CN106445718B - 一种scd文件虚回路的自动校核方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCD文件虚回路的自动校核方法，通过建立虚回路模板格式，通过不断的升级维护，可以在设计和校验两个方面对SCD文件的正确性进行提升。设计方面，现在的SCD文件制作依然需要人工一根根的连接方式生成，通过建立虚回路模板，可以采用批量的设计方法选择相应模板并实例，能快速高效的完成SCD文件的制作。校验方面，现在的SCD文件没有对虚端子连接进行离线校验，依然需要现场人工进行校验，需要耗费大量的人力物力，通过建立虚回路模板，可以一键式的完成SCD文件虚端子连接正确性的检查，帮助设计、调试、运维人员进行离线检查。

Description

一种SCD文件虚回路的自动校核方法

技术领域

本发明涉及一种SCD文件虚回路的自动校核方法。

背景技术

智能变电站的二次逻辑回路主要是智能电子设备(IED)之间的信号连接关系，按照国网的要求，由设计人员完成虚端子的连接，但是其连接的正确性受人员素质、经验影响，即使由经验丰富的工作人员来制作SCD文件(substation configurationdescription)，也存在人工犯错的概率，因此有必要对SCD文件的虚端子连接正确性进行自动校验，也即对SCD文件虚回路进行自动校验。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种SCD文件虚回路的自动校核方法，可以在设计和校验两个方面对SCD文件的正确性进行提升，可快速完成SCD文件虚端子连接正确性的检查，帮助设计、调试、运维人员进行离线检查。而且，兼容性和可扩展性好。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据设备类型进行分类，按照设备类型分类创建虚回路子模板架构；

步骤2、每个子模板架构包括至少四层结构，其中：

第一层为模板IED：表示一种接收设备，用于匹配SCD文件中的接收设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配；

第二层为GOOSE接收和SV接收：GOOSE接收用于存储GOOSE的虚回路，SV接收用于存储SV的虚回路；

第三层为外部IED：表示一种发送设备，用于匹配该接收设备下的各个发送设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配；

第四层为虚回路关系：用于匹配该发送设备的虚回路，虚回路分为接收侧和发送侧，两者均通过描述关键字和引用名关键字进行匹配；

步骤3、提取SCD文件信息创建各虚回路子模板构成虚回路模板；

步骤4、根据SCD文件解析IED列表和Inputs信息，获取IED列表信息和虚回路信息；

步骤5、输入接线方式，并结合虚回路模板和IED列表信息进行匹配生成IED与虚回路模板的匹配结果；

步骤6、将步骤4生成的虚回路信息与步骤5生成的匹配结果进行校核并生成校核结果。

优选，步骤3具体包括：

A、提取SCD文件中的IED元素，填写模板IED的属性信息，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name；

B、根据虚回路的类型，对第三层和第四层信息进行分类，如果是GOOSE链路则填写到GOOSE接收的GoRx元素中，如果是SV链路则填写到SV接收的SvRx元素中；

C、根据虚回路连线，提取SCD文件中的发送IED元素，填写外部IED的属性信息，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name；

D、提取SCD文件中的Inputs元素，填写虚回路关系的属性信息，包括虚回路的描述名desc、备注信息mark，并填写接收侧和发送侧的属性信息，均包括扩展匹配规则extRule、“六统一”的标准描述stddesc、描述关键字descKey、引用名关键字refKey、标准引用名stdref。

优选，在匹配过程中：

A、遍历SCD文件的IED列表，提取描述和name；

B、将SCD的文件的描述和虚回路模板中描述关键字descKey进行逻辑匹配，筛选对应装置；

C、如果扩展匹配规则extRule填写了name，还需要将SCD文件的name与虚回路模板中name进行匹配，筛选装置；

D、对于虚端子分类涉及主接线的，需要将主接线方式和连接接线方式Connectionmode进行匹配，筛选装置。

本发明的有益效果是：

通过建立虚回路模板格式，通过不断的升级维护，可以在设计和校验两个方面对SCD文件的正确性进行提升。设计方面，现在的SCD文件制作依然需要人工一根根的连接方式生成，通过建立虚回路模板，可以采用批量的设计方法选择相应模板并实例，能快速高效的完成SCD文件的制作。校验方面，现在的SCD文件没有对虚端子连接进行离线校验，依然需要现场人工进行校验，需要耗费大量的人力物力，通过建立虚回路模板，可以一键式的完成SCD文件虚端子连接正确性的检查，帮助设计、调试、运维人员进行离线检查。

附图说明

图1是本发明虚回路模板文件的结构层次图；

图2是本发明线路保护模板文件的220kV线路A套为例对应的子模板文件的示意图；

图3是本发明一种SCD文件虚回路的自动校核方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其中，虚回路模板在建立过程中需要满足下述条件：

(1)有一定的扩展性，便于升级维护。

虚回路模板应该便于工程技术人员进行维护，能够根据自身需要进行增加和删除，具有一定的扩展性。

(2)匹配方式的问题

匹配的内容包括IED设备本身、发送的IED设备、虚端子连接的发送侧虚端子、虚端子连接的接收侧虚端子，需要满足各个部分的IED和虚端子匹配问题。

(3)兼容性的问题

虚回路模板库需要兼容所有设备的类型，尤其是考虑不同设备厂家的同一个型号。

基于上述描述，一种SCD文件虚回路的自动校核方法包括如下步骤：

步骤1、根据设备类型进行分类，按照设备类型分类创建虚回路子模板架构。

从程序解析的角度考虑，如果所有的模板都存在一个文件，解析占用的内存消耗过大，而采用多个模板文件方式更为适宜。按照虚端子的特点，多模板文件应当按照设备类型进行分类，如表1所示，包括线路保护、母线保护、变压器保护、合并单元、智能终端、测控等，每个设备类型对应一个虚回路子模板，子模板文件含有不同电压等级的虚回路，各个设备类型为独立的子模板，互相独立，各个子模板文件之间没有信息交叉，避免出现冗余数据，造成维护困难。

表1 模板文件的分类

步骤2、SCD的虚回路采用Inputs方式进行存储，每个IED下分GOOSE和SV存储接收连线，接收的连线描述了外部IED的虚端子及内部虚端子的连接关系，因此虚回路子模板中也按照SCD的每个IED的层级进行分层，如图1所示，按照接收设备的IED为单位进行创建，每个子模板架构包括至少四层结构，其中：

第一层为模板IED，也即IED：表示一种接收设备，用于匹配SCD文件中的接收设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配，支持and、or、{}的表达式编写。

第二层为GOOSE接收和SV接收，GOOSE接收用于存储GOOSE的虚回路，SV接收用于存储SV的虚回路，也即GoRx和SvRx；

第三层为外部IED，也即TxIED：表示一种发送设备，用于匹配该接收设备(第一层的接收设备)下的各个发送设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配，支持and、or、{}的表达式编写。

第四层为虚回路关系，也即VLink：用于匹配该发送设备(第一层的发送设备)的虚回路，虚回路分为接收侧(Rx)和发送侧(Tx)，两者均通过描述关键字和引用名关键字进行匹配，支持and、or、{}的表达式编写。

具体的，各个元素说明如下：

(1)IED元素，表示一个设备类型，一个VLTPL元素含有多个IED元素。IED的属性有configVersion、extRule、desc、descKey、Connectionmode、type、manufacturer、name，其中：

configVersion表示版本号，默认为“1.00”；extRule表示扩展匹配规则，默认为空，表示通过关键字匹配，可增加“name”，表示通过IEDname和关键字组合匹配，多用于线路；desc表示描述，如“220kV线路保护A套”；descKey表示描述关键字，如“220”and“线”and“保护”and“A”，关键字通过逻辑符号连接，and表示与，or表示或，{}表示优先处理的部分，以下所有关键字都按照这个逻辑符号进行填写；Connectionmode表示连接接线方式，如：“双母线”、“3/2接线”；type表示设备类型，默认为“通用”，目前的模板采用通用模板，不根据设备类型进行设置；manufacture表示生产厂商，默认为“通用”，目前的模板采用通用模板，不根据厂商类型进行设置；name表示IEDname的关键字，如“ML22and A”，可以作为扩展匹配规则的填写项。

(2)GoRx元素，表示GOOSE接收，一个IED元素含有一个GoRx元素。

(3)SvRx元素，表示SV接收，一个IED元素含有一个SvRx元素。

(4)TxIED元素，表示发送侧设备，一个GoRx或SvRx元素含有一个或多个TxIED元素，根据设备的实际连接情况填写。TxIED属性包括extRule、desc、descKey、type、name、manufacturer，各个属性的具体含义见IED元素。

(5)VLink元素，表示虚回路，一个TxIED含有一个或多个VLink元素，根据设备的实际连接情况填写。VLink属性包括desc、mark：desc表示虚回路的描述名，一般取接收侧的虚端子即可；mark表示备注信息，因为虚回路模板是最大化的虚回路，在校验的时候不是每个虚回路模板都需要作为校验依据，因此需要对每个虚端子进行标注其试用用场合，默认不填写表示始终需要设计和校验，当填写了想关文字，则需要根据文字的含义进行处理。目前已经使用的描述文字有“远传1_远传2_其它保护动作_仅适用于光纤电流差动保护装置”表示“远传1_远传2_其它保护动作”的虚回路仅对光纤差动保护装置有效。此元素可在后续根据工程和设备具体使用不断扩充。

(6)Rx元素，表示虚回路的接收侧，一个VLink包含一个Rx元素，Rx属性包括extRule、stddesc、descKey、refKey、stdref：extRule表示扩展匹配规则，默认为空，表示通过描述关键字匹配；stddesc表示“六统一”的标准描述，如“断路器分相跳闸位置TWJa”，目前只有保护装置有标准描述项，其他设备类型的虚端子尚未进行规范；descKey表示描述关键字，如“{断路器or开关}and位置and A相”，关键字通过逻辑符号连接，and表示与，or表示或，{}表示优先处理的部分；stdref表示标准引用名，默认为空，暂不使用；refKey表示引用名关键字，如“RPIT/*XCBR*.Pos.stVal”，这里的*为通配符，代替0个或多个字符，可以用来模糊匹配；。

(7)Tx元素，表示虚回路的发送侧，一个VLink包含一个Tx元素，Tx属性包括extRule、stddesc、descKey、refKey、stdref：extRule表示扩展匹配规则，默认为空，表示通过描述关键字匹配，填写“refKey”表示通过引用名关键字匹配，主要用于测控装置的外部信号未知描述的匹配；stddesc表示“六统一”的标准描述，“支路6_保护跳闸”，目前只有保护装置有，其他设备类型的虚端子尚未进行规范；descKey表示描述关键字，如“{断路器or开关}and位置and A相”，关键字通过逻辑符号连接，and表示与，or表示或，{}表示优先处理的部分；stdref表示标准引用名，默认为空，暂不使用；refKey表示引用名关键字，RPIT/*GGIO*.*Ind*.stVal用于匹配各个外部引用名。

图2是以线路保护模板文件的220kV线路A套为例对应的子模板文件。

步骤3、提取SCD文件信息创建各虚回路子模板构成虚回路模板，虚回路模板的建立可以通过两种方式进行创建：

(1)人工方式：参照SCD，通过将各个元素(IED、GoRx、SvRx、TxIED、Vlink、Rx、Tx)的内容进行填充，对设备描述和IEDname关键字(IEDname是61850里面已经有的定义)、虚端子描述和引用名关键字通过人工判断进行填写。

(2)自动方式：直接批量导入各个新建变电站的SCD文件，通过自动学习的方法提取各类元素信息，对设备描述、IEDname关键字和对虚端子描述和引用名关键字，采用全描述“或”的方式不断累加。

图3中采用第一种方案，即第一大步的虚回路模板创建部分，在虚回路编辑模板，通过人工方式提取SCD文件信息，创建虚回路模板。

A、提取SCD文件中的IED元素，填写模板IED的属性信息，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name。

configVersion：填写“1.00”；

extRule：默认填写为空，如果是线路间隔装置填写“name”；

desc：填写SCD文件中IED的描述；

descKey：根据SCD文件的desc提取关键字，通过and、or、{}的逻辑符号连接，填写描述关键字；

Connectionmode：填写当前主接线方式；

type：填写“通用”；

manufacture填写“通用”；

name：根据SCD文件的name提取关键字，通过and、or、{}的逻辑符号连接，填写name关键字。

B、根据虚回路的类型，对第三层和第四层信息进行分类，如果是GOOSE链路则填写到GoRx元素中，如果是SV链路则填写到SvRx元素中；

C、根据虚回路连线，提取SCD文件中的发送IED元素，填写外部IED的属性信息，TxIED各个属性的填写方法同IED元素，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name；

D、提取SCD文件中的Inputs元素(SCD文件中的Inputs节点描述了各个IED对外部信号(SV和GOOSE)的引用(订阅)情况)，填写虚回路关系的属性信息，包括虚回路的描述名desc、备注信息mark，并填写接收侧(Rx)和发送侧(Tx)的属性信息，均包括扩展匹配规则extRule、“六统一”的标准描述stddesc、描述关键字descKey、引用名关键字refKey、标准引用名stdref。

extRule：填写空或refKey；

stddesc：填写“六统一”的标准描述；

descKey：根据SCD文件的desc提取关键字，通过and、or、{}的逻辑符号连接，填写描述关键字；

stdref：填写空；

refKey：根据SCD文件的引用名提取关键字，可通过*为通配符代替零个或多个字符。

步骤4、根据SCD文件解析IED列表和Inputs信息，获取IED列表信息和虚回路信息。

步骤5、输入接线方式，并结合虚回路模板和IED列表信息进行匹配生成IED与虚回路模板的匹配结果。

步骤4和5共同组成图3的第二大步——模板匹配部分，模板匹配包括如下几个阶段：

(1)模板文件的匹配：模板文件按设备类型划分，需要根据SCD中IED的描述、IEDname获取相应的模板文件。

(2)模板文件中IED匹配：完成(1)后，需要根据SCD中IED描述、IEDname、接线方式确定模板文件的IED。

(3)GOOSE发送IED的匹配：完成(2)后，需要根据SCD中虚回路的发送IED描述、IEDname确定模板文件的发送IED。

(4)GOOSE发送IED虚端子匹配：完成(3)后，需要根据SCD中发送IED的虚端子描述、引用名关键字确定模板文件的发送虚端子。

(5)GOOSE接收IED虚端子匹配，完成(4)后，需要根据SCD中接收虚端子描述、引用名关键字确定模板文件的接收虚端子。

(6)SV部分同上述(3)至(5)。

在匹配过程中：

A、遍历SCD文件的IED列表，提取描述和name；

B、将SCD的文件的描述和虚回路模板中描述关键字descKey进行逻辑匹配，筛选对应装置；

C、如果扩展匹配规则extRule填写了name，还需要将SCD文件的name与虚回路模板中name进行匹配，筛选装置；

D、对于虚端子分类涉及主接线的，需要将主接线方式和连接接线方式Connectionmode进行匹配，筛选装置。

通过以上步骤，完成SCD文件中各个IED对应的模板设备。

模板文件与SCD匹配包括两种匹配，一种是设备的匹配，一种是虚端子的匹配。

设备的匹配主要通过IED的描述关键字和IEDname(是61850里面已经有的定义)关键字进行匹配。描述关键字通过正则表达式来反应描述的匹配模式，如“220kV甲乙线合智一体A套”，关键字可以为“{合并单元or合智一体}and220and线and A”，关键字通过逻辑符号连接，and表示与，or表示或，{}表示优先处理，对于线路的匹配因为一般SCD的描述都会写成“XX线”，可能匹配到母线，因此需要增加IEDname的匹配进一步确定，当IEDname中含有“ML”、“PL”、“IL”、“HL”等则可以进一步确定是线路。

虚端子匹配主要通过虚端子的描述和引用名关键字匹配的方式，这是因为考虑到现阶段虚端子的描述及引用名只有相关规范对保护的虚端子进行了统一，其他设备尚未进行或开展，因此这里全部采用描述和引用名关键字匹配的方式。如虚端子描述为“断路器分相跳闸位置TWJa”，描述关键字为“{断路器or开关}and位置and A相”，需要注意的是，对于时标t，一般描述和stVal相同，需要借助引用名关键字进行匹配，因此模板中也增加了引用名关键字部分，对于描述相同但是引用路径不同起到了辅助甄别的作用。

步骤6、将步骤4生成的虚回路信息与步骤5生成的匹配结果进行校核并生成校核结果，将比对结果进行展示。

校验结果应当包括：

(1)虚回路正确性校验：SCD的虚端子连线是否与模板相一致，不一致的应当报警。

(2)虚回路个数的校验：SCD的虚端子连线个数是否与模板一致，多或者少都应当报警。

将虚回路模板的IED虚回路信息和SCD文件的虚回路信息通过描述关键字进行一一比对：

A、遍历SCD文件的Inputs信息，提取接收侧虚端子和发送侧虚端子的描述和引用名；

B、对于接收侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为空，先根据虚回路模板的描述关键字和SCD的虚端子描述进行匹配比对，匹配不成功则报警；

C、对于接收侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为引用名关键字refKey，先根据虚回路模板的引用名关键字和SCD的虚端子引用名进行匹配比对，匹配不成功则报警；

D、对于发送侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为空，先根据虚回路模板的描述关键字和SCD的虚端子描述进行匹配比对，匹配不成功则报警；

E、对于发送侧虚端子，如扩展匹配规则extRule填写为引用名关键字refKey，先根据虚回路模板的引用名关键字和SCD的虚端子引用名进行匹配比对，匹配不成功则报警。

本方法通过一种带有正则表达式的逻辑表达式进行匹配，这种方法具有较强的兼容性，从后期的维护管理的便捷性、存储的信息量、层次关系表达上考虑，优选每个子模板采用XML语言建立并存储。

通过建立虚回路模板格式，通过不断的升级维护，可以在设计和校验两个方面对SCD文件的正确性进行提升。设计方面，现在的SCD文件制作依然需要人工一根根的连接方式生成，通过建立虚回路模板，可以采用批量的设计方法选择相应模板并实例，能快速高效的完成SCD文件的制作。校验方面，现在的SCD文件没有对虚端子连接进行离线校验，依然需要现场人工进行校验，需要耗费大量的人力物力，通过建立虚回路模板，可以一键式的完成SCD文件虚端子连接正确性的检查，帮助设计、调试、运维人员进行离线检查。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据设备类型进行分类，按照设备类型分类创建虚回路子模板架构；

步骤2、每个子模板架构包括至少四层结构，其中：

第一层为模板IED：表示一种接收设备，用于匹配SCD文件中的接收设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配；

第二层为GOOSE接收和SV接收：用于对第三层和第四层信息进行分类，GOOSE接收用于存储GOOSE的虚回路，SV接收用于存储SV的虚回路；

第三层为外部IED：表示一种发送设备，用于匹配该接收设备下的各个发送设备，依据描述关键字和IEDname关键字进行匹配；

第四层为虚回路关系：用于匹配该发送设备的虚回路，虚回路分为接收侧和发送侧，两者均通过描述关键字和引用名关键字进行匹配；

步骤3、提取SCD文件信息创建各虚回路子模板构成虚回路模板；

步骤4、根据SCD文件解析IED列表和Inputs信息，获取IED列表信息和虚回路信息；

步骤5、输入接线方式，并结合虚回路模板和IED列表信息进行匹配生成IED与虚回路模板的匹配结果；

步骤6、将步骤4生成的虚回路信息与步骤5生成的匹配结果进行校核并生成校核结果，校核包括虚回路正确性校核和虚回路个数的校核；将虚回路模板的IED虚回路信息和SCD文件的虚回路信息通过描述关键字进行一一比对：

A、遍历SCD文件的Inputs信息，提取接收侧虚端子和发送侧虚端子的描述和引用名；

B、对于接收侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为空，先根据虚回路模板的描述关键字和SCD的虚端子描述进行匹配比对，匹配不成功则报警；

C、对于接收侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为引用名关键字refKey，先根据虚回路模板的引用名关键字和SCD的虚端子引用名进行匹配比对，匹配不成功则报警；

D、对于发送侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为空，先根据虚回路模板的描述关键字和SCD的虚端子描述进行匹配比对，匹配不成功则报警；

E、对于发送侧虚端子，如果扩展匹配规则extRule填写为引用名关键字refKey，先根据虚回路模板的引用名关键字和SCD的虚端子引用名进行匹配比对，匹配不成功则报警。

2.根据权利要求1所述的一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，步骤1中，按照设备类型进行分类，包括线路保护、母线保护、变压器保护、合并单元、智能终端、测控。

3.根据权利要求1所述的一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，每个子模板采用XML语言建立。

4.根据权利要求2所述的一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，步骤3具体包括：

A、提取SCD文件中的IED元素，填写模板IED的属性信息，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name；

B、根据虚回路的类型，对第三层和第四层信息进行分类，如果是GOOSE链路则填写到GOOSE接收的GoRx元素中，如果是SV链路则填写到SV接收的SvRx元素中；

C、根据虚回路连线，提取SCD文件中的发送IED元素，填写外部IED的属性信息，包括版本号configVersion、扩展匹配规则extRule、描述desc、描述关键字descKey、连接接线方式Connectionmode、设备类型type、生产厂商manufacturer、IEDname的关键字name；

D、提取SCD文件中的Inputs元素，填写虚回路关系的属性信息，包括虚回路的描述名desc、备注信息mark，并填写接收侧和发送侧的属性信息，均包括扩展匹配规则extRule、“六统一”的标准描述stddesc、描述关键字descKey、引用名关键字refKey、标准引用名stdref。

5.根据权利要求4所述的一种SCD文件虚回路的自动校核方法，其特征在于，在匹配过程中：

A、遍历SCD文件的IED列表，提取描述和name；

B、将SCD的文件的描述和虚回路模板中描述关键字descKey进行逻辑匹配，筛选对应装置；

C、如果扩展匹配规则extRule填写了name，还需要将SCD文件的name与虚回路模板中name进行匹配，筛选装置；

D、对于虚端子分类涉及主接线的，需要将主接线方式和连接接线方式Connectionmode进行匹配，筛选装置。