基于三維軟件的智能變電站SCD圖形化研究及應用

李賓皚

(國網上海市電力公司，上海 200122)

智能變電站的快速發展得益于智能變電站工程中所配備的多種智能數字化技術內容，這其中就包括了以SCD配置文件為核心的智能變電站數字化資料管控系統。它可實現對智能變電站生產工作技術內容的有效規劃，例如合理化設計、技術調試、最終驗收以及運維管理，保證SCD資料文件與修改跟蹤版本控制相互匹配，應用相當靈活。

在智能化變電站系統中是存在二次系統功能配置的，其中所配置的語言即SCL變電站配置語言，它可為二次裝置IED、智能變電站一次結構、二次系統等提出一套工程配置方案，主要是參考SCL語言編寫設計SCD文件，基于變電站配置合理化描述文件。SCD文件可引入到智能變電站工程中，建立SCD圖形化工程體系，通過SCD語言描述建立基于Web架構的管控系統，它是變電站二次系統資料管控系統中的重要功能。

從整體看來，SCD文件中的工程配置信息直接與智能變電站二次資料管控系統相互關聯，二者可共同制作生成SCD圖形化文件，轉化為最簡單直接的方式呈現給用戶。因此，針對SCD圖形化的研究很有必要，需要基于Web軟件架構的基礎技術特點之上對SVG圖形及其相關規范進行分析，并通過案例驗證SCD圖形化研究的實用價值。

1 智能變電站的二次資料管控系統中的SCD圖形化分析

基于SCL語言配置文件，可建立智能變電站中的二次資料管控系統SCD圖形化體系。結合全程管控系統進行分析，將一次、二次系統關聯起來，甚至建立多個智能變電站關聯關系，并綜合對比其中的統計關系，在滿足SCD圖形化要求的基礎之上再提出各種技術要求，結合管控系統SCD圖形化強化功能實現與操作，首先需要明確其具體需求都有哪些。

(1)在SCD文件中加入虛端子連接關系指令，可為SCD圖形化創造基礎條件，以此滿足配置文件的圖形化功能核心業務需求。在二次系統中，它就建立了基于不同裝置之間的虛回路。

(2)要在虛回路的基礎之上建立ICD或CID文件的虛端子信息模型，該模型可表示一個裝置上的所有虛端子內容。

(3)通過SCD文件建立信息邏輯網絡溝通體系，并對系統裝置中的通信連接關系進行配置與展示。

結合這三點分析可以了解到，需要通過智能變電站中的一次、二次設備與IED對應建立SCD圖形化關系，展示一、二次設備之間的接線結構關系與所對應的IED配置，最后利用SSD文件導出數據。在該過程中需要基于系統自定義輔助完成SCD圖形化設計過程[1]。

2 基于Web架構的智能變電站SCD圖形化應用

可參考Web架構豐富變電站中的系統業務控制功能內容，實現SCD圖形化設計與應用過程。為了體現Web技術的諸多先進功能，還需要從軟件層面為SCD的圖形化設計與應用過程予以技術指導。在智能變電站中，基于SCD圖形化類別的分析與圖形化效果的設計是非常有必要的。

2.1 基于Web架構的智能變電站SCD圖形化類別分析

根據SCD圖形化需求分析相關結果，對圖形化展示內容進行深度解讀，滿足圖形化研究需求，并提出具體的SCD圖形化類別分類，如表1所示。

表1 SCD圖形化需求與展示方式

由表1可知，智能變電站中管控系統所需要的SCD圖形化信息內容，它可根據用戶關注焦點與圖形展示方式進行多種圖形內容考量，再根據用戶使用SCD圖形偏好度來呈現相關信息內容[2]。

2.2 基于Web架構的智能變電站SCD圖形化效果設計

結合圖形化需求特點，對SCD圖形化效果設計過程進行分析，再基于Web軟件提供參考依據，建立虛端子與虛回路圖以及一次、二次設備關聯圖。

(1)虛端子與虛回路圖的SCD圖形化效果設計。基于虛端子、虛回路圖建立SCD圖形化模塊，保證圖形界限設計分層次展開，并提供IED連接關系與虛端子連接圖共同設計展開，如圖1所示。

圖1 SCD圖形化模塊關聯IED連接圖

當用戶進行SCD文件瀏覽時，需要查看虛端子連接內容，所以要給出圖1連接圖，明確IED關聯關系圖中的所有內容，了解SCD圖形化模塊與IED之間的虛端子連接關系。同時，還要結合智能二次資料管控系統進行SCD圖形化文件內容的校驗和對比，特別是在圖形中展示校驗后虛端子的配置錯誤內容，修改SCD文件中的虛端子修改情況[3]。

(2)一次、二次設備的SCD圖形化效果設計。要利用SCD圖形化文件建立一次、二次設備的關聯圖，構建智能變電站的設備基礎框架，確保二次設備裝置完全為一次設備服務。在這里，全部的IED配置都是基于一次設備需求進行設計的，它們通過二次資料管控系統提供全周期管控服務，并建立了一次、二次設備的關聯圖，再利用SCD文件進行圖形化轉化處理。在處理過程中采用到了基于結構化文本模型描述的SVG文件表達形式，對不同軟件系統與異構數據庫中數據內容進行共享，明確圖形建模的標準化內涵，有效提高建模數據的可利用特性。在該過程中，應該圍繞SVG圖形建立相關建模規范內容，描述電力圖形元素中的SVG語言，這套語言還被稱之為“G語言”。最后可通過G語言將必要的信息傳遞到SCD圖形化系統中進行圖形化展示[4]。

3 案例簡析

在智能變電站中要善于使用二次系統實施全過程管控，可清晰直觀地展示SCD圖形化內容，提高變電站生產工程效率。例如國內某220 kV智能變電站就建立了1個合并單元虛端子連接以及兩個SV系統，同時清除一些無用的虛端子內容，利用SCD圖形化功能直觀展示Chord圖，明確智能變電站中子網及其對應裝置名稱與從屬關系，在選點后統計圖形展示數量。

在這個過程中就運用到了SCD文件，一方面深入了解IED總體概況，一方面展示220 kV背景下智能變電站中的一次、二次設備關聯關系圖，可清晰了解到不同間隔背景下系統所配置的一次、二次設備相互關系。

4 結語

當前智能變電站需要基于三維軟件建立智能變電站SCD圖形化系統，通過系統規劃生成新信息化圖形體系，可為用戶提供更多、更豐富多元化的圖形化內容，確保智能變電站中所有關鍵業務信息內容的合理性優化，發揮其應有功能作用。在該過程中，也需要聚焦局部技術內容，確保二次管控系統設計與應用更加人性化、高效率化，有效地提高智能變電站整體生產效率。