CN104599060B - 基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，包括步骤：1）解析不同版本的SCD文件生成IED二次回路文件集合，以IED名称为主键、CRC校验码为值的键值对列表CRC文件，“控制块名‑IED名”一对多的二维表关系TX2文件；2）比对CRC文件、控制块、通信参数、数据通道，将差异内容和差异代码写入差异文件；3）分析差异文件中的控制块、控制块序号、通信参数、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目，再分析整组调试项目中发送IED和订阅IED的关联关系，搜索得到试验系统和运行系统的边界回路。本发明完整清晰的表达二次回路所改动的内容，实现了智能变电站二次系统调试方案的自动生成。

Description

基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法

技术领域

本发明涉及智能变电站调试和运维技术领域，具体涉及一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法。

背景技术

在智能变电站中，系统配置描述(SCD)文件代替了大量的二次回路图纸设计，SCD文件包含了二次设备的运行信息，包括站内各智能电子设备IED的数据信息、数据类型、通信参数、控制块参数、装置间的联系，尤其是跳合闸、采样等关键的二次回路信息。在智能变电站的建设、运维、改造和扩建过程中需要针对SCD文件内容反复修改，从而会形成不同版本的SCD文件。智能变电站二次系统调试的主要工作是通过设计适当的调试方案，验证应用最新SCD文件形成的二次系统逻辑回路的正确性。调试方案一般是针对系统改动后需要验证的部分而设计的，因此希望通过一种差异性比对的方式得到SCD文件改动后需要验证的内容，用于指导调试方案的设计。

SCD文件是由SCL语言描述的文本文件，无法直观体现通信参数、逻辑回路配置信息，通过纯文本比对方式得到的结果非常抽象不利于理解。中国专利《智能变电站SCL文件差异性比较方法》(公开号CN103218398A)提供了一种基于语义解析的SCD文件差异性比对方法，将原本不易理解的文本解析成SCL元素进行比对，增强了差异内容的可读性，但比对的结果是某些单独的SCL元素差异，并没有从装置调试的角度完整清晰的表达二次系统所改动的内容，难以直接指导调试方案的设计，调试人员如果对SCL语法不熟悉，所编制的调试方案可能会遗漏甚至错误。另一方面，智能变电站改扩建过程中，调试方案还要涉及到与运行系统搭接所需的安全措施，这就要求差异文件能够表达出回路试验所影响的运行设备范围，这也是此方法难以实现的。

Q/GDW1396-2012标准提出了一种过程层虚端子CRC计算方法，计算CRC所用的智能电子设备(IED)二次回路文件描述了GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅所需的通信参数、控制块信息和物理端口信息，CRC是IED过程层通信配置的最小集合，也是IED二次回路行为的直接表达，若能实现此二次回路文件的差异性比对，将直接得到影响IED过程层行为的信息，有利于指导调试方案的设计。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，解决了目前SCD文件的比对方法无法清晰的表达出二次系统所改动的内容，也无法表达回路试验所影响的运行设备范围，不适宜智能变电站改扩建调试方案的设计指导的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征在于：包括步骤：

1)解析不同版本的SCD文件生成IED二次回路文件集合，以IED名称为主键、CRC校验码为值的键值对列表CRC文件，“控制块名-IED名”一对多的二维表关系TX2文件；

2)比对CRC文件，得到IED差异、比对IED过程层控制块，得到发布/订阅控制块差异、继续比对控制块序号、通信参数、数据通道，将差异内容和差异代码写入差异文件；

3)分析所述差异文件中GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅的控制块差异、控制块序号差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目，再分析整组调试项目中发送IED和订阅IED的关联关系，搜索得到试验系统和运行系统的边界回路，作为安全措施的实施回路。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述二次回路文件包括GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅所需的通信参数、控制块信息和物理端口信息。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中，比对CRC文件，得到IED差异，步骤为：将所述CRC文件按IED名称升序排列，形成升序排列的键值对列表；再根据主键值将两个键值对列表进行交叉比对，最后将差异的IED存入差异文件，并赋予差异代码CODE，增加代码为CODE_NEW，删减代码为CODE_DEL，差别代码为CODE_DIFF。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中，比对IED过程层控制块，得到发布/订阅控制块差异，分别对GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅四个部分控制块进行比对，步骤包括：将两个不同版本的二次回路文件的发布或订阅控制块按控制块索引名称为主键升序排列，并记录控制块排序前的序号，排序后交叉比对两个二维表，若主键相同，则比较控制块排序前的序号是否相同，且同时比对控制块的通信参数和数据通道，根据比对结果判定是否相同，将差异的控制块存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中比对通信参数：GOOSE发布和GOOSE订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、控制块索引、数据集索引、GOID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE；SV发布和SV订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、SVID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中比对数据通道：GOOSE发布和SV发布的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、发布虚端子索引和短地址；GOOSE订阅和SV订阅的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、接收虚端子索引和短地址，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

前述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤3)，具体步骤包括：

3.1)遍历差异文件中GOOSE/SV发布的差异信息，分析控制块差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目：当GOOSE/SV发布控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，对IED开展GOOSE/SV输出的单体调试，具体调试项目为：当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的通信参数检查，即检查IED发出的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致；当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的一致性检查，即通过IED功能测试，检查IED发出的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致；

3.2)遍历差异文件中GOOSE/SV订阅的差异信息，分析控制块差异、控制块序号差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目：

当GOOSE/SV订阅控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，对IED开展GOOSE/SV输入的单体调试或整组调试，具体调试项目为：当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，仅需开展GOOSE/SV输入的单体调试，调试项目为GOOSE/SV输入的通信参数检查，即检查IED接收的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致，检查IED的GOOSE/SV链路无异常告警；

当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要开展GOOSE/SV输入的单体调试调试项目和GOOSE/SV输入整组调试，从发送侧IED输出GOOSE/SV，检查IED输入的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致；当接收的控制块序号的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要开展接收链路断链告警一致性检查，模拟接收链路中断，检查IED上送监控系统的链路告警描述应与实际链路一致；

3.3)根据步骤3.2)制定完调试方案后，若在变电站改扩建时，因GOOSE/SV变动而开展整组调试的，还需制定安全措施，具体步骤包括：

先将整组调试的发送IED和接收IED标定为试验设备；再根据试验设备GOOSE/SV发布控制块的索引名称，在步骤1)生成的TX2文件中搜索订阅此发布控制块的IED，从IED的差异文件中搜索得到IED的差异代码，若差异代码不是CODE_NEW，将此IED标定为运行设备；遍历运行设备GOOSE/SV接收控制块，若控制块的发布IED是试验设备，则将此试验设备与运行设备间的二次回路标定为试验系统和运行系统的边界回路。

本发明所达到的有益效果：本发明利用二次回路文件比对生成的差异文件进行分析，形成调试方案和安全措施，从装置调试的角度完整清晰的表达二次系统所改动的内容，实现了智能变电站二次系统调试方案的自动生成，通过试验系统和运行系统边界回路的扫描，实现了调试中的安全措施，有效指导智能变电站新建、改扩建的现场调试工作，极大的提高了现场调试和运维的效率。

附图说明

图1是基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法流程图。

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。

基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，包括步骤：

1)解析不同版本的SCD文件生成IED二次回路文件集合，以IED名称为主键、CRC校验码为值的键值对列表CRC文件，“控制块名-IED名”一对多的二维表关系TX2文件，具体步骤包括：

1.1)根据Q/GDW1396-2012标准提出的过程层虚端子CRC计算方法，解析输入的不同版本的SCD文件并提取计算CRC所用的不同版本的IED二次回路文件集合，即形成两个不同版本SCD文件的中间文件集合；二次回路文件包括GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅所需的通信参数、控制块信息和物理端口信息，具体格式符合国家电网公司企业标准Q/GDW1396-2012；

1.2)根据Q/GDW1396-2012标准提出的过程层虚端子CRC计算方法，计算IED二次回路文件的CRC校验码，形成以IED名称为主键、CRC校验码为值的键值对列表文件，称为CRC文件；

1.3)遍历全部IED二次回路文件的GOOSE订阅和SV订阅部分，记录接收的控制块索引名称和当前IED名称，得到“控制块名-IED名”一对多的二维表关系文件，称为TX2文件，表示某个发送控制块被哪些IED所订阅，用于查询回路试验所影响的运行设备范围。

2)对步骤1)生成的两个版本IED二次回路文件，比对IED过程层CRC校验码、控制块信息、通信参数、数据通道，将差异内容和差异代码写入差异文件，具体步骤包括：

2.1)比对CRC文件得到IED的差异：将步骤1.2)生成的不同版本的CRC文件按IED名称升序排列，形成升序排列的键值对列表；再根据主键值，即IED名称，将两个键值对列表进行交叉比对，具体方法为：如出现主键增加，则判定为IED增加项；如出现主键减少，则判定为IED删减项；如出现主键相同，则根据键值，即CRC校验码，判定是否相同，若不同则判定为IED差异项；最后将差异的IED存入差异文件，并赋予差异代码(CODE)，具体为：增加代码为CODE_NEW，删减代码为CODE_DEL，差别代码为CODE_DIFF；

2.2)比对IED过程层控制块，得到发布/订阅控制块差异：分别对GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅四个部分控制块进行比对，具体为：

2.2.1)GOOSE发布控制块比对：将生成的不同版本的二次回路文件的GOOSE发布控制块按控制块索引名称为主键升序排列，并记录控制块排序前的序号，排序后交叉比对两个二维表，具体方法为：如出现主键增加，则判定为GOOSE发布控制块增加项；如出现主键减少，则判定为GOOSE发布控制块删减项；如出现主键相同，则比较控制块排序前的序号是否相同，且同时按步骤2.3)、2.4)比对控制块的通信参数和数据通道，记录比对结果，根据比对结果判定是否相同，若不同则判定为GOOSE发布控制块差异项；最后将差异的GOOSE发布控制块存入差异文件，并赋予差异代码(CODE)；

2.2.2)GOOSE订阅控制块比对、SV发布控制块比对、SV订阅控制块比对与2.2.1)方法相同；

2.3)通信参数比对：GOOSE发布和GOOSE订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、控制块索引、数据集索引、GOID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码(CODE)；SV发布和SV订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、SVID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码(CODE)；

2.4)数据通道比对：GOOSE发布和SV发布的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、发布虚端子索引和短地址；GOOSE订阅和SV订阅的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、接收虚端子索引和短地址，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码(CODE)。

3)通过分析步骤2)生成的差异文件中GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅的控制块差异、控制块序号、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目，再分析整组调试项目中发送IED和订阅IED的关联关系，搜索得到试验系统和运行系统的边界回路，作为安全措施的实施回路，具体步骤包括：

3.1)遍历差异文件中GOOSE/SV发布的差异信息，分析控制块差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目：

当GOOSE/SV发布控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要对IED开展GOOSE/SV输出的单体调试，具体调试项目为：

当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的通信参数检查，即检查IED发出的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致；当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的一致性检查，即通过IED功能测试，检查IED发出的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致。

3.2)遍历差异文件中GOOSE/SV订阅的差异信息，分析控制块差异、控制块序号差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目；

当GOOSE/SV订阅控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要对IED开展GOOSE/SV输入的单体调试或整组调试，具体调试项目为：

当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，仅需要开展GOOSE/SV输入的单体调试，调试项目为GOOSE/SV输入的通信参数检查，即检查IED接收的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致，检查IED的GOOSE/SV链路无异常告警；

当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，除需要开展GOOSE/SV输入的单体调试调试项目外，还要开展GOOSE/SV输入整组调试，从发送侧IED输出GOOSE/SV，检查IED输入的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致；

当接收的控制块序号的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要开展接收链路断链告警一致性检查，模拟接收链路中断，检查IED上送监控系统的链路告警描述应与实际链路一致；

3.3)根据步骤3.2)制定完调试方案后，特别在变电站改扩建时，因3.2)中GOOSE/SV变动而开展整组调试的，还需制定安全措施，达到试验系统与运行系统安全隔离的目的，具体步骤包括：

先将整组调试的发送IED和接收IED标定为试验设备；再根据试验设备GOOSE/SV发布控制块的索引名称，在步骤1.3)生成的TX2文件中搜索订阅此发布控制块的IED，从IED的差异文件中搜索得到IED的差异代码，若差异代码不是CODE_NEW，将此IED标定为运行设备；遍历运行设备GOOSE/SV接收控制块，若控制块的发布IED是试验设备，则将此试验设备与运行设备间的二次回路标定为试验系统和运行系统的边界回路，边界回路即是需要实施安全措施的回路，从而有效隔离试验设备和运行设备。

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 (7)

1.一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征在于：包括步骤：

1)解析不同版本的SCD文件生成IED二次回路文件集合，以IED名称为主键、CRC校验码为值的键值对列表CRC文件，“控制块名-IED名”一对多的二维表关系TX2文件；

2)比对CRC文件，得到IED差异、比对IED过程层控制块，得到发布/订阅控制块差异、继续比对控制块序号、通信参数、数据通道，将差异内容和差异代码写入差异文件；

3)分析所述差异文件中GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅的控制块差异、控制块序号差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目，再分析整组调试项目中发送IED和订阅IED的关联关系，搜索得到试验系统和运行系统的边界回路，作为安全措施的实施回路。

2.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述二次回路文件包括GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅所需的通信参数、控制块信息和物理端口信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中，比对CRC文件，得到IED差异，步骤为：将所述CRC文件按IED名称升序排列，形成升序排列的键值对列表；再根据主键值将两个键值对列表进行交叉比对，最后将差异的IED存入差异文件，并赋予差异代码CODE：增加代码为CODE_NEW，删减代码为CODE_DEL，差别代码为CODE_DIFF。

4.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中，比对IED过程层控制块，得到发布/订阅控制块差异，分别对GOOSE发布、GOOSE订阅、SV发布、SV订阅四个部分控制块进行比对，步骤包括：

将两个不同版本的二次回路文件的发布或订阅控制块按控制块索引名称为主键升序排列，并记录控制块排序前的序号，排序后交叉比对两个二维表，若主键相同，则比较控制块排序前的序号是否相同，且同时比对控制块的通信参数和数据通道，根据比对结果判定是否相同，将差异的控制块存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

5.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中比对通信参数：GOOSE发布和GOOSE订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、控制块索引、数据集索引、GOID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE；SV发布和SV订阅的通信参数比对项包括：MAC地址、VLAN-ID、VLAN优先级、APPID、SVID和版本号ConfRev，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

6.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤2)中比对数据通道：GOOSE发布和SV发布的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、发布虚端子索引和短地址；GOOSE订阅和SV订阅的数据通道比对项包括：数据通道数目、数据通道序号、数据类型、接收虚端子索引和短地址，将差异部分存入差异文件，并赋予差异代码CODE。

7.根据权利要求1所述的一种基于二次回路文件比对的智能变电站调试方案生成方法，其特征是：所述步骤3)，具体步骤包括：

3.1)遍历差异文件中GOOSE/SV发布的差异信息，分析控制块差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目：

当GOOSE/SV发布控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，对IED开展GOOSE/SV输出的单体调试，具体调试项目为：当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的通信参数检查，即检查IED发出的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致；当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，调试项目为GOOSE/SV输出的一致性检查，检查IED发出的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致；

3.2)遍历差异文件中GOOSE/SV订阅的差异信息，分析控制块差异、控制块序号差异、通信参数差异、数据通道差异，形成调试方案中的调试项目：

当GOOSE/SV订阅控制块的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，对IED开展GOOSE/SV输入的单体调试或整组调试，具体调试项目为：当通信参数的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，仅需开展GOOSE/SV输入的单体调试，调试项目为GOOSE/SV输入的通信参数检查，即检查IED接收的GOOSE/SV数据的通信参数应与差异文件中改动后的通信参数一致，检查IED的GOOSE/SV链路无异常告警；

当数据通道的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要开展GOOSE/SV输入的单体调试调试项目和GOOSE/SV输入整组调试，从发送侧IED输出GOOSE/SV，检查IED输入的GOOSE/SV应与差异文件中改动后的数据通道一致；当接收的控制块序号的差异代码为CODE_NEW或CODE_DIFF时，需要开展接收链路断链告警一致性检查，模拟接收链路中断，检查IED上送监控系统的链路告警描述应与实际链路一致；

3.3)根据步骤3.2)制定完调试方案后，若在变电站改扩建时，因GOOSE/SV变动而开展整组调试的，还需制定安全措施，具体步骤包括：

先将整组调试的发送IED和接收IED标定为试验设备；再根据试验设备GOOSE/SV发布控制块的索引名称，在步骤1)生成的TX2文件中搜索订阅此发布控制块的IED，从IED的差异文件中搜索得到IED的差异代码，若差异代码不是CODE_NEW，将此IED标定为运行设备；遍历运行设备GOOSE/SV接收控制块，若控制块的发布IED是试验设备，则将此试验设备与运行设备间的二次回路标定为试验系统和运行系统的边界回路。