智能變電站SCD文件管控系統的研究

錢碧甫,葉正策,周震宇,林高翔

(溫州供電公司，浙江 溫州 325000)

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智能變電站SCD文件管控系統的研究

錢碧甫,葉正策,周震宇,林高翔

(溫州供電公司，浙江 溫州 325000)

開發一套SCD在線管控軟件，實現對SCD文件進行系統編號和分級管理，以及SCD文件的權限許可、在線查詢、瀏覽、修改等功能的管控，保證SCD文件的安全使用，為智能變電站的安全運行提供有力保障。

SCD文件;管控系統;權限管理;在線瀏覽

1 背景與設計思路

目前數字化變電站普遍采用的標準為IEC61850，它是虛回路智能檢測開發方案的標準基礎。IEC61850定義變電站的通信協議及設備信息交互方式。由智能電子設備制造商采用裝置配置工具建立裝置的能力描述模型ICD文件，由變電站自動化系統集成商采用系統配置工具根據變電站的主接線圖配置系統規范描述模型SSD(System Specification Description)文件，之后根據變電站的一、二次系統原理圖配置變電站配置描述模型SCD文件[1-2]。

SCD文件描述智能變電站內所有IED的實例配置和通信參數、IED之間的通信配置以及變電站一次系統結構，類似于常規變電站的二次圖紙和電氣回路。目前已有的對SCD配置工具均為基于單機版的軟件。這些軟件著重實現各SCD文件生成、配置、比較等功能[3]。雖能方便的配置，但無法實現在線查詢及在線瀏覽功能，而且無法實現對版本號的統一編號和管理，特別是是無法監督SCD文件的修改和使用。這使得在智能變電站數量驟增的今天，加強對SCD文件的管控顯得尤為重要。

系統采用基于WEB的B/S結構，主要用來管理各個變電站相關SCD文件；根據不同的SCD內容特征進行分類提取，實現列表閱讀；同時按照權限控制模型，設計SCD文件的管理機制等一系列方法，實現作為智能變電站的關鍵數據的SCD文件的全程管控。

2 系統特點

由于近年內新建智能變電站增多，智能站的SCD文件的存儲使用變的尤為重要，而行業內在此領域的管理研究基本屬于空白，將大量的SCD文件數據庫使用一套規范清晰的管控方法來執行管理，如圖1所示，將大大增加文件使用的安全，使關鍵文件的使用變的有章可循。

系統將主要依據Internet/Intranet的建設原則，在先進、實用的基本網絡平臺基礎上，使用“客戶/WWW服務器/應用服務器/數據庫服務器”的結構來構造單位內部的信息管理系統，因此能使建立的SCD管控系統實現聯網使用，提供有力的硬件保障。

圖1 系統圖

客戶端采用瀏覽器模式使信息管理系統的易用性更強，客戶端不需要安裝專用的客戶端軟件，使整個系統的管理維護工作大量減少，能更加高效的進行SCD數據庫的管理、使用和維護。

軟件系統獨立研發，數據專線使用，避免許多客戶端系統需要大量安裝、調試工作，影響整個系統的穩定運行，更有利于管理人員使用計算機獲取各個方面的業務數據。

3 系統功能

3.1 用戶權限管理

用戶權限，用于設置每個用戶在系統中的操作權限。用戶的身份通過帳號的設置來體現，用戶使用帳號登錄后，系統會根據帳號調出用戶所對應的角色，確定用戶可選擇的模塊范圍以及在每個模塊中的操作權限，并可以隨其工作范圍的變更而進行靈活調整，最大限度滿足單位的需求。

應用角色權限分層和約束的RBAC模型對各類系統使用人員進行授權，使得流程中權責清晰，管理有序[4]。

超級用戶：最高權限，包括查閱、統計、打印、提交、操作、流程許可、最終許可等所有權限，在管理中分配給SCD最終負責人使用；

管理專責人：權限屬于超級用戶的子集，并無最終許可的權限；

管理人：屬于專責人的權限子集，無許可權，只能對系統進行操作的權限；

工作人：，包括查閱、統計、打印、提交；

一般用戶：只能對文件進行只讀使用。

3.2 變電站結構管理

在SCD文件管理系統中，變電站信息管理主要是通過有權限的管理員來管理的。管理員進入系統管理后臺來操作，樹形選擇界面如圖2所示。

管理員左鍵單擊樹節點，來添加需要的變電站名稱。

圖2 變電站樹形結構圖

3.3 SCD文件的檔案管理

SCD文件管理的主要界面中以樹形結構顯示所有變電站，通過點擊樹形節點，右邊列表會顯示出該變電站下面的所有不同版本的SCD文件，點擊右上角的添加按鈕，可以打開新增SCD文件管理界面，如圖3所示。

圖3 SCD文件管理界面

在新增界面中，系統根據對應變電站的SCD文件的不同版本，自動計算本次添加的SCD文件的版本號。用戶只需要將其他所需信息錄入完整，并選擇所需要上傳的SCD文件和相關附件，最后信息確認無誤以后點擊保存按鈕便可以將本次新增信息保存，并同時將所選的SCD文件和相關附件上傳至服務器中；如果點擊保存添加按鈕，則是將本次新增保存完以后，繼續打開新增界面連續新增。也可根據提供有權限的管理員可以對數據進行刪除，該功能請慎用，刪除以后數據即找不回。同樣的，軟件也包含文件檔案修改，主要修改內容包括廠家名稱，版本號以及修改備注內容等。而在保存過程中主要對錄入信息進行驗證，特別是版本號的驗證。

4 系統關鍵技術

4.1 SCD數據庫的權限控制

SCD文件作為變電站全站系統配置文件，在一個變電站中尤其獨特的關鍵地位，站內所有IED的實例配置和通信參數、IED之間的通信配置以及變電站一次系統結構，其文件內容一般只有在新建變電站或智能站檢修改造時才做更改，一些細微的錯誤輕則使基建、改造無法正常實施，重則會影響一次設備的正常運行，甚至出現停電事故。因此其規范的管理至關重要，本文應用軟件的權限管理功能對相應責任人賦予各自工作范圍內的權限，并制定規范可行的SCD文件工作流程，從流程上錯誤行為的發生，在安全規范的范疇內有效提高工作效率。

如圖4管理流程中，詳細給出各個環節的工作人員在SCD文件新增、修改、刪除操作中的職責，而且制定清晰可行的工作流程，保障SCD文件數據庫的安全運行。以基建工程為例，在智能站的基建工程中設計的SCD文件須由基建人員現場試驗回路和節點，基建工程的負責人在確保其正確性的前提下，向SCD文件管理人員提交新增SCD文件的申請。管理人員主要負責SCD文件的完整性和規范性，在專責人檢查和負責人許可下方可進行新增工作。在系統中各工作人員使用各自權限的賬號登陸，防止出現越權和錯誤操作，整個過程都有據可尋。而在查閱、統計、打印功能中，只是開放對SCD文件的只讀功能，可供日常工作和學習使用。

4.2 SCD文件在線檢測

SCD文件在線瀏覽主要是各變電站工作人員對SCD文件在線查看和核對，該功能界面如圖5所示。

點擊圖5中箭頭所指的文件名稱，就會提示保存并調用本地SCD打開工具打開。工作人員可對虛回路邏輯連線設計正確性檢測，將SCD 文件中的虛端子連線與變電站的設計需求進行對比校驗。具體方法是用于驗證SCD文件與二次設計圖紙的一致性[5-6]。

由于現階段的智能變電站設計流程與常規變電站類似，圖紙仍然是由設計院提供，系統集成廠商根據圖紙完成SCD文件配置，因此二次回路設計針對不同的設備廠商和運營機構會有所不同，如果按照傳統圖紙審閱方法，對SCD文件和設計圖紙做校核，在虛擬結構和設計圖紙之間，缺乏統一的轉換規范，所以常規測試只能采用人工對比的方式完成，較繁瑣。為了更加直觀的查閱SCD文件，需將SCD文件轉換為容易直觀理解的文件格式，本管控系統采用表格文件，具體實施原理如下：

圖4 SCD文件管理流程圖

圖5 SCD文件查看界面

(1)將集成商配置的SCD文件導入SCD檢測工具；

(2)將需要校驗的設備模型中的IED NAME屬性、以GOIN和SVIN為前綴的GGIO邏輯節點以及相關的dU描述導出，作為虛端子的輸入端填入Excel表格；(3)根據模型中LLN0邏輯節點中的Inputs的Extref元素，檢索在Int Addr下引用的外部輸入信號路徑，將路徑指定的IED名稱，數據集data set名稱、數據集中的數據對象名稱及相關的通信配置信息導出，作為虛端子的輸出端填入Excel表格。

由于文件自身屬性不同，軟件為SCD文件中的每個設備借助于輸入輸出關系建立一種虛端子關聯信息表，便于工作人員查閱和核對SCD信息，這種方法較之傳統的核對方式更加高效可靠[7-8]。

5 結論

(1)基于網頁技術的SCD管理數據庫系統，通過網絡實現SCD文件在線上傳、下載、瀏覽、數據共享等功能，并保證SCD文件版本的唯一性。

(2)出于對SCD文件的重要性的考慮，制定詳細的SCD文件使用規定，工作人員按賬號權限登陸系統操作，各負其責，使松散的工作變成有序的流程進行規范。

(3)根據SCD文件自身數據的特點，應用檢測軟件實現SCD文件導出數據自動分類，回路結構清晰，易于工作人員查閱、核對。

[1] 王照，任雁銘，高峰，等.IEC61850客戶端應用程序的實現[J].電力系統自動化，2005，29(19):76-78.

[2] 羅四倍，黃潤長，崔琪，等.基于IEC61850標準面向對象思想的IED建模[J].電力系統保護與控制,2009,37(17):88-92.

[3] 范建忠，馬千里.GOOSE通信與應用[J].電力系統自動化，2007，31(19):85-90.

[4] 孟建良，亢建波，龐春江，等.角色訪問控制模型在兩票管理系統中的應用[J].電力系統自動化，2004,28(23)：81-84.

[5] 譚文恕.變電站通信網絡和系統協議IEC61850介紹[J].電網技術，2001，25(9)：8-11.

[6] 馬杰，李磊，黃德斌，等.智能變電站二次系統全過程管控平臺研究與實踐[J].電力系統保護與控制,2013,41(2):67-72.

[7] 李忠明，曾元靜，袁滌非.IEC61850 SCD文件導入生成嵌入式遠動系統裝置定義的通用方法[J].電力自動化設備,2010,30(7):117-120.

[8] 劉巍，趙勇，石光.智能變電站繼電保護裝置一鍵式測試方法及系統[J].電力自動化設備,2013,33(2):152-155.

Research on the Management and Contorol System of SCD Documents for an Intelligent Substation

QIANBi-fu,YEZheng-ce,ZHOUZhen-yu,LINGao-xiang

( Wenzhou power supply company,Wenzhou 325000,China)

The online management and control software about SCD was developed.The SCD documents could be numbered systematically and managed in hierarchy.Also,the permissions validation,online inquiry,browse,modification were achieved by it.The management and control software ensured the safety application of SCD documents,gave the protection for smart substation.

SCD document;management and control system;privilege management;online browse

1004-289X(2015)04-0044-04

TM76

A

2014-06-16

錢碧甫(1982-)浙江溫州人，碩士，工程師，研究方向：電力系統控制、電力系統繼電保護。