智能變電站配置文件管理系統的分析

海南電網電力調度中心 符 云 曾穎霓 陳大華

現階段，我國經濟正在不斷發展。為滿足經濟活動對電力日益增加的需要，智能變電站成為重點建設的項目之一。在智能變電站中，配置文件管理系統具有非常重要的作用，通過SCD文件映射出來的虛端子連接能夠表達出二次回路的原理設計，同時導出IED實例配置文件CID下載到裝置完成配置。因此，在智能變電站的運行過程中，就需要充分重視配置文件管理系統的重要性，對其運行進行合理把控，實現變電站的安全穩定運行。

1 智能變電站配置文件管理系統存在問題

就目前情況而言，部分智能變電站在運行過程中，配置文件管理都存在一定的問題，給智能變電站帶來不利影響。第一，缺乏成熟的IED裝置，導致實施過程中ICD版本出現頻繁變更。第二，現場調試時，未經備份擅自改動SCD文件，導致站內存在多個版本的SCD文件，管理和使用較為混亂。第三，可在管理界面中查到配置文件，但在建設調試、工程驗收、運維等不同階段，對各個部門的職責和工作分配不明確。第四，送電調試后，接收歸檔的配置文件可能與現場不對應。第五，擴展過程中對SCD文件進行更改，但缺乏技術手段來保證之前設備的CID文件和修改后的SCD文件匹配。第六，各保護裝置壓板的名稱不規范，也缺乏嚴格、規范的使用說明。第七，站內圖紙不齊全，僅包含二次回路圖和電纜清單，缺少虛端子圖[1]。第八，變電站發生連接中斷故障時難以及時處理。第九，由于設計單位、系統集成商和不同廠家使用的工具不統一，提交的配置文件要經過多次修改和確認才能穩定，對問題很難定位和修復。而且由于裝置的回路信息中包含一些廠商的私有信息，SCD配置完成后，每個設備廠商都使用自己的系統配置工具對裝置插件和端口進行單獨配置，私有信息的配置在SCD文件之外[2]。

2 智能變電站配置文件管理系統存在問題的主要原因

第一，智能變電站的工程設備和二次設備在招標階段沒有進行嚴格控制，難以從源頭上保障質量，導致部分智能變電站缺乏對當地實際情況細致全面的分析，包括地質水文條件、運營環境等，使得設備投入運行后與電力運行系統的環境和技術要求不符，或存在諸多問題，難以促進智能變電站的順利運行。第二，智能變電站運維管理機制不健全，缺乏對技術應用的有效規范。在項目竣工和驗收時，設備供應商的技術支持和技術培訓不足，缺乏針對性和實用性，難以保障運維人員技術的有效提升。同時管理機制的不健全也會使得智能變電站運維管理的組織機構、人員、權限和責任方面的劃分模糊不清，在出現問題時無法有效追查責任，存在管理風險。第三，智能變電站缺乏充足的技術、運維人員，由于智能變電站在我國起步較晚，在此方面經驗豐富的技術人員不多，大部分技術人員都不了解智能變電站的原理、操作、維護等知識，技術水平難以滿足實際的運行需要。在智能變電站出現問題后，技術人員也難以明確問題成因，無法及時修復，難以保障智能變電站的安全。

3 智能變電站配置文件管理系統的優化對策

3.1 建立SCD管控平臺

就目前情況而言，智能變電站在我國的建設規模逐漸擴大，為滿足SCD文件的儲存管理要求，就需要建立起完善的SCD管控平臺，明確管理辦法，通過完善各個功能來提高SCD文件整體的安全性，促進智能變電站的進一步發展。

第一，用戶權限管理。用戶權限是指對系統每個用戶的操作權限進行設定和限制，實現系統的安全防護。在設置用戶權限之后，就能夠通過賬號識別用戶身份[3]。用戶使用該賬號登錄系統后，系統調用該用戶對應的角色，用戶可以自行決定所選模塊的范圍和操作模塊的權限，并隨著工作范圍的演變進行適當調整，以最大限度地滿足設備的需求。通過角色權限和限制分級的RBAC模型，為使用不同系統的人員賦予各類權限，確保管理有序，權責清晰。超級用戶最高權限包括訪問、統計、打印、歸檔、服務、處理、流程許可、最終審批等，由最終負責SCE的管理人員使用。除了超級用戶之外，還分為管理專責人、管理人、工作人和一般用戶，其中超級用戶、管理專責人、管理人是逐級包含的關系，工作人能夠實現對系統的訪問、統計、打印、歸檔等功能，一般用戶只能夠在只讀模式下使用文件。

第二，變電站結構管理。SCD文件管理系統中變電站信息的管理工作應由具有權限的管理員負責，并實現對系統的日常關注與維護。管理員通過系統管理后臺工作，SCD文件管理界面的所有變電站均以樹狀結構的形式顯示。管理員用鼠標左鍵點擊樹節點，添加名稱，再單擊樹節點，變電站下所有版本的SCD文件將顯示在右側的列表中。隨后單擊右上角的添加按鈕，便可展開SCD文件的管理界面。在新增的界面中，系統會根據SCD文件的不同版本，自動計算出本次添加SCD文件的版本號。用戶只需填寫其他必填信息，選擇SCD文件及相關附件，確認信息無誤后，單擊“保存”按鈕保存此新信息，同時將選定的SCD文件和相關附件上傳到服務器。單擊“保存并添加”按鈕，在保存此新信息后打開新頁面即可繼續添加。具備管理權限的管理人員可以對數據進行審核和刪除，但刪除功能需謹慎使用，數據一旦刪除將無法恢復。此外，軟件也能夠實現文件的修改功能，更改的主要內容包括廠家名稱、版本號、更改說明等，保存過程中需要檢查輸入的信息，尤其是版本號是否正確，避免出現錯誤。

3.2 加強SCD文件修改的管理力度

第一，集成商對ICD文件進行嚴格而細致的測試，以保證能達到項目的要求。在測試中主要涉及三項內容：首先，要完成對單個ICD文件的語法檢測。第二，要做好系統級的ICD文件測試。第三，要進行對ICD文件的功能測試。如上述要求由獨立的檢驗機構根據規范加以檢驗，那么整體的權威性和檢測水平就能夠得到有效保證。其次，結合數字和字母來命名IED文件。例如，第一位可以用來表示設備類型，如C表示測控，1表示智能終端，M表示合并單元，P表示保護，U表示綜合保護和測量等，其余幾位也可以按照這樣的方法進行有效命名，在一定程度上提高SCD文件的可讀性，提升整體運行的效率。最后，集成商對SCD文件的整體結構進行配置，包括GSEControl、SampledValueControl和input信息，該信息對應于制造商提供給設計院的虛端子表[4]。然后，需要先把文件提交給設計院，使用集成商提供的軟件在配置虛端子表過程中，進行GSEControl讀取，并在之后以Excel的文件格式進行導出。采用這樣的方法不但可以解決設計院繪圖打印上的需要，同時各個集成商的配置工具也能夠省去Goose和SMV的配置過程，只需要輸入Excel格式的虛端子表即可完成對SCD文檔修改的有效管理。

3.3 強化CID版本比較

在SCD文件配置過程結束時，裝置配置工具將以導入的SCD文件為基礎，導出相應的CID文件，并將其下載到裝置之中。因此，CID文件必須鏈接到相應的IED信息、通訊裝置、虛端子連線等部分中，確保裝置使用的CID文件信息與SCD信息相匹配。比較CID版本時，需要充分發揮系統配置工具的作用，對SCD文件進行解析，以獲取與CID文件的比較內容，比較模型中通信或模型配置實例，創建各自的比較內容樹，并建立比較節點和模板實例節點。在此過程中要先比較通信配置，然后根據通信節點內容的配置比較IP地址、VLAN設置、MAC地址配置等，按照分層結構進行比較。對于模板實例的配置，需要根據相關書序，對實例配置中的信息接入點進行獲取，隨后得到邏輯設備LD配置，比較邏輯節點LN配置、數據記錄、上報控制塊，發布控制塊、虛端子連接關系、數據對象配置實例和數據屬性等。

3.4 對各類廠家配置工具加以應用

配置文件的管理需要充分借助各類配置工具和系統功能，在相應模塊的支持下提升管理效果。在此過程中，用戶無需過多了解基于SCL的配置文件，可以根據自身需要獲取相應的權限，進而讀取相關文件信息。智能變電站文件管理系統和系統配置工具是重要的管理手段，必須加以重視，以充分提高智能變電站的管理效果。一方面，文件管理系統用于文件的存儲和跟蹤管理，此系統的應用需要通過變電站的配置終端來實現。用戶需要獲取相應的權限，隨后可以在該終端上對SCD文件進行查詢，也可實現下載和上傳，操作也較為簡單與方便。此外，文件管理系統需要對用戶操作行為及時進行記錄，包括文件的修改、讀取、上傳、下載等操作，在此過程中完成自動備份，確保在SCD文件出現問題時，能夠通過歷史記錄查找原因，及時進行處理，消除錯誤。另外，系統配置工具也主要用來編輯、檢查和管理SCD文件，工具本身需要對文件版本、修改版本和更改日期等進行自動記錄和配置，但使用者也可以手動輸入作者姓名、內容和原因。同時，還必須要對系統配置工具的使用制定出較為嚴格的規范性標準，使其能夠在該標準之下充分發揮自動化管理功能，對模型配置版本、通訊配置版本等相關內容進行嚴格管理，保障數據的準確性。除此之外，系統配置工具還必須具備相應功能，以自動生成CRC并展開相應的測試，確定CRC的功能、性能和可靠性等都能夠滿足國家現行的相關標準，主要以IEC61850為主[5]。

在智能變電站配置文件管理過程中，需要對SCD文件的管理加以重視，該文件具有關鍵性作用，如果沒有對其進行嚴格管理，那么就可能對智能變電站的正常運行造成影響。就目前情況而言，虛端子連接在智能變電站中具有一定的運維功能，能夠對繼電器、測量和控制裝置、智能終端、合并單元等進行適當的運行和維護，確保運行順利。但另一方面，SCD文件容易受到外部因素影響如信號描述的變化而頻繁出現更改，這種變化對于虛端子連接配置的管理會產生一定的不利影響。

考慮到可用性，系統配置工具會統一生成CRC，隨后將其保存到SCD文件中，便于用戶的查閱和下載。CRC僅與虛端子配置有關，并不會因為其他因素的影響而出現變化。在變電站運行和維護過程中，CRC的作用不容小覷，為減少CRC帶來的問題，就需要充分重視SCD文件的管理工作，在確保提取準確性的基礎上，根據相關規則對虛端子內容進行提取。CRC又分為IEDCRC和SCDCRC，即IED虛端子配置CRC，和全站虛端子配置CRC。IEDCRC用于設備的配置管理中，可由SCD文件的相應部分中獲得信息并計算，且只會與相關聯虛端子連接配置和通信參數配置存在影響關系，而與不相關配置不發生關聯。SCDCRC用于SCD文件配置管理，操作比較簡單，能夠對所有的IEDCRC進行排序和計算。在此過程中，SCDCRC能夠關聯變電站中所有的IED虛端子配置，且隨著配置的變化而變化。

IED配置工具在下裝虛端子配置時會對SCDCR和IEDCRC進行自動化提取，上傳到裝置，管理人員可以通過人機界面查看和管理。為了保證提取內容的準確性，提取的IED虛端子配置不僅要將相關聯的內容囊括其中，如廠家私有元素、地址定義等，還要確保不與無關聯內容發生關系，整個提取內容要滿足相關要求。為充分保障這一點，還應明確提取元素的規則，必須保證子元素的提取順序符合SCD文件順序的要求，子元素的屬性也必須進行順序安排。在提取之后，所有的內容會在GOOSE和SV發出與接收通信參數中進行保留。但需注意，廠商的private元素需要包含在發出參數中，不需要出現在接收參數中。

4 結語

通過文章的分析和研究可以得知，在智能變電站中，配置文件管理系統具有非常重要的作用，需要充分加以重視，對其運行進行合理把控，實現變電站的安全穩定運行。基于此，本文提出幾點建議：建立SCD管控平臺、加強SCD文件修改的管理力度、強化CID版本比較和對各類廠家配置工具加以應用，能夠在一定程度上提高智能變電站配置文件管理水平，促進智能變電站的長遠發展。