及IEC61850的变电站电能量采集终端建模及配置分析研究.pdf文档全文...
王宁 王伏亮 朱洁 宁艳 陈颢 曹佳佳
摘 要：随着IEC61850标准的推广，在实际智能变电站工程中变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置存在了一些问题：厂家装置配置工具繁多、工程配置文件分散不利于管理，为变电站的现场工程实施和后期维护带来了不便。本文提出了一种智能变电站工程IEC61850配置文件统一配置管理平台，实现了工程中各个厂家设备的配置文件以及私有配置的统一配置和管理。
关键词：IEC61850；IED配置；插件；统一管理平台
1. 引言
目前，IEC61850标准已在智能变电站中推广应用。IEC 61850-6部分规定了实现变电站自动化系统及其智能电子装置IED互操作性的变电站配置描述语言SCL [1-2]，规范了配置描述的语法。有利于智能变电站系统中不同厂商装置之间的互操作，有效改变了工程调试方式[3-4]。但IEC 61850并没有具体规范基于SCL语言的配置方法和配置工具的实现，使得涉及多个厂家的变电站工程，需要管理不同厂家的配置文件和其对应的配置工具，增加了工程实施和后期运维难度。
因此，构建一个可适应不同设备厂家的的IEC61850配置文件的统一配置管理平台，可以有效解决上述存在的问题。本文给出了统一配置管理平台设计和实现的过程。
2. 智能变电站工程配置现状
2.1. 变电站配置过程
图1，为目前的工程配置流程。各设备厂商提供IED配置工具，生成符合工程要求的装置模板文件（ICD）[1]；系统集成商使用系统配置工具，根据所有ICD文件，统一进行所有设备的实例配置，生成全站配置文件（SCD）[1]，建立站内设备之间的数据收发关系；设备厂商使用IED配置工具从SCD文件中导出单个设备的装置配置文件（CID）[1]；设备厂商使用私有配置工具，增加自己的内部功能配置数据，为站控层和过程层建立模型与数据的对应关系，生成最终下载到设备的私有配置文件；设备厂商使用下载工具把设备需要的所有配置文件下载到设备。
2.2. 配置过程存在的问题
1）涉及不同设备厂家的多种配置工具，协调配置困难，增加了工程调试难度。
2）配置环节较多，某一环节的配置改变，会影响后续配置，使得版本管理变得困难。
3）智能变电站工程中多厂商多工具的情况下很难实现配置数据统一的管理与归档。
4）各厂商虚端子图的样式差别很大，且有些虚端子图缺少必要的信息。
5）大多数厂商设备都具有私有配置，统一管理私有配置和私有配置工具困难。
6）系统配置工具无法保证无变化导出配置文件。
3.解决方案：统一配置管理平台
图2，给出了平台参与的配置过程。在变电站实施过程中，仅需装置厂商提供装置的模板文件，后续环节所有配置工作均在统一配置管理平台中实现，避免了配置文件的交换，同时也解决了虚端子图的统一问题，并实现了配置文件的统一管理。
1）公共配置模块
公共配置模块是严格遵守IEC61850规约的配置平台，它包含了图1中系统配置工具的功能和各厂家装置配置工具的公共功能，而各厂家的私有配置由插件实现。
2）文件统一管理模块
模板文件管理：建立模板库，按厂家进行分类，将各个厂家的模板导入到模板库中，进行统一管理；变电站工程中各个装置的配置文件（CID）均由模板文件生成；
变电站工程配置文件管理：每一个变电站工程建立一个文件管理目录。包含：CID文件、模型与装置实际接口参数配置文件（datamap文件）、GOOSE相关接收和发送的配置文件等；统一配置平台可从中导出全站配置文件（SCD）和装置配置文件（CID）。
3）集成各个厂家的私有配置功能
平台规定了扩展功能接口规范，厂商根据此规范实现功能扩展插件，实现厂商私有配置、编译和下载等功能。平台实现插件的统一管理。
4）私有配置数据统一存储
为了实现设备全部配置的统一管理，平台的扩展功能接口提供了存储私有配置数据的方法和配置数据备份的途径，从而实现了私有配置的统一管理。
5）严格的校验功能
统一配置管理平台具备标准IEC61850验证功能，还具备对多项逻辑相互关联的配置进行全面校验，对全站虚端子按照网络归属进行校验，通过扩展功能接口进行私有配置校验。从而保证智能电子设备所有配置文件（包括私有配置）的有效性及一致性。
4. 结束语
本文提出的IEC61850文件统一配置管理平台，实现了变电站工程一站式配置，并能兼容各个厂家的私有化配置，有效的解决了变电站工程中厂家配置工具繁多、配置文件不便于统一管理的问题。为变电站工程配置和调试、电力职能部门的维护管理提供了便利。当前平台软件已经完成，并投入了使用，取得了良好的效果，規范了工程配置过程，减少了配置工作量，且方便管理维护。
参考文献：
[1] IEC 61850-6， Communication Networks and Systems in Substations-Configuration descripation language for communication in electrical substation related to IEDs[S].2004.
[2] IEC 61850-7-1， Communication Networks and Systems in Substations-Basic communication structure for substation and feeder equipment Principles and models[S].2004.
[3] 贾转转，张茜，冯建强，米晓峰.基于IEC 61850的配置工具的研究与实现[J].电器与能效管理技术，2017，11：69-73.
[4]王蕊，梅军，郑建勇.基于IEC61850合并单元IED建模与SCL描述[J].电工电气，2015，09：49-53.
