基于IEC61850的變電站系統(tǒng)配置工具分析

　　O 引言

　　IEC61850是一種變電站自動化系統(tǒng)的配置工具，其中在IEC61850-6部分定義了變電站配置描述語言(SCL)。SCL語言是根據XML的語法規(guī)則和結構定義，同時結合IEC61850標準的需要定義的一種特定用途的、可擴展的標識性語言。SCL語言就相當于XML語言在基于IEC61850變電站系統(tǒng)中的特定應用。而XML具有平臺無關性，因而可使得文件中的數據能在不同廠家、不同平臺的工程化工具之間進行交換。

　　引入SCL主要有以下兩個作用：一是對IED的功能和運行參數進行描述;二是對系統(tǒng)進行描述。本文主要對基于IEC61850的變電站自動化系統(tǒng)中配置工具進行了分析，同時介紹了SCL系統(tǒng)配置工具的應用的設計方法。

　　1 SCL的文檔結構

　　XML文檔包括DTD(文檔類型定義)文件、XML文件和式樣單三部分，SCL語言是基于XML的。同樣，SCL文檔也包括這三部分。

　　1.1 DTD文件

　　DTD文件定義了標簽及其屬性，可完成聲明標記任務。IEC61850-6標準中給出了SCL語言的DTD文件的詳細定義。理論上，可以在該標準內根據需要任意定義標簽及屬性，但在實際應用中，DTD的定義有很高的難度，包括標簽的可用性、簡潔性、從實際設備抽象出的良好的數據模型等，都需要有很豐富的實際工作經驗。所有支持該標準的裝置將使用相同的DTD文件。

　　1.2 XML文件

　　該文件是采用DTD文件定義的標簽，用于完成數據對象置標的任務，也就是將IED、系統(tǒng)等數據對象描述出來。XML文件嚴格受DTD的定義約束。IEC61850-6標準沒有規(guī)定功能，也沒有規(guī)定功能分配，各裝置功能各不相同，其配置在IED上的LN也不同。所以，XML文件的內容也是不同的，但IED具有處理XML文件的能力。

　　1.3 式樣單

　　式樣單是專門描述結構性文檔表現方式的文檔。從應用角度講，IED可直接處理SCL數據文件，只要獲取所需信息即可正常運行并與系統(tǒng)交互，所以，式樣單文件一般不是系統(tǒng)所必須的。

　　2 SCL對象模型

　　根據變電站體系結構，SCL描述了變電站、通訊和IED三種對象模型。

　　其中變電站模型主要用于描述一個變電站的功能結構，標識變電站內的一次電力設備及其之間的連接關系。

　　通訊模型主要用于描述邏輯節(jié)點之間通過邏輯總線和IED訪問點所建立起的連接。該通訊結構具體包括的對象模型有IED的mac地址、IP地址和子網掩碼，以及邏輯節(jié)點之間的客戶端/服務器關系等信息。

　　IED模型中描述了各IED的模型信息，包括報告接收者、邏輯節(jié)點實例、數據對象實例等。

　　3 SCL數據交換模式

　　3.1 SCL信息流模型

　　SCL文件在變電站內的通訊傳輸涉及到系統(tǒng)配置工具、IED配置工具、IED數據庫三個概念。

　　系統(tǒng)配置工具是使用SCL進行變電站自動化系統(tǒng)的配置和管理的工具，可輸入、輸出按IEC61850-6標準定義的SCL文件。

　　IED配置工具是IED制造商提供的IED調試專用工具，該工具能生成特定的IED描述文件(以.ICD為后綴的SCL文件)并下載到IED中，同時可向系統(tǒng)配置工具提供ICD文件并能處理來自系統(tǒng)配置工具生成的SCD文件。

　　IED數據庫分為參數庫和實時庫，參數庫用于描述變電站模型和通訊模型，實時庫則用于描述IED模型。IED數據庫包括了變電站的各種信息數據和屬性，可以供配置工具和系統(tǒng)調用。

　　3.2 SCL信息流動過程

　　SCL數據流模型中不包含DTD文件，XML文件才是真正包含配置數據的文件，也是參與配置數據流動的主要文件。圖1所示是SCL文檔在整個系統(tǒng)中的數據交換流程，也就是系統(tǒng)管理配置的過程。

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