CN102005818A - 一种在线检测scd文件和ied模型一致性的方法 - Google Patents

一种在线检测scd文件和ied模型一致性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力自动化领域，涉及基于IEC61850的电力系统自动化的监控系统软件技术，在采用IEC61850标准的变电站监控系统中，在实施系统集成或扩建改造时，由于SCD文件和装置的CID模型文件需要频繁的修改，有时会造成SCD文件与IED装置中实际运行的CID模型文件不一致的情况，本发明提供了一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，在IED装置上电初始化后由后台监控系统自动执行校验过程，或从SCD文件中解析出所有IED，逐个进行校验，从而实现全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。本发明通过在线检测的方法，解决了全站SCD文件和IED模型不一致的问题，保证了监控系统信息的一致性。

Description

一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法
技术领域
本发明属于电力自动化领域，涉及基于IEC61850的电力系统自动化的监控系统软件技术，提供了一种基于IEC61850标准的变电站监控系统在进行系统集成时对全站SCD模型文件和各个IED模型之间一致性的在线检测方法。
背景技术
目前IEC61850技术标准已在变电站监控系统中得到广泛的推广应用。越来越多的智能二次设备（IED）采用IEC61850的体系标准进行设计应用。按照IEC61850标准，在变电站监控系统具体实施系统集成时，首先需要IED的厂家提供一个与自身装置相一致的装置模板配置文件（ICD），然后再由系统集成的厂家用统一的组态工具加载ICD文件，对该装置进行实例化配置，生成实例化配置后的装置实例配置文件（CID）。根据所有装置实例配置文件和一次系统配置文件（SSD）可以得到最终的全站系统配置文件（SCD）。CID文件再下装到IED中，而SCD文件则提供给监控系统的后台、远动工作站等站控层系统使用。其配置过程如图1所示。
IED厂家提供的ICD文件一般都是通过KEMA认证，经过较严格测试的，一般能保证与自身IED的模型一致性。但在系统集成过程中往往需要增加一些联闭锁等GOOSE信号，增加一些虚信号，修改一些数据集（Dataset）的定义等，然后再生成CID文件下装到IED中。在系统扩建或系统联调的系统集成过程中，由于装置是分批添加的，或者是由于装置功能的改动而修改了ICD等，这样就造成生成CID文件并下装装置的过程会反复多次进行，同时提供站控层后台监控系统使用的全站SCD配置文件也会有多个版本。这样就有可能会出现下装的CID文件和监控系统使用的全站SCD配置文件不一致的情况，造成监控系统信息混乱等异常情况出现。
中国专利智能电子设备配置验证（申请号200780014853.9）披露了用于遵循IEC 61850的变电站自动化测试工具。首先从第一IED的内部服务器读取配置信息，并且根据专用数据模型来变换配置信息。然后从第二IED或者从变电站配置描述(SCD)文件读取有关信息，并且类似地变换有关信息，第二IED最初被配置用以执行与第一IED相同的功能。然后比较经变换的数据，以便识别差异或者不一致、并且解决由IED配置过程引入的错误。该方法仅用来验证单个IED装置的模型是否与其它IED或SCD中的配置一致，不能用来验证全站SCD配置的正确性；该方法不能实现在线检测SCD文件与全站所有IED装置模型的一致性。
中国专利基于发布者/订阅者模式的全站模型文件匹配的检测方法（申请号200910069834.7）披露了一种基于发布者/订阅者模式的全站模型文件匹配的检测方法。它通过发布者/订阅者模式，由IED装置主动将内部使用的CID版本信息发送给订阅者，订阅者收到发布者发出的版本更新信息后进行解析、比较，有改变时生成告警信息提示版本变化，由此完成全站模型文件匹配的检测过程。该方法的不足是需要所有IED装置支持发布者/订阅者模式，而这并不是IEC61850的标准做法，很难要求所有厂家的所有IED装置都能实现；另外该方法比较的只是版本号，不是最终的实际模型，仍存在检测不出实际模型不一致的可能性。
中国专利一种数字化变电站模型检测方法（申请号200910243456.X）披露了一种数字化变电站模型检测方法。该数字化变电站模型检测方法遵循IEC61850标准，并支持针对国内《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》的规范性检测，广泛应用于数字化以及常规IEC61850变电站综合自动化系统的模型检测，其中包括：XML格式是否正确以及Schema验证；基本单元数据检测，包括逻辑节点、公共数据类、数据对象及属性等信息的检测；模型GOOSE及四遥信息的解析和检测；离线、在线模型比对；SCD文件虚端子检测。该方法重点在于检测SCD文件和个厂家的ICD文件的正确性、规范性，是否符合IEC61850标准，不能解决全站SCD文件与装置CID文件的一致性问题，也不能实现在线检测。
发明内容
本发明的目的是：
针对变电站监控系统后台中所使用的SCD模型文件与IED装置中实际使用的CID模型有可能存在不一致的问题，通过在后台监控系统中设计一组软件程序，召唤IED装置的模型，与后台从全站模型文件SCD中解析出的模型文件内容进行比对，实现在线检测是否存在不一致的情况。
为了实现上述目的，本发明采取以下的技术方案来实现：
（1）在IED装置上电初始化后由后台监控系统自动执行本校验过程，指定 IED装置进行模型一致性校验；
（2）校验过程中通过调用抽象通信服务接口（ACSI），按照逻辑设备（Logic Device）、逻辑节点（Logic Node）、数据集名称（Dataset）、带缓存报告控制块（BRCB）、不带缓存报告控制块（URCB）、定值组控制块（SGCB）、LN数据模型、数据集的数据元素（FCDA）、FCDA的模型定义等内容，逐层从IED装置中召唤模型定义数据；得到从IED装置中的召唤结果后，与SCD解析得到的相应内容进行比对，判断SCD模型文件与IED装置中实际运行的模型文件是否一致；
（3）当不指定IED单独执行校验程序时，该校验程序将根据从SCD文件中解析出的所有IED，逐个进行校验，从而实现全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。
上述校验过程在后台监控系统与IED装置开始建立连接时自动执行，这样就有效地避免了，由于人为失误或SCD文件和CID文件的版本经过频繁修改、更新等原因造成的，在变电站监控系统中存在后台SCD模型与实际运行的IED装置中的CID模型不一致的问题。
该校验过程可以通过手工方式不指定具体IED执行。通过这种方式可以逐个校验SCD文件中的所有IED，从而实现全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。
校验过程中必须包含逻辑设备（Logic Device）、逻辑节点（Logic Node）、数据集名称（Dataset）、带缓存报告控制块（BRCB）、不带缓存报告控制块（URCB）、定值组控制块（SGCB）、LN数据模型、数据集的数据元素（FCDA）、FCDA的模型定义内容，逐层从IED装置中召唤比较。缺少了其中任一项内容都不能说明模型的一致性。
从IED装置中召唤上来的信息与SCD文件解析的内容进行比对时，必须进行双向的比对，这样才能正确判断出，包含只存在于IED装置中或只存在于SCD文件中的两种不一致情况。
本发明所达到的有益效果：本发明使变电站监控系统在进行系统集成时，可以通过在线检测的方法，检测SCD文件与全站所有IED装置模型的一致性，解决了全站SCD文件和IED模型不一致的问题，保证了监控系统信息一致性。
附图说明
图1是IEC61850建模文件系统集成过程图；
图2是SCD与IED模型一致性检查流程图；
图3是IED定义的LD一致性检查流程图；
图4是LN定义的信息一致性检查流程图；
图5是Dataset定义的信息一致性检查流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以采用IEC61850标准的变电站监控系统为例，在线检测SCD与IED模型一致性的方法的流程如图2所示，校验的具体实现过程是：
（1）首先加载SCD解析信息，如果加载失败则校验失败，整个检测过程结束；然后得到要检测的IED装置的引用名（reference），根据IED的reference在SCD解析出的IED信息中查找，如果不存在该引用名，则校验失败，该IED检测过程结束；
（2）从SCD解析信息中得到IED的通讯信息，包括IP地址等，使用ACSI服务尝试与IED装置建立连接。一个IED装置的连接方式可能有多个，当通过一个连接方式连接失败后，继续尝试下一个连接方式，直到与IED装置建立一个连接。如果所有连接方式都失败，则连接失败，该IED检测过程结束；
（3）召唤IED下的LD信息，与SCD解析信息中的LD内容相比对，判断该IED下的LD定义是否一致。一个IED下定义的LD往往会有多个，设计一个双重循环比对过程，不论是出现从IED召唤上来的LD不在SCD中，还是出现SCD中的LD定义不在IED召唤信息中，都认为是模型不一致的情况，记录不一致内容，置模型不一致标志。流程见图3；
（4）针对IED模型定义的所有LD，逐个召唤LD下的LN信息，进行一致性检查，其过程与（3）类似；
（5）针对LD模型定义的所有LN，逐个召唤LN下定义的信息，包括数据集名称（Dataset）、带缓存报告控制块（BRCB）、不带缓存报告控制块（URCB）、定值组控制块（SGCB）、LN数据模型等。与SCD解析信息中的内容相比对，进行一致性检查。在召唤LN数据模型时，需要根据不同的功能码（FC）召唤它定义的树形层次数据模型，再进行比对。必须要进行召唤比对的功能码数据包括：ST、MX和CO等。流程见图4；
（6）针对IED模型定义的所有Dataset，逐个召唤Dataset定义的FCDA信息；再针对每一个FCDA，召唤它定义的树形层次数据模型，比较是否与SCD文件中的信息一致。流程见图5。
根据上述方法和程序流程图，编制生成模型校验程序。在IED装置上电初始化后，后台监控系统自动执行模型校验程序，对该IED装置进行模型一致性检查。如果模型一致性校验失败，则停止与该IED装置的连接，并向后台监控系统发出告警提示。
在校验过程中，校验程序会通过调用ACSI服务，按照逻辑设备（Logic Device）、逻辑节点（Logic Node）、数据集名称（Dataset）、带缓存报告控制块（BRCB）、不带缓存报告控制块（URCB）、定值组控制块（SGCB）、LN数据模型、数据集的数据元素（FCDA）、FCDA的模型定义等内容，逐层从IED装置中召唤；得到从IED装置中的召唤结果后解析出装置中实际定义的内容，与SCD解析得到的相应内容进行比对，判断SCD模型文件与IED装置中实际运行的模型文件是否一致。
模型校验程序可由后台监控系统通过程序自动调用，也可以通过命令行方式独立执行，并可通过接受命令行参数等形式，实现是校验某个独立的IED装置还是全部IED装置。当不指定IED单独执行校验程序时，该校验程序将根据从SCD文件中解析出的所有IED，逐个进行校验，从而实现全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，其特征在于，包括以下校验过程：
（1）在IED装置上电初始化后由后台监控系统自动执行校验过程，指定 IED装置进行模型一致性校验；
（2）校验过程中通过调用ACSI服务，按照逻辑设备Logic Device、逻辑节点Logic Node、数据集名称Dataset、带缓存报告控制块BRCB、不带缓存报告控制块URCB、定值组控制块SGCB、LN数据模型、数据集的数据元素FCDA、FCDA的模型定义内容，逐层从IED装置中召唤；得到从IED装置中的召唤结果后，与SCD解析得到的相应内容进行比对，判断SCD模型文件与IED装置中实际运行的模型文件是否一致；
（3）当不指定IED单独执行校验程序时，该校验程序将根据从SCD文件中解析出的所有IED，逐个进行校验，完成全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。
2.根据权利要求1所述的一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，其特征在于，该校验过程在后台监控系统与IED装置开始建立连接时自动执行。
3.根据权利要求1所述的一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，其特征在于，该校验过程通过手工方式不指定具体IED执行，通过这种方式逐个校验SCD文件中的所有IED，完成全站SCD文件和所有IED装置的模型一致性校验。
4.根据权利要求1所述的一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，其特征在于，校验过程中至少包含逻辑设备Logic Device、逻辑节点Logic Node、数据集名称Dataset、带缓存报告控制块BRCB、不带缓存报告控制块URCB、定值组控制块SGCB、LN数据模型、数据集的数据元素FCDA、FCDA的模型定义内容，逐层从IED装置中召唤比较。
5.根据权利要求1所述的一种在线检测SCD文件和IED模型一致性的方法，其特征在于，从IED装置中召唤上来的信息与SCD文件解析的内容进行比对时，进行双向的比对，包含判断只存在于IED装置中或只存在于SCD文件中的两种不一致情况。
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