1、與變電站有關(guān)的 IED 的通信配置描述語(yǔ)言,一、變電站配置簡(jiǎn)介,IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的第6部分定義了實(shí)現(xiàn)設(shè)備互操作性的變電站配置描述語(yǔ)言 （Substation Configuration Language）SCL。SCL專(zhuān)用于變電站IED設(shè)備，變電站系統(tǒng)和變電站網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置，其目的是為了對(duì)不同制造廠商的配置工具交換系統(tǒng)的配置信息，實(shí)現(xiàn)互操作性。通過(guò)配置描述語(yǔ)言 SCL，不僅可以實(shí)現(xiàn)智能電子設(shè)備IED的基本功能和訪(fǎng)問(wèn)的基本信息的描述，而且可以實(shí)現(xiàn)IED基本功能的配置和運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。,SCL文件中的元素對(duì)應(yīng)著SCL對(duì)象模型的對(duì)象，它的語(yǔ)義定義被描述成XML schema文件。Sche

2、ma文件指出元素、XML名域和類(lèi)型化數(shù)據(jù)的有效性。由SCL配置器生成的SCL文件必須嚴(yán)格符合schema文件的定義，否則無(wú)法通過(guò)有效性檢驗(yàn)。 SCL語(yǔ)言在整個(gè)61850協(xié)議中極為重要，前面討論過(guò)的所有模型都在SCL語(yǔ)言的描述中得到體現(xiàn)。,變電站配置的示意圖,二、SCL對(duì)象模型,SCL對(duì)象模型 SCL文件使用UML（Unified Modelling Language）描述一個(gè)完整的模型實(shí)例，使用三個(gè)基本對(duì)象模型，完成對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的抽象。即：變電站；產(chǎn)品；通信。 變電站模型： 變電站模型是基于變電站功能結(jié)構(gòu)的對(duì)象分層。用于描述變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，它的開(kāi)關(guān)場(chǎng)設(shè)備以及系統(tǒng)的電氣連接圖。它包括以下對(duì)

3、象：,Substation：標(biāo)識(shí)整個(gè)變電站的對(duì)象 Voltagelevel：標(biāo)識(shí)電壓等級(jí)； Equipment：表示開(kāi)關(guān)場(chǎng)的一個(gè)設(shè)備； SubEquipment：Equipment的子集，表示三相設(shè)備的一相 ConnectivityNode：表示一次設(shè)備之間電氣連接的連接節(jié)點(diǎn)。 Terminal：表示設(shè)備之間電氣連接的物理端點(diǎn)，該對(duì)象可以用于描述變電站連線(xiàn)圖。 LNode：表示邏輯節(jié)點(diǎn)。因?yàn)檫壿嫻?jié)點(diǎn)執(zhí)行變電站的功能，所以在變電站各對(duì)象層上它們作為低一層對(duì)象附屬于各個(gè)變電站對(duì)象,產(chǎn)品模型：產(chǎn)品模型代表與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)的對(duì)象，通過(guò)這些對(duì)象，可以精確的描述IED的功能和服務(wù)。 IED：代表變電

4、站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS設(shè)備，通過(guò)邏輯節(jié)點(diǎn)執(zhí)行變電站自動(dòng)化功能。IED通過(guò)通信系統(tǒng)與其他IED進(jìn)行通信，并由通信系統(tǒng)中的AccessPoint對(duì)象完成IED和通信子網(wǎng)的連接。,服務(wù)器Server：代表IED的通信實(shí)體，通過(guò)通信系統(tǒng)對(duì)邏輯設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)象和包含在Server中的邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。 邏輯設(shè)備LDevice：描述IED的信息模型中LD的分配和實(shí)現(xiàn)情況。 邏輯節(jié)點(diǎn)LNode：LNode包含在IED的LDevice中。LNode包含其它邏輯節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)對(duì)象DO。所需要的DO和功能實(shí)現(xiàn)有關(guān)，由IED配置工具決定。在LNode對(duì)象層中，包含了三種不同類(lèi)型的邏輯節(jié)點(diǎn)，分別是：LN0、LPHD、普通L

5、N,數(shù)據(jù)對(duì)象DO：描述IED信息模型中數(shù)據(jù)對(duì)象DO的分配和實(shí)現(xiàn)情況 通信系統(tǒng)對(duì)象模型：通信系統(tǒng)模型描述了邏輯節(jié)點(diǎn)間的通信連接和IED的訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。它借助訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)AccessPoint跨過(guò)子網(wǎng)和IED之間建立可能的邏輯連接。通過(guò)含有路由器Router功能的IED可以實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的連接。,對(duì)象和信號(hào)命名 7-2中標(biāo)識(shí)的信號(hào)元素 例子E1Q1SB1C1/A1CSWI1.Pos.stVal,使用功能命名的信號(hào)名元素,使用產(chǎn)品命名的信號(hào)名元素,三、變電站配置描述語(yǔ)言SCL,SCL 文件主要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS的功能說(shuō)明，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS的系統(tǒng)描述和IED性能描述。通過(guò)SCL語(yǔ)言可以完整描述一個(gè)

6、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的全部配置信息。,什么是XML語(yǔ)言 全稱(chēng)是可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 和HTML不同，XML的標(biāo)記主要用于表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 所謂擴(kuò)展是指用戶(hù)可以自己定義標(biāo)記，來(lái)更準(zhǔn)確的描述數(shù)據(jù) XML文檔相當(dāng)于是一個(gè)數(shù)據(jù)容器，功能上類(lèi)似于數(shù)據(jù)庫(kù)！,XML的結(jié)構(gòu) XML文檔由一個(gè)個(gè)元素層層嵌套而組成。XML元素用一個(gè)標(biāo)簽開(kāi)始（），并用一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)簽結(jié)束（）,XML文檔示例,XML文件與數(shù)據(jù)庫(kù) 一個(gè)XML文件可以很方便的與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,XML與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì):面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)極為適合使用XML,因?yàn)閄ML元素本身就是對(duì)象!對(duì)于前面的XML文件,可以生成如下類(lèi):,XML Schema 什么是XML Sche

7、ma XML Schema 描述 XML 文檔的結(jié)構(gòu) XML Schema 是基于 XML 的 DTD 替代者 XML Schema 語(yǔ)言也稱(chēng)作 XML Schema 定義（XML Schema Definition，XSD）,XML Schema： 定義可出現(xiàn)在文檔中的元素 定義可出現(xiàn)在文檔中的屬性 定義哪個(gè)元素是子元素 定義子元素的次序 定義子元素的數(shù)目 定義元素是否為空，或者是否可包含文本 定義元素和屬性的數(shù)據(jù)類(lèi)型 定義元素和屬性的默認(rèn)值以及固定值,XML Schema示例 一個(gè)簡(jiǎn)單的XML文檔note.xml,描述上述XML結(jié)構(gòu)的Schema note.xsd文件如下,定義SCL的Sc

8、hema文件,SCL配置文件： SCL結(jié)構(gòu)：根據(jù)Schema文件的定義，一個(gè)完整的SCL文件應(yīng)該包含五個(gè)段，即：頭段Header）；變電站段（Substation）；通信段(Communication)；IED段（IED）；數(shù)據(jù)類(lèi)型模板段(DataTypeTemplate)。,SCL配置：SCL配置包含了兩級(jí)配置，即IED級(jí)配置和系統(tǒng)級(jí)配置；并且在配置過(guò)程中產(chǎn)生了四種描述目標(biāo)文件，分別為： ICD文件：描述IED的一般功能 SSD文件：描述變電站的單線(xiàn)圖及需要的邏輯節(jié)點(diǎn)功能 SCD文件：表征如何銜接孤立的IED與變電站自動(dòng)控制中心的依據(jù) CID文件：用于描述在具體工程中的IED實(shí)例。CID文件

9、是配置的最終結(jié)果，CID文件直接下載到各個(gè)獨(dú)立的IED中,Device Capability,Overview on SCL files,Substation Configuration Description,Device Capability,System specification,Substation automation functionality,Single line diagram,System specification description .ssd,System Specification Tool,Library,System specification ssd fi

10、le,The .ssd file is the specification of the substation Single line diagram Logical nodes allocated to the equipment of the single line diagram,Bay Q1,Voltage Level E1,IED specification and pre-engineering,Communication capabilities,Logical node and logical devices,IED capability description .icd,IE

11、D Configuration Tool,Library,Preconfigured elements (datasets, control blocks),LD Control,IED specification icd file,The .icd file describes capabilities and preconfigured data model Communication capabilities Available logical nodes Preconfigured logical devices Preconfigured datasets Preconfigured

12、 control blocks,System engineering,System Configuration Tool,The .scd file includes the complete substation configuration IED configuration Relation LN instance and single line diagram Communication network and parameters Data flow information,System engineering scd file,Switch,IED engineering - ove

13、rview,The .cid file is the complete description of an instantiated IED,.scd,IED Configuration Tool,步驟說(shuō)明： IED廠家在出廠時(shí)會(huì)利用IED配置器編寫(xiě)設(shè)備的ICD文件，在此文件中對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行預(yù)配置。一般來(lái)說(shuō)，ICD文件中只包括IED段（有時(shí)可能也有可選Substation段），此時(shí)IED的名稱(chēng)應(yīng)為T(mén)EMPLATE(如果有Substation段，則名稱(chēng)也應(yīng)為T(mén)EMPLATE。,在變電站進(jìn)行系統(tǒng)配置時(shí)，IED廠家將ICD文件提交給變電站方，變電站方將各廠家的ICD文件通過(guò)系統(tǒng)配置工具導(dǎo)入后生成IE

14、D數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了全部IED所具有的邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性等 變電站方利用工具生成SSD文件，該文件一般來(lái)說(shuō)僅包含Substation段，主要描述系統(tǒng)單線(xiàn)圖及與之關(guān)聯(lián)的邏輯節(jié)點(diǎn),變電站方利用系統(tǒng)配置工具將SSD文件和IED數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)（這個(gè)過(guò)程可能是由配置工程師來(lái)操作），即將變電站的各個(gè)功能分配給各IED，同時(shí)為各IED分配通信地址，最終生成SCD文件。SCD文件應(yīng)包含SCL中規(guī)定的所有段，它包含了該變電站所有的相關(guān)信息。,變電站方將SCD文件輸入廠家提供的IED配置器中，最終生成CID文件。該文件和ICD文件的區(qū)別在于，該文件中包含了與變電站相關(guān)的信息。一般來(lái)說(shuō)，該文件中應(yīng)加入Communication段來(lái)描述該IED的通信地址，同時(shí)IED的名稱(chēng)也可能按變電站的統(tǒng)一要求被改變。 CID文件由工程師站采用本地或遠(yuǎn)程的方法下載入IED中,Elements of the SCL file,Hea