智能变电站SCD文件管控系统的研究

钱碧甫,叶正策,周震宇,林高翔

(温州供电公司，浙江 温州 325000)



智能变电站SCD文件管控系统的研究

钱碧甫,叶正策,周震宇,林高翔

(温州供电公司，浙江 温州 325000)

开发一套SCD在线管控软件，实现对SCD文件进行系统编号和分级管理，以及SCD文件的权限许可、在线查询、浏览、修改等功能的管控，保证SCD文件的安全使用，为智能变电站的安全运行提供有力保障。

SCD文件;管控系统;权限管理;在线浏览

1 背景与设计思路

目前数字化变电站普遍采用的标准为IEC61850，它是虚回路智能检测开发方案的标准基础。IEC61850定义变电站的通信协议及设备信息交互方式。由智能电子设备制造商采用装置配置工具建立装置的能力描述模型ICD文件，由变电站自动化系统集成商采用系统配置工具根据变电站的主接线图配置系统规范描述模型SSD(System Specification Description)文件，之后根据变电站的一、二次系统原理图配置变电站配置描述模型SCD文件[1-2]。

SCD文件描述智能变电站内所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，类似于常规变电站的二次图纸和电气回路。目前已有的对SCD配置工具均为基于单机版的软件。这些软件着重实现各SCD文件生成、配置、比较等功能[3]。虽能方便的配置，但无法实现在线查询及在线浏览功能，而且无法实现对版本号的统一编号和管理，特别是是无法监督SCD文件的修改和使用。这使得在智能变电站数量骤增的今天，加强对SCD文件的管控显得尤为重要。

系统采用基于WEB的B/S结构，主要用来管理各个变电站相关SCD文件；根据不同的SCD内容特征进行分类提取，实现列表阅读；同时按照权限控制模型，设计SCD文件的管理机制等一系列方法，实现作为智能变电站的关键数据的SCD文件的全程管控。

2 系统特点

由于近年内新建智能变电站增多，智能站的SCD文件的存储使用变的尤为重要，而行业内在此领域的管理研究基本属于空白，将大量的SCD文件数据库使用一套规范清晰的管控方法来执行管理，如图1所示，将大大增加文件使用的安全，使关键文件的使用变的有章可循。

系统将主要依据Internet/Intranet的建设原则，在先进、实用的基本网络平台基础上，使用“客户/WWW服务器/应用服务器/数据库服务器”的结构来构造单位内部的信息管理系统，因此能使建立的SCD管控系统实现联网使用，提供有力的硬件保障。

图1 系统图

客户端采用浏览器模式使信息管理系统的易用性更强，客户端不需要安装专用的客户端软件，使整个系统的管理维护工作大量减少，能更加高效的进行SCD数据库的管理、使用和维护。

软件系统独立研发，数据专线使用，避免许多客户端系统需要大量安装、调试工作，影响整个系统的稳定运行，更有利于管理人员使用计算机获取各个方面的业务数据。

3 系统功能

3.1 用户权限管理

用户权限，用于设置每个用户在系统中的操作权限。用户的身份通过帐号的设置来体现，用户使用帐号登录后，系统会根据帐号调出用户所对应的角色，确定用户可选择的模块范围以及在每个模块中的操作权限，并可以随其工作范围的变更而进行灵活调整，最大限度满足单位的需求。

应用角色权限分层和约束的RBAC模型对各类系统使用人员进行授权，使得流程中权责清晰，管理有序[4]。

超级用户：最高权限，包括查阅、统计、打印、提交、操作、流程许可、最终许可等所有权限，在管理中分配给SCD最终负责人使用；

管理专责人：权限属于超级用户的子集，并无最终许可的权限；

管理人：属于专责人的权限子集，无许可权，只能对系统进行操作的权限；

工作人：，包括查阅、统计、打印、提交；

一般用户：只能对文件进行只读使用。

3.2 变电站结构管理

在SCD文件管理系统中，变电站信息管理主要是通过有权限的管理员来管理的。管理员进入系统管理后台来操作，树形选择界面如图2所示。

管理员左键单击树节点，来添加需要的变电站名称。

图2 变电站树形结构图

3.3 SCD文件的档案管理

SCD文件管理的主要界面中以树形结构显示所有变电站，通过点击树形节点，右边列表会显示出该变电站下面的所有不同版本的SCD文件，点击右上角的添加按钮，可以打开新增SCD文件管理界面，如图3所示。

图3 SCD文件管理界面

在新增界面中，系统根据对应变电站的SCD文件的不同版本，自动计算本次添加的SCD文件的版本号。用户只需要将其他所需信息录入完整，并选择所需要上传的SCD文件和相关附件，最后信息确认无误以后点击保存按钮便可以将本次新增信息保存，并同时将所选的SCD文件和相关附件上传至服务器中；如果点击保存添加按钮，则是将本次新增保存完以后，继续打开新增界面连续新增。也可根据提供有权限的管理员可以对数据进行删除，该功能请慎用，删除以后数据即找不回。同样的，软件也包含文件档案修改，主要修改内容包括厂家名称，版本号以及修改备注内容等。而在保存过程中主要对录入信息进行验证，特别是版本号的验证。

4 系统关键技术

4.1 SCD数据库的权限控制

SCD文件作为变电站全站系统配置文件，在一个变电站中尤其独特的关键地位，站内所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，其文件内容一般只有在新建变电站或智能站检修改造时才做更改，一些细微的错误轻则使基建、改造无法正常实施，重则会影响一次设备的正常运行，甚至出现停电事故。因此其规范的管理至关重要，本文应用软件的权限管理功能对相应责任人赋予各自工作范围内的权限，并制定规范可行的SCD文件工作流程，从流程上错误行为的发生，在安全规范的范畴内有效提高工作效率。

如图4管理流程中，详细给出各个环节的工作人员在SCD文件新增、修改、删除操作中的职责，而且制定清晰可行的工作流程，保障SCD文件数据库的安全运行。以基建工程为例，在智能站的基建工程中设计的SCD文件须由基建人员现场试验回路和节点，基建工程的负责人在确保其正确性的前提下，向SCD文件管理人员提交新增SCD文件的申请。管理人员主要负责SCD文件的完整性和规范性，在专责人检查和负责人许可下方可进行新增工作。在系统中各工作人员使用各自权限的账号登陆，防止出现越权和错误操作，整个过程都有据可寻。而在查阅、统计、打印功能中，只是开放对SCD文件的只读功能，可供日常工作和学习使用。

4.2 SCD文件在线检测

SCD文件在线浏览主要是各变电站工作人员对SCD文件在线查看和核对，该功能界面如图5所示。

点击图5中箭头所指的文件名称，就会提示保存并调用本地SCD打开工具打开。工作人员可对虚回路逻辑连线设计正确性检测，将SCD 文件中的虚端子连线与变电站的设计需求进行对比校验。具体方法是用于验证SCD文件与二次设计图纸的一致性[5-6]。

由于现阶段的智能变电站设计流程与常规变电站类似，图纸仍然是由设计院提供，系统集成厂商根据图纸完成SCD文件配置，因此二次回路设计针对不同的设备厂商和运营机构会有所不同，如果按照传统图纸审阅方法，对SCD文件和设计图纸做校核，在虚拟结构和设计图纸之间，缺乏统一的转换规范，所以常规测试只能采用人工对比的方式完成，较繁琐。为了更加直观的查阅SCD文件，需将SCD文件转换为容易直观理解的文件格式，本管控系统采用表格文件，具体实施原理如下：

图4 SCD文件管理流程图

图5 SCD文件查看界面

(1)将集成商配置的SCD文件导入SCD检测工具；

(2)将需要校验的设备模型中的IED NAME属性、以GOIN和SVIN为前缀的GGIO逻辑节点以及相关的dU描述导出，作为虚端子的输入端填入Excel表格；(3)根据模型中LLN0逻辑节点中的Inputs的Extref元素，检索在Int Addr下引用的外部输入信号路径，将路径指定的IED名称，数据集data set名称、数据集中的数据对象名称及相关的通信配置信息导出，作为虚端子的输出端填入Excel表格。

由于文件自身属性不同，软件为SCD文件中的每个设备借助于输入输出关系建立一种虚端子关联信息表，便于工作人员查阅和核对SCD信息，这种方法较之传统的核对方式更加高效可靠[7-8]。

5 结论

(1)基于网页技术的SCD管理数据库系统，通过网络实现SCD文件在线上传、下载、浏览、数据共享等功能，并保证SCD文件版本的唯一性。

(2)出于对SCD文件的重要性的考虑，制定详细的SCD文件使用规定，工作人员按账号权限登陆系统操作，各负其责，使松散的工作变成有序的流程进行规范。

(3)根据SCD文件自身数据的特点，应用检测软件实现SCD文件导出数据自动分类，回路结构清晰，易于工作人员查阅、核对。

[1] 王照，任雁铭，高峰，等.IEC61850客户端应用程序的实现[J].电力系统自动化，2005，29(19):76-78.

[2] 罗四倍，黄润长，崔琪，等.基于IEC61850标准面向对象思想的IED建模[J].电力系统保护与控制,2009,37(17):88-92.

[3] 范建忠，马千里.GOOSE通信与应用[J].电力系统自动化，2007，31(19):85-90.

[4] 孟建良，亢建波，庞春江，等.角色访问控制模型在两票管理系统中的应用[J].电力系统自动化，2004,28(23)：81-84.

[5] 谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍[J].电网技术，2001，25(9)：8-11.

[6] 马杰，李磊，黄德斌，等.智能变电站二次系统全过程管控平台研究与实践[J].电力系统保护与控制,2013,41(2):67-72.

[7] 李忠明，曾元静，袁涤非.IEC61850 SCD文件导入生成嵌入式远动系统装置定义的通用方法[J].电力自动化设备,2010,30(7):117-120.

[8] 刘巍，赵勇，石光.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统[J].电力自动化设备,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

钱碧甫(1982-)浙江温州人，硕士，工程师，研究方向：电力系统控制、电力系统继电保护。