智能變電站二次虛回路可視化技術研究

鄭紫堯 金晶

摘要：針對智能變電站SCD文件可視化問題，研究了信息流圖、虛回路圖和虛端子排圖三個層次的SCD文件可視化方案。基于SCD文件可視化技術，研究了智能變電站二次虛回路輔助設計方案，包括按間隔的二次設備自動配置、信息流圖自動生成、虛回路視覺性引導設計以及信息流圖與虛回路連接展示完整關聯技術。

關鍵詞：智能變電站;SCD文件;虛回路;可視化

1引言

SCD（substation configuration description）文件是智能變電站的全站配置文件，采用XML語言，描述了智能變電站一次系統結構、所有IED實例配置信息、通信訪問點位置地址及所有IED間虛端子互連信息等。其正確性對智能變電站的安全運行至關重要。

2SCD文件可視化方案

2.1信息流可視化展示

信息流圖顯示某IED裝置與其它IED裝置間的邏輯關系。根據主IED從SCD中獲取所有相關IED列表，根據輸入輸出信號進行分類。如圖2.1所示，中間裝置為主IED，兩側相關的從IED。

2.2虛回路可視化展示

虛回路圖顯示主IED裝置與某從IED裝置間經過特定控制塊的連接關系。取得主從IED間虛回路列表，根據主虛端子名稱排序后繪出主、從虛端子圖元，如圖2.2所示。

2.3虛端子排可視化展示

端子排圖描述某IED裝置內的端子構成及其外部連接關系。如圖2.3所示，左側為IED內部端子構成，中間為對端端子說明，右側為物理端口，藍色圓點代表信號與物理端口連接。

3基于可視化技術的智能變電站二次虛回路設計方案

3.1技術思路

以SCD可視化為基礎，可使虛回路設計工作具備一定自動化水平。主要技術思路如下：

（1）建立一、二次設備關聯，提取按間隔配置二次設備規則，形成二次設備自動配置方案;（2）提取二次設備間信息流向規則，自動生成信息流圖;（3）由信息流向圖引導虛回路設計;（4）信息流向圖與虛回路完整關聯。

3.2按間隔的二次設備自動配置

以本站一次主接線為基礎，根據不同電壓等級二次設備配置規范及不同地域所遵從的二次設備配置原則，提取按照間隔類型配置二次智能設備的規則，形成二次設備自動配置方案。示例如下：

（1）合并單元、智能終端配置方案

220kV線路、母聯及主變進線智能終端、合并單元雙套配置;110kV線路、母聯（分段）智能終端合并單元集成單套配置;主變110kV、35kV（10kV）進線智能終端合并單元集成雙套配置;220kV母線合并單元雙套，智能終端按段單套配置;110kV母線智能終端合并單元集成雙套配置。

（2）保護裝置配置方案

220kV線路、母線、母聯（分段）保護均雙重化配置;110kV線路、橋（分段）保護單套配置;110kV母線保護單套獨立配置;220kV主變配置雙重化電量保護及單套非電量保護。

110kV主變配置雙套主后一體電量保護，或單套主后備保護分置的電量保護;配置單套非電量保護。35（10kV）間隔保護單套配置。

4）測控裝置配置方案

220kV主變各側與本體單套配置;220kV線路單套配置;110kV母線雙套配置;110kV線路、分段單套配置;110kV母線單套配置;35（10kV）線路、分段（橋）單套配置。

3.3信息流圖自動生成

在智能變電站中，過程層與間隔層之間、間隔層與站控層之間的數據交互、信息流向具有明確的來源及去向，傳輸路徑確定，信息流與設備存在一一對應關系。根據生成的二次設備配置及二次設備間確定的信息流向路徑，通過建立間隔、設備模型，關聯模型之間的數據交互形成信息流向數據通道，自動生成單間隔內信息流圖、多間隔間信息流圖及整站設備信息流圖。信息流向規則如下：

（1）同間隔內過程層設備向間隔層設備上送SV采樣信息;（2）同間隔內過程層設備向間隔層設備上送GOOSE狀態信息;（3）同間隔內間隔層設備向過程層設備下送GOOSE跳閘信息;（4）同間隔內間隔層設備向過程層設備下送GOOSE遙控信息;（5）多間隔向公共間隔上送采樣信息;（6）公共間隔向多間隔下送跳閘信息。

3.4虛回路視覺性引導設計

以信息流圖為數據解析模板，輔以專業知識，通過數據庫技術及圖形可視化操作技術，實現從單純的數據模型集成到數據模型與業務知識集成發展，在智能變電站二次系統知識引擎驅動下，實現信息流圖中路徑展示連接元素平面化。以與多個二次設備有數據交互的IED設備為應用中心，建立一對多、多對一數據模型。以選定裝置為中心，展示有光纖回路關系的所有裝置。端口收發分開，并體現軟壓板，區分組網、直連。示意圖如下。

3.5信息流向圖與虛回路連接展示完整關聯

信息流圖承載了智能站所有設備之間的數據、傳遞方向和路徑。信息流圖每一個節點元素采用自定義模型建立，與二次設備模型文件的關聯采用專用訪問模式實現，利用數據關系的相互對應，展示出隱藏在二次設備模型文件內部的虛端子信息，通過信息的采集、傳輸、分析和利用，從而達到信息流向圖與虛回路連接展示完整關聯的目的。

智能變電站虛回路設計信息流向圖與虛回路連接展示完整關聯技術以不同方式的展示從源頭上保證了數據的可靠性與同步性。

4結論

本文研究了智能變電站文件的可視化方案，基于SCD可視化提出了二次虛回路輔助設計方案，可以提高SCD文件可讀性，保證二次虛回路配置正確性，提高虛回路設計工作效率及準確性。