摘要：变电站配置描述（substation configuration description，SCD）文件的正确性对智能变电站的安全运行至关重要，尤其SCD文件中的虚端子以及虚端子连接涉及到智能电子设备的跳合闸、采样回路。文章针对智能变电站配置描述文件管控方法进行研究，希望能有借鉴作用。
关键词：智能变电站；SCD文件；文件校验
一、置文件管控系统总体架构
智能变电站系统配置文件的管控系统具体包括用户展示模块、管控内核模块、过程层CRC计算模块等，从而高效、便捷地完成系统配置文件的上传、存储、校验、比对、可视化展示、版本追溯等一系列管理功能，实时监控包括改扩建过程在内造成的系统配置文件变化，最大限度地保证SCD配置信息的安全性、完整性、一致性，改变依靠人力来保证SCD文件正确性的低效而脆弱的现状。
智能变电站配置文件管控系统总体功能的实现包括以下6个步骤：
1）区域内智能变电站用户通过配置文件管控系统的用户展示模块上传提交压缩后的系统配置文件。
2）用户展示模块负责上传文件的完整性检查，并解压缩后提交给管控内核模块。
3）管控内核模块解析系统配置文件，并对提交的系统配置文件进行语法、语义校验。
4）管控内核模块将校验结果返回给用户展示模块，如校验成功，则提交给CRC校验模块，否
则用户展示模块提示区域用户无效的系统配置文件，并返回具体的校验出错信息。
5）CRC校验模块计算CRC校验码，并将计算结果返回给管控内核模块，同时由管控内核模块生成虚端子图形，并将生成的虚端子图形文件返回给用户展示模块。
6）最后，配置文件管控系统生成系统配置文件的版本信息，并连同提交的系统配置文件、CRC校验码、虚端子图形文件存储归档。
二、区域智能变电站配置文件管控系统建设
系统建设具体步骤如下：
1）系统创建并维护需纳入管控的各区域供电公司所属的智能变电站；系统为各区域用户创建分配权限，并关联所属智能变电站的信息。
2）各区域用户负责其所属智能变电站系统配置文件的上传提交，在该智能变电站的建设、运维全生命周期过程中，一旦涉及系统配置文件的变化，均需要将该变化的配置文件上传提交至系统中。
3）系统负责维护各区域智能变电站的所有系统配置文件，并对提交的系统配置文件进行必要的语法、语义校验。
4）区域用户提交系统配置文件成功后，由专业人员对提交的文件进行审核，审核通过后将该文件正式纳入系统管控。
5）区域用户根据其所属的智能变电站，可以对审核通过的该智能变电站所有系统配置文件进行浏览、下载、比较。
三、基于CRC的SCD文件过程层信息校验
3.1过程层配置信息的提取
变电站过程层配置信息的提取首先需要以IED装置为单位提取出与该IED装置相关的过程层配置信息。IED装置的过程层配置信息描述了通信网络中GOOSE、SV传输控制信息及发送／接收对应关系，主要分为3类，其中前2类信息决定了IED之间的过程层通信业务实质：
1）发布（发送）／订阅（接收）的控制块配置信息，描述了G00SE、SV协议的基本参数和数据结构，是过程层通信的基础。
2）控制块与内部变量之间映射的私有地址信息，描述了装置内部变量与协议的映射，是过程层业务的基础。
3）控制块与装置物理端口之间的配置信息，描述了装置物理端口与业务的绑定关系，是过程层通信的具体表现。
具体来说，从SCD文件中提取出来的用以描述单个IED装置虚端子连接的配置信息主要包括：GOOSE发送信息、G00SE接收信息、SV发送信息、SV接收信息4类。以GOOSE发送信息为例。
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3.2CRC校验码的生成
为实现过程层配置信息的校验，需要为提取出来的过程层配置信息生成唯一的标识符，该标识符唯一地标识了当前IED装置的配置信息，配置信息的任何改动最终都将在标识符中反映出来。标识符的一种可选方案是使用版本号，即通过版本号自动累加的方式来标识当前lED装置虚端子信息的变动，这种方法简单易用，也便于理解。但其缺点也是显而易见的，即如何判断虚端子信息的改动，人工判断的方式耗时耗力且易于出错，自动判断的方式需对比变动前后的虚端子连接配置信息，显然增大了该方法的实现难度。鉴于版本号存在的缺点，本文采用了32位的CRC算法，用该算法生成的CRC校验码作为虚端子连接配置信息的标识符。CRC在通信和数据处理软件中经常采用，其特点是检错能力极强，开销小。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047％以下。从性能和开销上考虑，CRC均远远优于其它同类算法。
首先，可将提取出来的IED装置虚端子连接配置信息以二进制流的形式表达，二进制流可以是计算机程序中的一段内存数据或磁盘上的二进制数据文件，具体形式可由计算机程序自行选择。其次，生成多项式可选择应用广泛且己标准化的32位CRC生成多项式，如：x32+x26+x23+…+x2+x+l。当然，也可以不规定CRC生成多项式，只要维护校验码的计算机程序采用同一种生成多项式即可。最后，应用成熟的CRC算法将二进制数据以及约定的32位CRC生成多项式应用至算法中，即可得到对应的CRC校验码，并以此标识IED过程层配置信息。
四、智能变电站SCD文件管控方法
4.1SCD文件管控流程
在设计调试阶段：1）设计单位（含集成商）负责完成SCD文件初步设计并提交设计版本SCD文件，供调试单位现场实施；2）调试单位依据设计单位（含集成商）提供的SCD文件组织设备供应商完成装置、系统的配置调整及下装，负责验证SCD版本与现场装置配置的一致性和功能的正确性：3）调试过程中的SCD文件变更需经设计单位审核确认，调试单位负责调试过程中SCD变更版本的过程管控；4）调试单位将最终与现场一致的SCD文件提交系统，经过设计单位最终确认，形成验收版本SCD文件。
在工程验收阶段：1）运维单位负责核实调试单位提供的配置文件版本与现场装置实际配置一致；2）验收过程中的SCD文件变更由调试单位提交，经过设计院、运维单位最终确认，形成本期工程归档版本SCD文件。
在运行维护阶段：1）运维单位负责运行维护阶段的配置文件管理，以工程归档的配置文件及相关资料为依据，保证运维过程中装置实际配置文件与归档的配置文件一致；2）由缺陷处理、反措等引起的配置文件的变化，运维单位对配置文件进行更改、检验，将配置文件及其变更记录等资料归档管理。
4.2SCD文件管控技术手段
1）管理模块作为系统的主框架实现SCD文件的流程管理，提供上传、下载、审批、角色管理等流程化管理功能。
2）校验模块对上传的SCD文件进行语义、语法校验，对于强制性校验项不通过的SCD文件将无法入库，．应根据校验结果修改后上传。
3）循环冗余校验码（cyclicredundancycheck，CRC）计算模块用于生成IED的过程层虚端子配置CRC校验码和SCD文件CRC校验码，与文件上传时间一并作为文件的版本号，反映IED的过程层配置版本，便于调试、运维单位掌握装置版本变更信息。
4）图形化模块显示了SCD中lED之间的虚端子联系，便于调试、运维人员了解设备二次回路。
5）比对模块提供了3种比对方式：①比对lED设备的CRC校验码，旨在明确不同版本SCD中lED过程层信息的变化情况；②图形化比对IED的虚端子配置，旨在明确不同版本SCD中IED过程层配置的具体变更内容：③结构化比对SCL文件，旨在明确不同版本SCD中IED的全部变更内容，适合配置工程师使用。
结语
本文针对目前智能变电站大规模管理的需求，提出一种智能变电站配置文件管控的方法，通过定义系统配置文件的管控流程，解耦用户展示和管控内核，并结合IED过程层虚端子配置CRC校验码的生成，实现了智能变电站系统配置文件的管控。从试点建设情况来看，管控系统能够有效保证SCD配置信息的安全性、完整性、一致性，提升智能变电站技术管理水平。
参考文献：
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[2]陆玉军．智能变电站分布式同步采样组网技术[J]．电网技术，2014，38（1）：47．52
[3]黄晓雨．智能变电站信息提取的研究与实现[J]．电力通信技术，2014，12（1）：17．21
论文作者:经权
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：变电站论文; 配置文件论文; 文件论文; 系统论文; 信息论文; 智能论文; 端子论文; 《电力设备》2018年第30期论文;