基于IEC61850標準中SCL的智能電子設備建模

摘要 IEC61850是國際標準組織最新頒布的變電站自動化網絡通信標準，SCL是IEC61850推薦的變電站配置語言，可以清楚地描述裝置的配置信息，實現不同設備的共享。文中針對目前變電站的發展趨勢，介紹了符合IEC61850標準的通信模型的建立規則，并根據SCL對模型搭建的要求搭建了一個簡單的模型，最后對所建模型進行了檢測與驗證，證實了其正確性。
關鍵詞 IEC61850；SCL；智能電子設備；數字化變電站

IEC61850是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統的國際標準。其主要目標在于通過信息分層、面向對象自我描述、數據對象統一建模和抽象通信服務映射等技術形成一個標準的開放式變電站自動化體系，從而使來自不同制造商的IED(Intelligent Electronic Device)之間建立無縫通信并實現良好的互操作性，以此滿足電力系統對提高系統可靠性、降低重復投資及維護成本的要求。最終實現“一個世界、一種技術、一個標準”。
目前，不論是對變電站進行升級改造，還是建立符合IEC61850標準的新的變電站，都需要對大量的智能電子設備進行建模，并且搭建需要符合IEC61850—6變電站配置描述語言(SCL)標準的模型。因此，掌握一種甚至多種建模方法是非常必要并具有實用價值的。文中主要介紹了運用Kalkitech SCL Manager軟件建模的基本方法并搭建了一個簡單的間隔單元模型，此模型的搭建依據的是IEC61850標準中模型描述語言SCL的語法規則。

1 變電站配置描述語言SCL
1．1 SCL簡介
SCL(Substation Configuration Description Language)文件是IEC61850第六部分介紹的一種用來配置變電站自動化系統的描述語言，稱為變電站配置描述語言。它用來進行智能電子設備(IED)和通信系統的配置，包括變電站自動化系統和變電站的關系、一次系統拓撲、變電站與變電站功能的關系等。該語言的主要目的是實現不同廠商IED配置工具和系統配置工具之間的互操作，實現可共同使用的通信系統配置數據的交換。一個完整的SCL文件分為兩個基本部分：首部(Header)和內容(Content)。其中，首部用來標識SCL配置文件和它的版本號；內容主要包括變電站描述部分、IED描述部分和通信系統描述部分。
在模型搭建過程中，根據不同的目的生成相應的SCL文件，以便在不同的工具間進行數據交換。主要包括：(1)SCD(Substation Configur ation Description)文件：變電站配置描述文件。(2)SSD(System Specification Description)文件：系統規范描述文件。(3)CID(Configur ed IEDDescription)文件：配置IED捕述文件。(4)ICD(IEDCapability Description)文件：IED能力描述文件。
1．2 SCL語法結構
SCL文件語法遵循可擴展標記式語言(XML)，主要包括頭(Header)、變電站描述(Substation)、智能電子設備描述(IED)、通信系統描述(Communication)，以及邏輯節點數據類型模板(DataTypeTemplates)5部分。每一部分都對數據組件進行了細化，并對配置文檔的內容做出了嚴格限制。這5部分分別是SCL配置文檔中SCL根元素的子元素。其中Header包含SCL文檔的版本和修訂號以及名稱映射信息；Substation包含了變電站的功能結構、主元件及其電氣連接；IED描述了IED的預配置信息，包括邏輯裝置、邏輯節點、數據對象和所具備的通信服務能力；DataTypeTemplates詳細定義了在文件中出現的邏輯節點，包括它的類型以及該邏輯節點所包含的數據對象(DO)；Communication定義了邏輯節點之間通過邏輯總線和IED接入點之間的聯系方式。這些元素各有其子元素和相關屬性，它們層層包含，最終完成IED模型描述。圖1所示為SCL文檔的結構模型。