標簽）是經過一些特殊的操作之后而出現的一種跳閘信號。舉一個例子來說，那些一樣型號的裝置要求不能在相同的電壓等級下進行使用，會有部分的輸出以及輸入虛端子等的中文描述出現部分的不同，在這種條件之下，大部分廠家的裝置提供了同一種接口控制文件。這種做法是非常不規范的，而且也帶來許多不便之處。

1.2 拓撲鄰接表

拓撲鄰接表是經過手工布線來產生的，通過拓撲的連接線的復制以及虛端子表的映射關系，就能夠自動地描繪出所有必要的連接線，從而達到人工檢查可視化這一重要目標。在交換機連接這些裝置的時候也是同樣的要求，首先進行畫線工作，其次依據這些連接線所產生的拓撲連接表這一特殊的辦法。各個裝置之間所有的連接線一般情況下都含有組播地址這類屬性，這些特殊的屬性完全都是可以進行配置的，所輸出的這類SCD文件一般情況下也要包含這些特定的屬性內容。

1.3 一致性問題的解決

維護工作最為重要的一項參考資料就是虛回路的圖紙，運用以及維護工作必須能夠導進圖紙以及虛回路，從而能夠達到虛回路的完全可視化，況且是不按照設計的圖紙來完成重新的配置以及繪制相應的虛回路。當系統的集成商進行集成以及調試的這一過程中，一般都是對局部進行維修以及改進的，并且在設計院把改動過的新的結果做出備案手續。當前，許多集成商一般情況下，都是運用自己具有的工具對配置進行改動，然后再把改動出來的新情況保存在特定的文件之中。然而通過虛端子這種自動布線的功能通常就可以顯現出虛回路圖，以方便設計人員的監察。

2 智能輔助的設計

2.1 虛回路的自動布線

通常情況下，虛端子的映射表是涵蓋了全部裝置之間的所有虛端子的聯系，這種聯系現在已經被看作是虛回路的可視化的一項重要基礎。通常是在圖紙畫布上面來進行虛回路的可視化的裝置配置，還要對兩個相應的布線路徑做出具體的定義。更重要的是在做二次拓撲圖的過程中，只需要兩個裝置中的一個連接起來，就可以表示出這之間是具有相互的通訊聯系設備的，只不過這兩個裝置中都是通過一個通信線來進行所有相關的映射，在虛回路布線中所定義出來的那條路徑，其實也就是要求來描繪出所需的通信線。

描繪虛回路的可視化的回路也就是重復描繪幾個通訊線，運用這種方式來達到虛回路的自動布線這一功能。更加值得注意的一點是，通過篩選虛回路所顯示的各種各樣的類型種類，能夠有效地減少一些相應的線路，這樣也可以有效地防止出現繁雜以及零亂。

2.2 自動生成光纜清冊

對光纜清冊進行計算，就必須清楚兩個條件：第一，裝置之間以及交換機和配置之間所使用的通訊線；第二，屏柜內具有什么樣的裝置。在拓撲圖中，要求對相關的通信線做出相應的定義，只要存在了這兩個方面，生產所需的所有光纜清冊就可以在自動條件下來完成。一般情況下所需要的工作量是比較大的。

2.3 對典型設計的支持

使用一些經典的設計圖樣和一些經典的工程配置，再加上一些特殊的操作（如間隔復制等），就能夠達到這一功能所要的效果。當然它的主要要求就是完整性，因為在處理相同種類的間隔時，這種設計方式一般會運用一些特殊的辦法，然而虛端子的映射表卻無法表示出，必須要做到輸出是完整的，這樣才能夠方便檢測這些SCD文件。所以該工具也就為其提供了所需的另外一種功能，從而縮小手工的工作量。虛回路的布線功能可以自身檢測出映射的正確性。

3 設計配置信息的共享

在對系統做出維護的時候，必須要仔細地查看一下相應的通信類的參數，比如IP地址等。然而進行故障分析或者是在調試時，必須要查詢檢測虛回路。其實在對環境進行預測和設計的時候，有些工作量的一大部分已經是完成的。那么怎樣來共同分享這些重要信息呢？雖然在SCD的文件中也涵蓋部分這類信息，但是在利用維護的時候，更應該做出清晰明白的圖示，這也就是對可視化運行的維護。有些格式的虛端子的變量名（比如IEC格式），再結合一些其他文件的拓撲信息（比如DXF類文件的），就可以做到相關信息分享。

4 結語

本文中，智能變電站在設計方面仍然存在著大量的問題，本文提出了一些相應的解決辦法，按照這種特有的一體化思路，最終達到配置以及設計的統一，這不單單是對一致性的問題做出了解決，而且還通過一系列措施減少了設計的工作量。如今許多設計院也正在使用設計配置的一體化工具，這給智能變電站的相關建設工作做出了很大的貢獻。

參考文獻

[1] 胡道徐，沃建棟.基于IEC 61850的智能變電站虛回路體系[J].電力系統自動化，2010，（17）.

[2] 徐成斌，孫一民.數字化變電站過程層GOOSE通信方案[J].電力系統自動化，2007，（19）.

作者簡介：殷夢菲（1978-），女，安徽桐城人，國網江西省電力公司景德鎮供電分公司運檢部變電二次一班工作負責人，技師。

（責任編輯：周 瓊）