CN104636490A - 一种智能变电站scd文件图形化比对方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，该方法采用图形化的模型比对方式，采用图符表示比对经果。具体地该方法导入两个待比对的SCD文件，经解析生成一个新的图形化比对SCD文件，图形化比对SCD文件分IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层，按照IEC61850数据模型、通信服务模型对新旧两个SCD文件进行比对，比对结果以图符方式标注在比对SCD文件的各层中。这种SCD文件图形化的比对方式，与目前常用的SCD文件文本比对方法相比，具有操作简单、比对结果明了、比对效率高及可视化程度强等特点，可让使用者摆脱对XML语法规则及IEC61850模型知识的依赖。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站运行、维护、调试、管理及设备研制领域，具体涉及一种智能变电站SCD文件图形化比对方法。
背景技术
智能变电站的二次系统设计阶段，都需要二次设备制造厂家提供IED的能力自描述文件，即ICD文件，该文描述了IED提供的基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称及通信参数；设计院设计SSD文件，SSD文件为系统规范描述文件，包含整个变电站的系统结构及主接线等信息。在ICD文件及SSD文件基础上设计院进行连线，生成变电站的虚端子表或虚拟二次回路图；系统集成商根据虚端子表或虚拟二次回路图，采用专用的系统配置工具生成该工程的SCD文件，SCD文件为全站配置描述文件，它规定了全站统一的数据源，描述了所有IED的实例化配置、通信参数配置及虚端子连接关系。装置制造厂商使用配置工具根据SCD文件中与特定的IED相关信息导出该IED的CID文件，下载到装置中运行。
因此，SCD文件是变电站中最重要的文件，它描述了完整的变电站配置，涵盖整个变电站的数据模型、全部IED的实例化配置、通信服务参数及虚端子连线，在二次信息方面，其重要性等同于传统变电站中的二次回路图，在设备安装、光缆连接完成后，信息传递的正确性完全取决于SCD文件。但目前SCD文件在调试、运行维护过程中仍存在着诸多问题，主要体现如下：
（1）在出厂联调及现场调试阶段，SCD文件频繁变动，经常造成调试人员不知道各版本间的SCD文件的差异性，因而额外增加了很多重复调试工作。两个SCD文件目前一般采用文本比对方法，该方法工作量巨大，且不直观、比对效率低，一个500kV智能变电站的SCD文件在100MB左右，用文本编辑软件打开近200万行，采用文本自动比对是很困难的，且文本比对的结果专业性太强，要求调试人员具备IEC61850模型及XML（可扩展标记语言）语法知识，这在调试现场是很难完全做到的。
（2）在变电站检修及技术改造阶段，会牵涉到SCD文件的修改，这些修改在虚拟二次回路上的差异性，需要有专门的比对方法及工具进行展示与体现，以指导检修及改造工作的顺利进行。
（3）从运行管理部门来说，运行过程中所有版本的SCD文件都应进行管理与保存，因此需要有一个简单易读的SCD比对方法及工具，对不同版本之间的差异性进行直观地比对。
随着智能变电站的批量建设，以上问题会越来越突出，甚至会直接影响到变电站的安全稳定运行，本发明专利针对以上存在的问题找到解决方案。
发明内容
本发明的目的：本发明提供一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，该方法按IEC61850模型进行比对，比对结果以图符的方式表示在IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层中，并提供一信息提示框对比对图符含义进行说明与解释。这种图形化的比对方法操作简单、通俗易懂、可视化强、且不需要使用者具备很强的XML语法及IEC61850模型知识。
本发明的解决方案：
一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，包括以下步骤：按IEC61850模型进行比对新旧两个SCD文件，所述的新旧两个SCD文件比对经解析比对生成一个新的比对SCD文件，比对SCD文件分为IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层。
如上所述的IED设备层为SCD文件中所有IED设备的列表，关联图层显示选中IED及与选中IED在虚回路上相关联IED间的关系，虚端子图层显示SV、GOOSE的虚拟二次回路图，虚端子表层以表格方式显示SV、GOOSE虚拟二次回路。
如上所述的解析比对包括IED设备层模型比对、关联图层模型比对、虚端子图层模型比对和虚端子表层模型比对，通过图符在比对SCD文件中的IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层进行新旧两个SCD文件的区别标识。
如上所述的IED设备层模型比对包括以下步骤：遍历新、旧SCD文件所有IED节点，对IED节点下name、configVersion、desc、manufacturer、type、CRC属性进行比对，比对结果标注在IED设备层中，使用IED增加图符表示新增的物理设备，即在新SCD文件IED节点下有新增的name属性；使用IED删除图符表示被删除的物理设备，即旧SCD文件有新SCD文件没有的name属性；使用IED参数修改图符表示该新旧SCD文件都有同一物理设备但是参数有变化，即IED的name相同但是属性configVersion或desc或manufacturer或type或CRC有不一致之处。
如上所述的关联图层模型比对包括以下步骤：在比对SCD文件选中预定的IED，依据选中IED 搜索新、旧SCD文件中IED/AccessPoint/Serer/Ldevice/LNx/ /Inputs/ExtRef节点中的iedName属性，并进行归类处理，即具有相同iedName的外部引用为同一IED的引用，按ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName构成外部引用地址，对外部引用地址进行比对，比对结果标注在比对SCD文件的关联图层中；
使用关联图增加图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下关于iedName的所有外部引用地址为增加的；
使用关联图删除图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的所有外部引用地址为删除的；
使用关联图修改图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的部分外部引用有修改，修改包括ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName中某一属性的修改、修改还包括引用顺序的修改或AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx下DOI描述的修改。
如上所述的虚端子图层模型比对包括以下步骤：在SCD比对文件中对两个IED设备间的每个虚端子及虚连线进行比对，搜索并比对接收IED的IED/AccessPoint/Sever/LDevice/LNx/Inputs/ExtRef下每一intAddr；
旧SCD文件没有且新SCD文件有的intAddr地址为新增的输入虚端子；
旧SCD文件有且新SCD文件没有的intAddr地址为删除的输入虚端子；
对于新旧SCD文件都有的intAddr，再比对对应的ExtRef下的外部引用地址ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName，及IED/AccessPoint/Sever/LDevice/LNx/DOI中的虚端子描述；
使用虚端子增加图符表示接收IED的虚端子及连线是新增加；
使用虚端子删除图符表示接收IED的虚端子及连线被删除；
使用虚端子修改图符表示对应的虚端子的顺序、连线或描述有改变。
如上所述的虚端子表层模型比对包括以下步骤：虚端子表层含SV发送、GOOSE发送及数据输入三个标签页，标签页比对的差异性以图符方式标注在虚端子表层的各标签页中。
基于IEC61850模型比对包括IEC61850数据模型比对及通信服务模型比对，IEC61850数据模型比对遍历SCD文件中所有IED，对每一IED都按IED/逻辑设备/逻辑节点/数据对象/数据属性的模型层次进行新旧两个SCD文件的比对；通信服务模型比对遍历新旧两个SCD文件所有进行信息交互的逻辑节点，包括SV、GOOSE及MMS通信服务模型进行比对。
本发明取得了以下技术效果：
本发明提供一种SCD文件图形化的模型比对方法，该方法操作简单、比对结果明了、可视化程度强，可让使用者摆脱对XML语法语义规则及IEC61850模型知识的依赖。利用该方法可大大提高调试工作效率，该方法同时可应用于智能变电站检修及技术改造中，防止虚拟二次回路改动产生的错误，提高变电站供电的可靠性。对于运行管理人员，还可将此方法运用于SCD文件的管控工作中。
附图说明
图1为 SCD文件生成过程示意图；
图2 为SCD文件的文本比对示例示意图；
图3为SCD文件结构示意图。
图4 为图形化的IED设备层比对示意图；
图5 为图形化的关联图层比对示意图；
图6 为图形化的虚端子图层比对示意图；
图7 为虚端子表层GOOSE发送比对示例示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1描述了SCD文件在实际工程中的形成过程，它基于ICD文件及SSD文件，ICD文件是变电站中IED能力描述文件，描述了该IED的基本数据模型及服务，SSD为系统规范描述文件，描述了变电站的系统构成及一次接线信息，在ICD及SSD文件基础上，利用系统配置工具生成SCD文件，SCD文件描述了变电站所有IED的实例化配置、通信参数及虚端子连线，下载到装置中的CID文件就是从SCD文件中提取获得，因此SCD文件是智能变电站中最重要的文件。目前SCD文件采用的是XML（可扩展标记语言）语言格式，XML使用标记描述数据，实质为文本文件，容量大，一个500kV变电站SCD文件大小将近100MB，用文本编辑软件打开有近200万行。
目前采用的SCD文件比对方式基本都是文本比对方式，该方法对使用人员有两个要求，一是要求使用人员了解XML的语法、语义规则，二是必须具备IEC61850的建模知识，否则即使知道了比对结果也难以理解结果所表示的真实含义，IEC61850模型体系包括数据模型及通信服务模型，是一个庞大的标准体系，要完全掌握对一般的现场调试人员是非常困难的。图2中的示例为采用文本比对方法比对两个SCD文件，经比对旧文件没有新文件增加的数据集条目，新增数据集条目包括逻辑设备实例（ldInst）、逻辑节点类型（lnClass）、逻辑节点实例（lnInst）、数据对象名称（doName）、功能约束（fc）等，每一项又都有各自相应的模型规范，这种文本比对差异性的阅读对于一般的调试及运行维护人员来说是很难懂的。
图3为SCD文件结构图，SCD文件主要包含<Header>、<Substation>、<Communication>、<IED>、<DataTypeTemplate>五个主节点，每个主节点下又含有子节点，子节点下含有属性。控制块参数主要在<ConnectedAP>、<SampledValueControl>、<GseControl>节点下进行描述，输入虚端子在<Inputs>下描述、输出虚端子在<DataSet>下描述，虚端子连线信息主要通过<Inputs>中ExtRef描述。
本发明提供一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，包括以下步骤：
步骤1、导入两个待比对的SCD文件（旧SCD文件与新SCD文件），在PC机内存中完成新旧SCD文件的解析并生成一个比对SCD文件。
步骤2、对比对SCD文件生成四个标签页，即IED设备层标签页、关联图层标签页、虚端子图层标签页、虚端子表层标签页。
步骤3、IED设备层模型比对：遍历新、旧SCD文件所有IED节点，对IED节点下的name、configVersion、desc、manufacturer、type、CRC等属性进行逐一比对，比对结果以图符方式标注在比对SCD文件的中IED设备层。
如图4所示，本IED设备层中图符采用 “+”标识IED增加图符、采用“×”标识IED删除图符、采用“！”标识IED参数修改图符。
在比对SCD文件的IED设备层“+”表示该IED为新增的IED，即旧SCD文件中IED节点下无name及相关属性，新SCD文件中新增加的name。图符“×”表示被删除的IED,即旧SCD文件中IED节点下有该name属性，新SCD文件中无此name属性。“！”表示新旧两个文件都存在该IED，即 name相同，但configVersion、desc、manufacturer、type、CRC等中属性有变化。点击比对文件中的IED设备层中各个图符可弹出一对话框对图符含义进行细致说明。
步骤4、关联图层模型比对：在比对SCD文件选中预定的IED，依据选中IED搜索新、旧SCD文件IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的iedName属性，按ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName构成外部引用地址，对外部引用地址进行比对；
如图5所示，本关联图层中图符采用 “+”标识关联图增加图符、采用“×”标识关联图删除图符、采用“！”标识关联图修改图符。
旧文件没有新文件的有的iedName属性为新增关联IED，即接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下关于iedName的所有外部引用地址为增加的，以“+”标注；
旧文件有新文件中没有的iedName为删除IED，即接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的所有外部引用地址为删除的，以“×”标注；
如果新旧文件iedName属性相同，则以内部短地址intAddr为基准，比较该地址下的ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName属性，如有不一致处，则表示所关联IED的虚回路连线有改变，以图符“！”标注。
此外，按每个关联IED比对ConnectedAP节点下同一iedName的控制块通信参数如MAC地址、APPID、VLAN-ID、PRIORITY、 cbName等，以及SampledValueControl、GSEControl节点下数据集参数dataSet、desc等，如以上任一参数不一致，还可以图符“∆”进行标注。
图5中选中的IED居图中间，关联IED分布在左右两侧。
步骤5、虚端子图层模型比对：在步骤4中有关联图增加、关联图删除、关联图修改的情况下，在比对SCD文件中搜索并比对两个有连线关系IED中接收IED IED/AcessPoint/Sever/LDevice/LNx/Inputs/ExtRef下的每一intAddr；
旧文件没有且新文件有的intAddr地址为新增的输入虚端子，
旧文件有且新文件没有的intAddr地址为删除的输入虚端子，
对于新旧文件都有的intAddr，再比对其ExtRef下的外部引用地址ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName，及IED/AcessPoint/Sever/LDevice/LNx/DOI中的虚端子描述。
如图6所示，本虚端子图层中图符采用 “+”标识虚端子增加图符、采用“×”标识虚端子删除图符、采用“！”标识虚端子修改图符。
步骤6、虚端子表层模型比对：虚端子表层含SV发送、GOOSE发送及数据输入三个标签页，比对的差异性以图符方式标注在虚端子表层的各标签页中。
如图7所示，虚端子表分为SV发送、GOOSE发送、数据输入三个标签页，图例中AppID=1367的GOOSE控制块新增了虚端子PI_PROT/GOOUTPTRC1.Tr.general[ST]，同时虚端子PI_PROT/GOOUTPTRC2.Tr.general[ST]发生改变，点击标注图符会显示DA的数据类型从INT型变为了BOOLEAN型。
以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，尤其是图符的表示方式是可以多种多样的，本方案只给出了一种示例。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，包括以下步骤：按IEC61850模型进行比对新旧两个SCD文件，所述的新旧两个SCD文件经解析比对生成一个新的比对SCD文件，比对SCD文件分为IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层。
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的IED设备层为SCD文件中所有IED设备的列表，关联图层显示选中IED及与选中IED在虚回路上相关联IED间的关系，虚端子图层显示SV、GOOSE的虚拟二次回路图，虚端子表层以表格方式显示SV、GOOSE虚拟二次回路。
3.根据权利要求1所述的一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的解析比对包括IED设备层模型比对、关联图层模型比对、虚端子图层模型比对和虚端子表层模型比对，通过图符在比对SCD文件中的IED设备层、关联图层、虚端子图层及虚端子表层进行新旧两个SCD文件的区别标识。
4.根据权利要求3所述一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的IED设备层模型比对包括以下步骤：遍历新、旧SCD文件所有IED节点，对IED节点下name、configVersion、desc、manufacturer、type、CRC属性进行比对，比对结果标注在IED设备层中，使用IED增加图符表示新增的物理设备，即在新SCD文件IED节点下有新增的name属性；使用IED删除图符表示被删除的物理设备，即旧SCD文件有新SCD文件没有的name属性；使用IED参数修改图符表示该新旧SCD文件都有同一物理设备但是参数有变化，即IED的name相同但是属性configVersion或desc或manufacturer或type或CRC有不一致之处。
5.根据权利要求3所述一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的关联图层模型比对包括以下步骤：在比对SCD文件选中预定的IED，依据选中IED 搜索新、旧SCD文件中IED/AccessPoint/Serer/Ldevice/LNx/
/Inputs/ExtRef节点中的iedName属性，并进行归类处理，即具有相同iedName的外部引用为同一IED的引用，按ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName构成外部引用地址，对外部引用地址进行比对，比对结果标注在比对SCD文件的关联图层中；
使用关联图增加图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下关于iedName的所有外部引用地址为增加的；
使用关联图删除图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的所有外部引用地址为删除的；
使用关联图修改图符表示接收IED的IED/AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx/Inputs/ExtRef节点下的部分外部引用有修改，修改包括ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName中某一属性的修改、修改还包括引用顺序的修改或AccessPoint/Sever/Ldevice/LNx下DOI描述的修改。
6.根据权利要求3所述一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的虚端子图层模型比对包括以下步骤：在SCD比对文件中对两个IED设备间的每个虚端子及虚连线进行比对，搜索并比对接收IED的IED/AccessPoint/Sever/LDevice/LNx/Inputs/ExtRef下每一intAddr；
旧SCD文件没有且新SCD文件有的intAddr地址为新增的输入虚端子；
旧SCD文件有且新SCD文件没有的intAddr地址为删除的输入虚端子；
对于新旧SCD文件都有的intAddr，再比对对应的ExtRef下的外部引用地址ldInst/prefix/lnClass/lnInst/doName/daName，及IED/AccessPoint/Sever/LDevice/LNx/DOI中的虚端子描述；
使用虚端子增加图符表示接收IED的虚端子及连线是新增加；
使用虚端子删除图符表示接收IED的虚端子及连线被删除；
使用虚端子修改图符表示对应的虚端子的顺序、连线或描述有改变。
7.根据权利要求3所述一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的虚端子表层模型比对包括以下步骤：虚端子表层含SV发送、GOOSE发送及数据输入三个标签页，标签页比对的差异性以图符方式标注在虚端子表层的各标签页中。
8.根据权利要求1所述的一种智能变电站SCD文件图形化比对方法，其特征在于，所述的基于IEC61850模型比对包括IEC61850数据模型比对及通信服务模型比对，IEC61850数据模型比对遍历SCD文件中所有IED，对每一IED都按IED/逻辑设备/逻辑节点/数据对象/数据属性的模型层次进行新旧两个SCD文件的比对；通信服务模型比对遍历新旧两个SCD文件所有进行信息交互的逻辑节点，包括SV、GOOSE及MMS通信服务模型进行比对。
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