基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中SCL的智能電子設(shè)備建模

摘要 IEC61850是國際標(biāo)準(zhǔn)組織最新頒布的變電站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的共享。文中針對(duì)目前變電站的發(fā)展趨勢(shì)，介紹了符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信模型的建立規(guī)則，并根據(jù)SCL對(duì)模型搭建的要求搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，最后對(duì)所建模型進(jìn)行了檢測(cè)與驗(yàn)證，證實(shí)了其正確性。
關(guān)鍵詞 IEC61850；SCL；智能電子設(shè)備；數(shù)字化變電站

IEC61850是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。其主要目標(biāo)在于通過信息分層、面向?qū)ο笞晕颐枋?、?shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一建模和抽象通信服務(wù)映射等技術(shù)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開放式變電站自動(dòng)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(shí)現(xiàn)良好的互操作性，以此滿足電力系統(tǒng)對(duì)提高系統(tǒng)可靠性、降低重復(fù)投資及維護(hù)成本的要求。最終實(shí)現(xiàn)“一個(gè)世界、一種技術(shù)、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”。
目前，不論是對(duì)變電站進(jìn)行升級(jí)改造，還是建立符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的新的變電站，都需要對(duì)大量的智能電子設(shè)備進(jìn)行建模，并且搭建需要符合IEC61850—6變電站配置描述語言(SCL)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)用價(jià)值的。文中主要介紹了運(yùn)用Kalkitech SCL Manager軟件建模的基本方法并搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的間隔單元模型，此模型的搭建依據(jù)的是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中模型描述語言SCL的語法規(guī)則。

1 變電站配置描述語言SCL
1．1 SCL簡(jiǎn)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(dòng)化系統(tǒng)的描述語言，稱為變電站配置描述語言。它用來進(jìn)行智能電子設(shè)備(IED)和通信系統(tǒng)的配置，包括變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和變電站的關(guān)系、一次系統(tǒng)拓?fù)?、變電站與變電站功能的關(guān)系等。該語言的主要目的是實(shí)現(xiàn)不同廠商IED配置工具和系統(tǒng)配置工具之間的互操作，實(shí)現(xiàn)可共同使用的通信系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的交換。一個(gè)完整的SCL文件分為兩個(gè)基本部分：首部(Header)和內(nèi)容(Content)。其中，首部用來標(biāo)識(shí)SCL配置文件和它的版本號(hào)；內(nèi)容主要包括變電站描述部分、IED描述部分和通信系統(tǒng)描述部分。
在模型搭建過程中，根據(jù)不同的目的生成相應(yīng)的SCL文件，以便在不同的工具間進(jìn)行數(shù)據(jù)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(tǒng)規(guī)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(jié)構(gòu)
SCL文件語法遵循可擴(kuò)展標(biāo)記式語言(XML)，主要包括頭(Header)、變電站描述(Substation)、智能電子設(shè)備描述(IED)、通信系統(tǒng)描述(Communication)，以及邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)類型模板(DataTypeTemplates)5部分。每一部分都對(duì)數(shù)據(jù)組件進(jìn)行了細(xì)化，并對(duì)配置文檔的內(nèi)容做出了嚴(yán)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(hào)以及名稱映射信息；Substation包含了變電站的功能結(jié)構(gòu)、主元件及其電氣連接；IED描述了IED的預(yù)配置信息，包括邏輯裝置、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象和所具備的通信服務(wù)能力；DataTypeTemplates詳細(xì)定義了在文件中出現(xiàn)的邏輯節(jié)點(diǎn)，包括它的類型以及該邏輯節(jié)點(diǎn)所包含的數(shù)據(jù)對(duì)象(DO)；Communication定義了邏輯節(jié)點(diǎn)之間通過邏輯總線和IED接入點(diǎn)之間的聯(lián)系方式。這些元素各有其子元素和相關(guān)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(jié)構(gòu)模型。