SCD模型与 CIM 模型一致性测试技术研究
智能变电站SCD文件版本差异化比较研究与应用

清楚了解 内部升级结构 , 方便测试实验的展 开。
2 . 3 . 1 对升级报告进行有效配置
配 置 升 级 报 告 , 主 要 目的 是 为 了 方 便 对 参考文献 “ S C D”文 件 升 级 前 和 升 级 后进 行 有 效 比 较 ,
“ S C D ”文件
想 实现 智能 变 电站数 字化、 网络化 和标
并对 其 与一 次、二 次设备 之 间的关 系进 科 学 的定义 。受到 我 国国情和 实 际使用 的限制 ,我 国的智 能变 电站仅 仅应 用 了
l e a d e r ”、 “Comm u n i c a t i on” 、 “I ED ”
个部 门的 内容进 行准确 分析: ( 1 )对装置 本 作者简介 身接收虚端子信息出现的差异进行有效 比对, 石光 ( I 9 7 卜 ),男,河南省 郑 州市人。 大学 包括连接、位置、数量及 中文描述等方面的变 化情 ( 2 ) 装置本身发送控制块描述的 比较, 本科学历。现供 职于国网河南省 电力公 司电力
和信 息,对发送装置 中的控制模块 、数据集及
相关通信参数进行准确分析 。
2 . 2 “ C R C ” 校 验 码 的 比较
2 . 4 . 2过 程 层 信 息 变 化 过程层信息变化主要是通过 “ GO OS E”、 “ S V” 连 接 装 置 ,若 装 置 自身 ( 或 连 接 装 置
数据库技术 ・ D a t a B a s e T e c h n i q u e
智能变电站 S CD文件版本 差异化 匕 较研 究与应用
文/ 石光 赵军 孔圣立 韩 伟
相关参数 ( 发送)、 “ GOOS E”相 关 参 数 ( 接
基于IEC61970的CIM模型的研究

0引言随着电力工业化和信息化的发展,电网调度自动系统对大电网调度的要求也越来越高,市场涌现了大批综合性,分布式应用系统。
这些应用系统可能在不同时期,不同硬件平台下开发,并可能来自不同的生产厂家,因此系统数据模型和数据访问接口不统一的问题日益严重,导致各个系统间难以实现互联互通和信息共享。
IEC61970标准的公布为解决上述问题提供了理论基础。
该标准包含公共信息模型和组件接口规范两部分内容。
1IEC61970标准概述IEC61970标准是由电力系统控制通信委员会及第57技术委员会制定和发布,该标准主要包括能量管理系统EMS 的应用方法、公共信息模型CIM 以及数据访问接口CIS,一共分为5个部分,CIM 模型主要以面向对象的方式定义了电力对象模型,它是该标准的核心内容,也是本文讨论的重点内容,CIS 数据访问接口则以API 的形式提供了如何进行数据的访问。
实现数据的互联互通。
该标准定义的最终目的是实现异构系统的互联互通,同时实现数据信息模型与底层技术无关。
实现国际统一的数据信息模型和数据访问方式,因此,通过按照IEC61970标准定义的CIM 模型和面向对象的方法对电力对象进行建模,可实现上层应用与底层技术无关,这也是我国电力发展的方向,同时也提高了我国电网调度自动化的水平[1]。
2公共信息模型CIM公共信息模型CIM 以面向对象的方式描述了几乎所有电力系统中的电力对象,如变压器,母线,断路器等电力对象,涵盖了发电、输电、配电以及终端售电等电力行业的各个领域,通过面向对象的方法,依据IEC61970标准定义的CIM 模型,对每个电力对象建模,类似于C++中类的数据结构,通过应用端的电力对象对应到CIM 模型中,找到该电力对象在CIM 模型中定义的地方,根据该CIM 模型对该电力对象类的属性的定义,对应的对电力对象的数据属性进行定义。
这样定义出来的数据模型就是标准的数据对象模型,及通过使用类、类的关系以及属性来描述和体现电力对象本身的属性以及相互之间的关系。
智能变电站SCD模型解耦技术的研究与实现

80
2018 年第 6 期
定了智能变电站模型配置及管理相关规范及标准, 并组织了模型文件及配置工具的一致性测试。但仍 有一些亟待解决的问题,例如:①SCD 模型文件过 于专业且不同业务配置信息混合在一起,变电站运 维或专业管理人员无法快速定位所关注业务的信 息,模型维护和管控只能依赖设备厂家或系统集成 商进行,不利于变电站检修管理、专业管理和监督 等工作;②变电站设备更换或者后期改扩建,模型 文件必然需要更改,而改动风险不易控制,往往通 过大范围停电或全站停电来调试和确认功能的正确 性,之后才能投运。
Abstract To improve the SCD model management level of smart substation, and reduce the operation and maintenance risk, this paper researched on decoupling technology for SCD model, and also proposed implementation scheme. On one hand, the SCD model file can be decoupled logically based on substation operation job, and drop the related configuration data according to job rules, and show model file using classified job data view, and manage the browser & modify of job data by assigning rights to the jobs, so we can meet the requirements of different operation jobs; On the other hand, the SCD model file can also be decoupled physically based on different substation bays, splitter the SCD model based on bay rules, lock or open the configuration data of different bays, with human reliability factor considerations, compared with the traditional directly modification method, the accidental wrong change or mistaking error risk is reduced.
精编【技术规范标准】国家电网公司企业标准智能变电站继电保护技术规范

【技术规范标准】国家电网公司企业标准智能变电站继电保护技术规范xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv国家电网公司企业标准Q/GDW441—2010智能变电站继电保护技术规范Technical Specifications of Protection for Smart Substation2010-04-27发布2010-04-27实施国家电网公司发布目次前言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4总则 (4)5继电保护及相关设备配置原则 (4)6继电保护装置及相关设备技术要求 (7)7继电保护信息交互原则 (12)8继电保护就地化实施原则 (13)附录A(规范性附录)支持通道可配置的扩展IEC60044-8协议帧格式 (14)附录B(资料性附录)3/2接线型式继电保护实施方案 (26)附录C(资料性附录)220kV及之上变电站双母线接线型式继电保护实施方案 (36)附录D(资料性附录)110(66)kV变电站实施方案 (41)编制说明 (45)前言为加快建设坚强智能电网,提高智能变电站建设效率和效益,按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则,特制定《智能变电站继电保护技术规范》,以规范智能变电站继电保护应用。
本标准编写格式和规则遵照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的要求。
本标准针对智能变电站的特点,重点规范了继电保护配置原则、技术要求、信息交互原则以及电子式互感器、合且单元等相关设备配置原则及技术要求。
本标准附录A为规范性附录,附录B、C、D为资料性附录。
本标准由国家电力调度通信中心提出且负责解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准主要起草单位:国家电力调度通信中心、浙江电力调度通信中心、天津电力调度通信中心、华北电力调度通信中心、华中电力调度通信中心、华东电力调度通信中心、江苏电力设计院、浙江电力设计院、河南电力设计院、四川电力设计院、东北电力调度通信中心、西北电力调度通信中心、河北电力调度通信中心、福建电力调度通信中心、河南电力调度通信中心、江苏电力调度通信中心、四川电力调度通信中心。
61850一致性测试

IEC 61850一致性测试研究崔厚坤汤效军梁志成何卫(国电自动化研究院,江苏省南京市 210003)摘要:变电站自动化产品遵循的IEC 61850通信标准是确保不同厂家的产品能互通的关键,因此标准的一致性测试就相应成为产品开发过程中的重要环节,文章介绍了IEC 61850一致性测试的程序、内容及测试项目,提出并讨论了一致性测试的简单框架结构。
对中国规约一致性测试的发展道路提出自己的观点。
IEC 61850一致性测试工作的开展有一定的积极意义。
关键词:IEC 61850; IED; 一致性测试; 互操作; 测试过程0 引言国际电工委员会TC 57制定了《变电站通信网络和系统》系列标准,该标准成为基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。
通过对变电站自动化系统中的对象进行统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象服务通信接口(ACSI),增强了设备间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。
为了检测开发的IED(智能电子设备)产品是否符合IEC 61850标准,标准第10部分即一致性测试部分定义了一致性测试的程序、内容及测试项目等[1,4],本文主要对一致性测试这部分加以讨论。
制定通信规约的国际标准其目的在于加强不同厂家之间产品的兼容性即实现无缝通信,使不同厂家生产的产品具有互操作性,从而降低在规约转换时造成的大量的人力物力的浪费,为制造商和用户带来利益。
为了保证设备相互间的兼容性,从国际上比较成功的标准规约IEC60870-5及DNP 3的来看,它们经历的过程非常值得注意。
规约的统一解释对一个标准规约的实施推广起非常重要的作用。
IEC 60870-5系列规约比DNP 3公布的早,实施推广却晚2-3年,3-5年前,IEC 60870-5作为国际标准,国际上却没有一个组织可以对IEC 60870-5的实施细节进行解释。
北美的DNP3规约在1993年就成立了由以各个竞争厂家为主的DNP3用户协会,负责DNP3实施细节的解释以及规约的修改,目前DNP3的用户协会需要200美元加入。
智能变电站SCD文件二维校验码校验方法研究

校验 zmn 、n、i 的值,即可得出 SCD 文件的校验结 果。 如果要比较同一变电站 SCD 文件不同版本的差 异性,可通过比较两者之间的 zmn 值、n 值、i 值, 即可得出比较结果。 为确保 SCD 文件的可靠性、 虚端子连线的唯一 性、变化性(是否增加、减少),需要校验 zmn 值的唯 一性和值域, zmn 的值域由其数据属性决定。 IEC 61850 标准规定,Ref(引用)是对象的唯一 标识,包含有一条路径。该条路径由分层结构最上 层直至引用对象所在层次全部名称级联而形成[26]。 这条“路径” ,就是本方法中校验量 zmn 列元素 n 横 向展开的路径。 这样展开, 即保留了 SCD 文件树形 结构中对象和对象属性之间的复杂语义关联,又准 确地统计了校验量 zmn 的列元素 n 的个数。因为 Ref(引用)的唯一性已在 SCD 文件制作过程中确定, 所以校验量 zmn 是唯一的,从而为校验 zmn 的值提供 了保证。
应。于是,SCD 文件则与集合 Scd = ( Si ) 对应,其中
Scd 为集合, Si 为集合中的元素,只是元素 Si 的形 式比较复杂,是集合的集合。 此时, 要校验 SCD 文件的属性, 只要校验集合 即只需分层校验 Scd 各元素 Si 、Ai 、 Scd 的属性即可。
B j 、 Cq 、 ain 、 b jn 、 cqn 的属性[23-25],也就是通过
b jn 或 cqn )和 IED 模型中的 IED 、LD、LN 分别对
1 智能变电站 SCD 文件二维校验码校验原理
1.1 智能变电站 SCD 文件二维校验码校验原理介绍 IEC61850 协议的建模方法, 是综合运用了面向 [15-16] 、面向服务的方法,将应用功能[17]分解为 对象 最小实体,这些实体被称为逻辑节点[18],它们被用 于通信。 智能变电站的 SCD 文件建模, 基于关系模 [19] 型映射,数据模型层层嵌套 ,即将逻辑节点层层 嵌套到模型中。因此,智能变电站 SCD 文件,可抽 象为“逻辑节点”的“集合” 。智能变电站 SCD 文 件二维校验码校验方法,是结合了集合、函数、映 射[20]和变量(元素、实例)的比较方法,对“逻辑节 点” 的各数据属性进行比较, 即通过对 SCD 文件中 的 IED[21]、逻辑节点(Logical Node,LN)、逻辑设备 (Logical Device,LD)的数据属性比较,得出 SCD 文件的比较结果。 如果说智能变电站 SCD 文件是变 电站各功能(逻辑节点)的抽象集合,那么智能变电 站 SCD 文件的二维校验码校验方法, 则可理解为将 SCD 文件抽象为集合(函数)进行比较的校验方法。 具体地讲, 智能变电站 SCD 文件二维校验码校 验方法, 采用对 SCD 文件中各组成部分, 二维定位 的方法, 即对 SCD 文件各组成部分的行、 列条目进 行编码、赋值,行号 m 统计元素个数,列号 n 统计 元素的数据属性[22]个数,由行号和列号唯一确定的 数据属性的实际值作为校验量 zmn 的赋值。行值校 验该条目(变量、 实例)自身的属性(可靠性、 变化性、 规范性),列值校验条目所在的集合(函数,或映射) 的属性(可靠性、变化性、唯一性、规范性),通过 校验 zmn 的值,以及对行值 m、列值 n 的校验及数 学运算,即可校验该条目和集合的属性,从而得出 SCD 文件各组成部分的校验结果及 SCD 文件的总 体校验结果、 比较同一变电站不同版本 SCD 文件之 间的各组成部分的差异性。
CIM模型介绍

Broker/ Trader
Programs Public Data
Legacy Wrapper
Component Execution System and Component Adapters User PCs Component Interface
系统集成框架方案
1
引言
电网自动化系统发展迄今已经经历三代:20 世纪 70 年代基于专用计算机和专用操作系统 的 SCADA 系统可以称为第一代,80 年代基于通用计算机的 EMS 系统称为第二代,90 年代基 于 RISC/UNIX 的开放式分布式 EMS/DMS 系统称为第三代,第三代系统已经发展了近 10 年。 形成了 EMS、调度生产管理、电费计量、配电网自动化、电力市场技术支持等,这些系统是根 据实际生产和管理的需要而提出来的。随着自动化技术的发展,有关生产厂家推出了各种与用 户需求相适应的系统,这些系统已经和正在电力生产和管理中发挥作用。实际情况是在同一个 电力局,往往并存好几个由不同厂家生产的计算机系统。这些系统可能采用不同的计算机平台、 不同的数据库技术、不同的通信规约和不同的信息表达界面支持工具,完成各自定义的功能, 然而系统与系统之间不能很好的互联,离真正的开放系统还有相当大的距离,主要表现在: 网络协议互不兼容 由于各个电力应用程序往往是由不同的开发商分别研制开发的,大多数采用各自的通讯协 议,互不兼容。这样使得各个系统通信问题复杂化,下一级系统要无条件地满足上一级系 统要求,就要做大量而频繁地协议转换工作,很难实现各个子系统地相互通信。 管理信息不能互通 在同一级的系统中,这些分离的子系统分别负责系统中的不同的功能内容,它们互相之间 几乎没有信息交换,这给全系统综合应用造成了很大的局限性。例如,前置机线路出现故 障时,只能通过前置机画面监视,很难将信息反映到一些电力的高级应用上,从而使之发 生错误,影响生产。 缺乏对整个网络的综合管理 各个子系统在物理上互相连接,在功能上相互依赖。但目前缺乏对整个电力应用的综合管 理系统,不能实现在较高的层次上的电力系统综合应用,从而使电力应用的水平受到制约。 例如,数据库格式不统一,各个子系统按照自己的数据格式进行数据处理,造成数据库资 源浪费。 管理内容庞杂、操作界面多样 不同时期建立、不同厂商开发、未遵循统一标准的各种各样的子系统必然拥有形式多种多 样的操作界面、具有千差万别的管理功能。这种局面给电力应用系统的集中和一体化管理 带来了极大的不便。 如果基于现有的系统来进行集成,则会形成以下的一个蜘蛛网图系统,随着系统的越 来越多,各个系统间的关联,也会越来越复杂,只要其中一个系统发生变化,别的系统也 必须跟着更改系统。
基于IEC61970标准的CIM模型映射测试系统研究

基于IEC61970标准的CIM模型映射测试系统研究【摘要】IEC 61970系列标准定义了能量管理系统(EMS)的应用程序接口(API),能够实现EMS间互联互通及信息的共享。
它主要包括公共信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)。
本文主要对CIM与数据采集与监视控制(SCADA)系统间映射关系进行测试,并以图元的方式显示。
该测试系统解决了模型映射过程的不可见性,实现了映射信息的显示、测试与对映射实况的监控。
【关键词】IEC61970标准;EMS;CIM;SCADA;测试系统能量管理系统(EMS)是现代电网调度自动化系统的软硬件的总和,是电网调度的主要工具。
随着电力市场以及相应支持系统的建立,传统的EMS在软件功能和系统结构上已经不能满足电力市场的需要。
因此,国际电工委员会(IEC)第57分会第13工作组制定了IEC 61970系列标准,定义了能量管理系统的应用程序接口(EMS-API)。
通过该标准实现信息的共享、软件的即插即用。
1 CIM 概述公共信息模型(CIM)是IEC 61970标准的重要组成部分,它是一个抽象模型,定义了一个电力系统模型的基本数据结构,描绘了典型情况下EMS信息模型中所包含的电力系统中所有的主要对象以及它们之间的关系。
CIM使用面向对象建模技术来定义,使用统一建模语言(UML)进行建模。
CIM可划分为一组包,分别有:核心包、域包、发电动态包、负荷模型包、量测包、生产包、拓扑包等13个包。
每个包都是通过将相关模型元件分组的方法进行定义。
每个CIM包的类图描述了该包中所有的类以及类间的关系。
CIM类间关系主要包括普遍化、简单关联和聚集三种。
2 CIM模型映射测试系统设计与实现2.1 设计思路CIM模型映射测试系统目的在于实现对模型映射的完整性进行测试与对映射实况进行监控。
该系统可以简单的划分为两部分:静态模型映射与动态模型映射。
2.2 静态模型映射2.2.1 静态模型映射基本结构静态模型映射模块主要实现SCADA系统属性与CIM类的属性间一一对应的关系及CIM类间关联关系。
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析 与校验 ,保 证厂站与主站从一次到二次 、从
信息到拓扑的一致性,具有十分重要的意义。
( P o w e r T mn s f o r me r )等 。其 中,变 电站 可 以 包含变压器设备 以及 电压等级 区容器 ,电压等 级区可 以包含变压器设备 以及 间隔容器 ,而间
Da t a T y p e T e mp l a t e s 。
He a d e r( 信息头)包 含版本号及其命名空 间的 映射 信 息;S u b s t a t i o n( 变 电站 描述 )描
次 设 备 对 象 是 通 过 Eq u i p me n t元 素
进 行 描 述 。Eq u i p me n t 是 一个抽象的父类,
一
L a n g u a g e )变 电端 配置 描述 语 言 S C L描 述 的
一
种文件类型 。S C D 文件包含 5个主要元素:
He a d e r 、S u b s t a t i o n 、I E D、C o mmu n i c a t i o n 和
【 关键词 1 S C D C I M 二次一体化 一致 性测试
接 关 系 ;Da t a T y p e T c mp l a t e s( 数 据 类 型模 板 )
备 )、T r a n s f o r me r Wi n d i n g( 变压 器 绕 组 ) 以 及G e n e r a l E q u i p me n t( 一般设 备)。对于变 电 站 内各种 不 同的设 备类 型,是 通过 其 t y p e属 性进行描述 。母线在一次设备模 型中属 于特 殊 设备 ,其 在 S CD中并 不会 以特 殊 的元素进 行 描述 ,或者通过特 别的类型说明来标注 ,而是 通过有特殊形态 的间隔进行标示 。母线 间隔不
电子技术 ・ E l e c t r o n i c t e c h n o l o g y
S C D模 型与 C I M模型 一致性测试技术研 自动化功能正确可靠的运行 ( 6 1 。
本 文 针 对 电 力 二 次 系 统 一 体 化运 维 中, 由于模 型描 述框 架不 致 ,厂 站 端 S C D模 型 与 主 站 端 C I M模型 的之 间相 互转换的过程 中 产 生的 差异 进行 了分析 ,并在 此 基础上对 S C D模 型 与 C I M模 型 的 致 性 测 试 技 术 进 行 了 研 究 。 提 出一 种 S C D与 C I M模 型 一致 性和 拓 扑 一 致 性 校 验 测 试 方 法 , 实现 二者 在 不同模 型描 述框 架 下的 分 析 与校 验 ,有 效保证 厂 站 与主站 从信 息到 拓 扑的 一致 性,对 于厂 站与 主站 二 次 系统一体 化 建设 具 有十分重要 的意义。
隔 可 以包 含 变 压 器 设 备 以及 其 他 一 次设 备 。 变
2 S C D 的模 型 结 构
变 电 站系 统 配置 描 述 文件 S C D 是 利
用 S CL ( S u b s t a t i o n C o n f i g u r a t i o n d e s c r i p t i o n
继承 于 E q u i p me n t 的 子 类 用 于 描 述 具 体 业 务 信 息。包 括 C o n d u c t i n g E q u i p me n t(导 电 设
1引言
随 着 南 方 电 网 二 次 系 统 一 体 化 战 略 的 推
述变 电站的功能结构,标识一次设备及其之间 的 电气连接 关系 ;l E D ( 智能 电子 设备描述 ) 分别 描述 变 电站各 个 l E D 的配置 及 其功 能, 包含访 问点 、逻辑设备 、逻辑节 点数据对 象等 信 息;Co mmu n i c a t i o n( 通信 系统 描述 )通 过 逻辑 总线 和 I E D 访 问点来 描述通 信 网络 的连
压器属于一类特殊 的设备容器 ,它从对 象继承 关系来说应是设备对象 ,但是 由于 该对 象并不 直接 参与到 电气连接 的描述 中,而是通过包含 的绕组设备对 象进 行电气连接。所以一般将其 视为一个设备容器 ,但其能仅能够包含变压器 绕组 ( T r a n s f o r me r Wi n d i n g )设备对象 。
定义 了文件 的逻辑 节点类 型以及该逻辑节点所 包含 的数据对 象和数据属性 。
2 . 1 S C D 的一次设备模型
进 ,厂站 的部分管理 己逐 步提升到主站端调度 自动化系统 中完成 。厂站源 端模 型 自动 同步到 主站端调度 自动化系 统,也成为 二次系统一体 化须要着手实现 的功 能。主站将厂 站提供 的源 端模 型 导入 不仅 仅是 单纯 的模 型转 换,还 包 括对 象 的映 射, 以及拓 扑结 构 的重 建。 由于 S C D文 件 的模 型描述 方式与 CI M 的模型 描述 方式有着较 大差别 ,进 行 S C D模型 与 CI M 模
一
一
变压器绕组又可 以与分接开关存在关联 。 设 备容 器对 象是 一 组功 能相 关,某 些或 某个 属 性相 同 的一组 设 备的 容器 ,主要 的设
本 文针 对 厂 站 端 S C D模 型与主站 端 C I M
模 型 的一致 性测 试技 术进 行研 究,提 出一 种
S u b s t a t i o n )、 电 压 等 级 S C D与 C I M 模型 一致性 和拓扑一 致性校 验测 备 容 器 有 变 电 站 ( 试方法 ,实现 二者在 不同模 型描述框架下的分