CN109754131B - 一种基于nxd的scd文件配置方法及装置 - Google Patents

一种基于nxd的scd文件配置方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于NXD的SCD文件配置方法及装置，属于数字化变电站技术领域。本发明在NXD存储的基础上实现了对SCD文件的分段解耦及配置，避免了簇建模或查询语言转换的复杂性，对XML文件片段的存取更新操作更加直接便捷。配置过程中各个文件片段功能相对独立，每次操作只需读取相应的文件片段，对于没有涉及该编辑的文件片段没有任何影响。

Description

一种基于NXD的SCD文件配置方法及装置
技术领域
本发明涉及一种基于NXD的SCD文件配置方法及装置，属于数字化变电站技术领域。
背景技术
智能站使用单一的SCD文件描述全站配置，涵盖全部信息模型，不同业务不同间隔的信息耦合在一起，目前主要由集成商完成SCD文件的配置，原有的设计、集成、施工、运维等流程被打乱。调试、运维人员在使用和操作SCD文件时存在较大困难，缺少有效的介入手段。SCD文件采用平面文件存储方式，存储、流转过程存在随意性，作为其他配置文件的数据源存在安全风险。SCD文件作为智能变电站中最重要的一种配置文件，它集成了智能变电站中所有的二次信息。现有的智能站配置流程中由系统配置工具导入SCD并执行各种配置，在完成配置后由IED配置工具导出CID/CCD等配置文件。在此过程中SCD文件作为配置的唯一最终结果和配置工具直接操作的对象，需要对整个SCD文件进行处理，费时、耗资源。
申请号为CN201610685214.6的专利申请文件公开一种智能变电站SCD模型信息断面的解耦方法及装置，该方法通过分析SCD文件中SSD的配置内容获取全站所有间隔划分信息以及每个间隔包含的IED信息，从SCD文件中将这些IED的模型配置内容提取出来按SCL标准格式重新组织即形成间隔BCD文件。针对客户需求提供了间隔逻辑明确的信息断面，降低了SCD文件应用复杂度和配置误改动风险，更好地满足智能变电站在调试、运维和改扩建阶段对SCD文件的高效应用和管控需求。但是其中按间隔解耦是依据SSD配置并引入了BCD中间文件，按业务解耦思路是分别将IED、LDevice或DataSet划分为归属继电保护、自动化等不同业务类型。所提方法涉及面较广，实际操作需要更多的外部支持，比如：基于SSD的间隔划分，需要首先建立标准化的SSD配置，对于一些已经投运的智能站重新设计、增加SSD配置，增加了工作量和出错风险。
申请号为CN201510682769.0的专利申请文件公开了一种SCD文件解耦方法，用以解决现有技术中SCD文件过大对内存占用严重的问题，该方法将SCD文件解耦为至少包括一个或若干个由Header，一个DataTypeTemplates和设定数量的IED组成的子SCD文件，各子SCD文件中IED数量之和等于SCD文件中的IED数量，并按SCL模型按其模块划分为Header、Substation、Communication、IED、DateTypeTemplates共计5个部分，将SCD文件按照SCL模型的功能模块解耦为多个SCD子模块，由Header、IED、DateTypeTemplates组成的多个子SCD文件，通过此方法可以实现大体积SCD文件不影响功能前提下，拆分为多个可独立编辑处理的子SCD文件。但是该方法并没有涉及SCD的存储技术，由于在SCD不同模块间存在强耦合关系，实际应用中不可能只加载需要编辑的文件片，对于具有200个以上IED的SCD，按该方法解耦会产生200多个文件片，还引出了对多个具有耦合关系的文件片的管理问题，没有从根本上解决大SCD文件的编辑问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于NXD的SCD文件配置方法，以解决目前SCD文件配置过程中需要外部支持、需要对多个具有耦合关系文件片管理的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种基于NXD的SCD文件配置方法，包括以下五个方案，方法方案一：该配置方法包括以下步骤：
1)将导入的ICD/IID文件按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates进行解耦，并将解耦后的数据按照解耦结果分类分别存入NXD数据库中相应的容器中，所述的容器为NXD数据库中的存储空间，包括Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器；
2)取出NXD数据库中相应容器内的文件片段，执行配置或修改，并在配置或修改完成后更新到对应的容器中，将NXD中各容器的文件合并，形成SCD配置文件。
本发明采用NXD存储方式避免了建模或查询语言转换的复杂性，对XML文件片段的存取更新操作更加直接便捷，配置过程中各个文件片段功能相对独立，每次操作只需读取相应的文件片段，对于没有涉及该编辑的文件片段没有任何影响。
方法方案二：在方法方案一的基础上，在对取出的NXD容器内的文件片段进行配置或修改时，锁定对应的文件，以保证配置信息的唯一性。本发明对于正在配置修改的文件片采用锁机制保证修改内容的唯一性。
方法方案三：在方法方案一或二的基础上，该方法还包括对解耦后的不同文件片段之间进行信息同步。本发明对于其存在引用关系的文件片段采用消息同步机制，保证了信息的一致性，过程如下：
A.提取不同文件片段之间的引用关系并存入消息配置表；
B.利用消息服务中心对消息配置表进行读取与更新；
C.SCD文件配置中，不同的业务功能配置模块向消息服务中心订阅本模块需要关注的消息，有改动时，由业务功能配置模块匹配消息配置表，若匹配成功，则向消息服务中心发布自己的消息；
D.消息服务中心将业务功能配置模块发布的消息存入消息队列，消息中心定期检查消息队列，并将消息队列中的消息分发到已经订阅该消息的各个业务功能配置模块。
方法方案四：在方法方案一的基础上，该方法还包括在NXD数据库中建立与Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器分别对应的索引表，用于存储ICD/IID文件解耦前后文件片段间的映射关系。
方法方案五：在方法方案四的基础上，所述步骤1)在将解耦后的数据按存入NXD数据库中相应的容器时，更新对应的Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates索引表。
本发明还提供了一种基于NXD的SCD文件配置装置，包括以下五个方案，装置方案一：该装置包括存储器和处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下指令：
1)将导入的ICD/IID文件按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates进行解耦，并将解耦后的数据按照解耦结果分类分别存入NXD数据库中相应的容器中，所述的容器为NXD数据库中的存储空间，包括Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器；
2)取出NXD数据库中相应容器内的文件片段，执行配置或修改，并在配置或修改完成后更新到对应的容器中，将NXD中各容器的文件合并，形成SCD配置文件。
装置方案二：在装置方案一的基础上，在对取出的NXD容器内的文件片段进行配置或修改时，锁定对应的文件，以保证配置信息的唯一性。
装置方案三：在装置方案一或二的基础上，该装置还包括对解耦后的不同文件片段之间采用消息同步机制，过程如下：
A.提取不同文件片段之间的引用关系并存入消息配置表；
B.利用消息服务中心对消息配置表进行读取与更新；
C.SCD文件配置中，不同的业务功能配置模块向消息服务中心订阅本模块需要关注的消息，有改动时，由业务功能配置模块匹配消息配置表，若匹配成功，则向消息服务中心发布自己的消息；
D.消息服务中心将业务功能配置模块发布的消息存入消息队列，消息中心定期检查消息队列，并将消息队列中的消息分发到已经订阅该消息的各个业务功能配置模块。
装置方案四：在装置方案一的基础上，该装置还包括在NXD数据库中建立与Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器分别对应的索引表，用于存储ICD/IID文件解耦前后文件片段间的映射关系。
装置方案五：在装置方案四的基础上，在将解耦后的数据按存入NXD数据库中相应的容器时，更新对应的Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates索引表。
附图说明
图1是本发明基于NXD的SCD文件配置流程示意图；
图2是本发明所采用的消息同步机制的流程示意图；
图3是本发明实施例中二次虚回路配置时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
SCD文件作为智能变电站中最重要的一种配置文件，它集成了智能变电站中所有的二次信息。本发明提供了一种基于NXD(Native XML Database)的SCD文件配置方法，该方法首先在NXD中按照解耦粒度建立5个容器；然后将导入的ICD/IID文件，并按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates五个段对导入的文件进行解耦，并分别存入数据库中对应的容器中；然后利用配置工具取出NXD中各容器内文件片段，执行配置或修改，在完成后更新到对应NXD容器，最终合并生成新的SCD文件。本发明在NXD存储的基础上实现了对SCD文件的分段解耦及配置，避免了簇建模或查询语言转换的复杂性，对XML文件片段的存取更新操作更加直接便捷。配置过程中各个文件片段功能相对独立，每次操作只需读取相应的文件片段，对于没有涉及该编辑的文件片段没有任何影响。该方法的配置流程如图1所示，具体过程如下。
1.在NXD中按照解耦的粒度建立5个容器(Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates)、若干索引表。
ICD(智能设备配置描述)文件包括Header(信息头)、Communication(通信系统描述)、Substation(变电站描述)、IED(智能电子设备描述)以及DatatypeTemplates(数据类型模板)五个元素。为此，本发明在NXD(Native XML Database)中建立五个容器，分别为Header容器、Communication容器、Substation容器、IED容器以及DatatypeTemplates容器，分别与ICD文件的五个元素对应，用于存储对应元素的文件片段。这里的容器是一种形象表达，其本质是数据库中的存储空间，用来存储数据。同时，为了方便查找各容器中的文件片段，本发明还在NXD中建立有与上述各容器对应的索引表，用于存储各文件片段的索引信息。
2.按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates五个段对导入的ICD/IID/SCD文件进行解耦，并存放到NXD中对应的容器中，同时更新相关索引表。
文件片段按Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates五种类型分类，每个NXD容器内包含多个不同版本的文件片段，每个文件片段分别存储、编辑和管理。
3.利用配置工具对取出NXD容器内文件片段进行配置或修改，完成后再根据相关索引表更新到对应NXD容器，最终合并生成新的SCD文件。
为保证配置信息的一致性，根据索引表取出NXD容器内文件片段修改时实行锁机制，即配置开始时加锁，配置结束解锁。
ICD/IID/SCD文件解耦后不同文件片段之间的存在引用关系，为保证配置过程中不同文件片段数据的一致性，本发明采用消息同步机制手段，用于不同文件片之间的信息同步。例如：模型(DataTypeTemplates)中LNodeType的改变就会影响到引用该LNodeType的IED文件片，也可能会影响到把该IED作为二次虚回路发送端的IED，GOOSE控制块名称的改变就会影响到通信(Communication)中的GSE配置等。
采用消息同步机制进行消息同步过程如图2所示。
a)提取不同文件片之间的引用关系并存入消息配置表；
b)设置消息服务中心，包含消息队列，对消息配置表的读取与更新、消息发布和分发等操作；
c)SCD文件配置中，不同的业务功能配置模块向消息服务中心订阅本模块需要关注的消息；
d)有改动时，由业务功能配置模块匹配消息配置表，若匹配成功，则向消息服务中心发布自己的消息；
e)消息服务中心将业务功能配置模块发布的消息存入消息队列；
f)消息中心定期检查消息队列，并将消息队列中的消息分发到已经订阅该消息的各个业务功能配置模块。
以修改单个IED为例，介绍基于NXD的SCD文件配置方法，其流程如图3所示，过程如下：
1.导入SCD文件并按照(Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates)五个容器对导入的文件进行解耦，并分别存入NXD数据库中对应的容器中，同时更新对应Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates索引表。
2.对单个IED的配置只需按IED索引表获取该IED的文件片，文件片以XML文件形式返回，用户可以使用Xerces等第三方库将其解析为DOM Tree结构，不影响现有的配置逻辑；
3.锁定该IED文件片段。
4.利用配置工具修改此IED名称，采用Q/GDW 1396中循环冗余校验(CRC)的方法，为更新的文件片计算CRC，实现配置过程版本控制。
5.解锁该IED文件片段。
6.把修改后的IED文件片段更新至NXD数据库IED容器。
7.当前IED文件片段CRC发生改变后，配置工具向消息中心请求消息发布。
8.消息中心对请求文件片段与消息配置表进行匹配。匹配成功，输出匹配结果：该IED作为二次虚回路发送端，其名称的改变影响到通信(communication)中的GSE配置；进而向消息中心发布此消息；匹配失败转至步骤10。
9.消息中心将此消息存入消息队列并分发给配置工具中订阅此消息的业务功能配置模块-communication模块，communication模块收到后对GSE配置进行相应修改，重复步骤3。
10.消息配置表中没有匹配出对应的引用关系，配置结束。
本发明采用NXD存储方式避免了建模或者查询语言转换的复杂性，对XML文件片段的存取更新等操作更加直接便捷，数据库记录配置版本使版本管控更加智能化，提高了对大文件处理的可靠性和效率。配置过程中各个文件片段功能相对独立，每次操作只需读取相应的文件片段，对于没有涉及该编辑的文件片段没有任何影响。同时采用消息同步机制保持信息的一致性；采用锁机制保证修改内容的唯一性。本发明智能变电站分层分区配置和调试、模型分业务管理、运维或改扩建模型、变更管控和SCD文件多人并行配置提供了新的技术手段。

Claims (8)

1.一种基于NXD的SCD文件配置方法，其特征在于，该配置方法包括以下步骤：
1)将导入的ICD/IID文件按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates进行解耦，并将解耦后的数据按照解耦结果分类分别存入NXD数据库中相应的容器中，所述的容器为NXD数据库中的存储空间，包括Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器；
2)取出NXD数据库中相应容器内的文件片段，执行配置或修改，并在配置或修改完成后更新到对应的容器中，将NXD中各容器的文件合并，形成SCD配置文件；
该方法还包括对解耦后的不同文件片段之间采用消息同步机制进行信息同步，其过程如下：
A.提取不同文件片段之间的引用关系并存入消息配置表；
B.利用消息服务中心对消息配置表进行读取与更新；
C.SCD文件配置中，不同的业务功能配置模块向消息服务中心订阅本模块需要关注的消息，有改动时，由业务功能配置模块匹配消息配置表，若匹配成功，则向消息服务中心发布自己的消息；
D.消息服务中心将业务功能配置模块发布的消息存入消息队列，消息中心定期检查消息队列，并将消息队列中的消息分发到已经订阅该消息的各个业务功能配置模块。
2.根据权利要求1所述的基于NXD的SCD文件配置方法，其特征在于，在对取出的NXD容器内的文件片段进行配置或修改时，锁定对应的文件，以保证配置信息的唯一性。
3.根据权利要求1所述的基于NXD的SCD文件配置方法，其特征在于，该方法还包括在NXD数据库中建立与Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器分别对应的索引表，用于存储ICD/IID文件解耦前后文件片段间的映射关系。
4.根据权利要求3所述的基于NXD的SCD文件配置方法，其特征在于，所述步骤1)在将解耦后的数据按存入NXD数据库中相应的容器时，更新对应的Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates索引表。
5.一种基于NXD的SCD文件配置装置，其特征在于，该装置包括存储器和处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下指令：
1)将导入的ICD/IID文件按照Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates进行解耦，并将解耦后的数据按照解耦结果分类分别存入NXD数据库中相应的容器中，所述的容器为NXD数据库中的存储空间，包括Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器；
2)取出NXD数据库中相应容器内的文件片段，执行配置或修改，并在配置或修改完成后更新到对应的容器中，将NXD中各容器的文件合并，形成SCD配置文件；
该装置还包括对解耦后的不同文件片段之间采用消息同步机制进行信息同步，其过程如下：
A.提取不同文件片段之间的引用关系并存入消息配置表；
B.利用消息服务中心对消息配置表进行读取与更新；
C.SCD文件配置中，不同的业务功能配置模块向消息服务中心订阅本模块需要关注的消息，有改动时，由业务功能配置模块匹配消息配置表，若匹配成功，则向消息服务中心发布自己的消息；
D.消息服务中心将业务功能配置模块发布的消息存入消息队列，消息中心定期检查消息队列，并将消息队列中的消息分发到已经订阅该消息的各个业务功能配置模块。
6.根据权利要求5所述的基于NXD的SCD文件配置装置，其特征在于，在对取出的NXD容器内的文件片段进行配置或修改时，锁定对应的文件，以保证配置信息的唯一性。
7.根据权利要求5所述的基于NXD的SCD文件配置装置，其特征在于，该装置还包括在NXD数据库中建立与Header容器、Substation容器、IED容器、Communication容器和DataTypeTemplates容器分别对应的索引表，用于存储ICD/IID文件解耦前后文件片段间的映射关系。
8.根据权利要求7所述的基于NXD的SCD文件配置装置，其特征在于，在将解耦后的数据按存入NXD数据库中相应的容器时，更新对应的Header、Substation、IED、Communication和DataTypeTemplates索引表。
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