关键字：自动化；智能变电站；可视化链路；虚回路
0 引言
智能变电站“三层两网”中的三层是指站控层、间隔层以及过程层，两网是指站控层网络和过程层网络。过程层网络一般采用星型结构，通过光缆，尾缆以及尾纤将间隔层设备与过程层设备连接起来，网络比较复杂。正确的搭建过程层网络链路可以实现间隔层与过程层设备的功能。无论是在智能变电站新建时期的调试验收阶段，还是在投运后的运行维护阶段，还是在以后的改造阶段，都需要搭建过程层网络链路。因此，正确的搭建过程层链路是智能变电站二次系统稳定运行的重要前提。
在智能变电站中，二次回路由看得见的电缆回路变成了不可见的虚端子回路，使得搭建链路的过程变得复杂。目前搭建过程层链路分为两个主要步骤：一是搭建物理连接，二是集成SCD文件与下装设备配置。两个步骤完全独立。与此同时，由于在搭建链路的过程中不能直观的查看搭建效果，搭建的链路是否正确并不能在搭建完成后直接显示，会有隐患，给调试阶段带来诸多问题。
所以，本文研究一种自动化搭建可视化链路并验证虚端子回路的方法。在搭建链路的过程中采用物理连接与SCD文件相结合。通过在搭建物理连接后，对SCD文件中虚端子进行验证的方法可以实时检查搭建的动态过程，大大缩减调试中排查链路问题的时间，提高虚端子的正确率，同时也可以排查是否存在缺漏光缆，尾缆或者尾纤的情况。
1 智能变电站的过程层网络
以某个330kV智能变电站为例，330kV部分采用双母双分段结构，330kV线路间隔主要包括保护装置A，测控装置，保护装置B，过程层交换机，光纤配线箱，智能终端A，智能终端B等。主要逻辑功能包括线路保护装置跳闸重合智能终端，智能终端发送位置等信号到线路保护装置，测控装置发送控制命令到智能终端，智能终端发送信号到测控装置等。如果不能搭建正确的过程层链路，那么就不能实现330kV线路的二次保护、测量、控制等功能。
2 自动化搭建链路
2.1构建模块填入物理设备信息
填入物理信息包括电压等级，间隔名称，屏柜名称以及装置信息。装置信息包括已应用的板件号，已应用的端口号，连线方式，连线编号，对侧电压等级，对侧间隔名称，对侧屏柜名称以及对侧装置名称。本侧是光纤配线架，还需要填写对侧装置的板件号以及端口号。填入的信息采用XML文件记录保存。下面介绍主要的填入原则：
填入原则1：先创建电压等级，再创建间隔名称，然后再创建屏柜名称，最后建立装置信息。装置信息里的对侧信息采用拉框选择模式，不可添加，避免名称不统一。
填入原则2：对侧信息里，是本电压等级或者是本间隔再或者是本屏柜的，采用空信息表示，非本电压等级或者非本间隔再或者非本屏柜，需要填写实际信息。这样在查找时可以缩短查找的范围，也就缩短了查找的时间。
填入原则3：连接方式是尾缆，或者是光缆的，因为有编号，所以只需要填入对侧电压等级，对侧间隔名称以及对侧屏柜，因为一个屏柜里有且只有一个对应编号。
填入原则4：对侧是光纤配线架的，不但要填写对侧装置光纤配线架，还需要填写光纤配线架的对侧电压等级，间隔名称，屏柜名称以及装置信息。
2.2自动建立分段式连接
根据上述构建的模块，自动建立分段式连接，并生成物理连接关系表。连接主要步骤分三步：根据本侧的对侧信息，获得对侧端口数据集；在数据集中根据端口连接原则找到对侧数据；将本侧数据与对侧数据连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为这种连接的方法只是通过光缆，尾缆以及尾纤将装置与装置相连形成部分链路所以叫分段式连接。
本文将三种连接方式尾纤，尾缆以及光缆，分别采用两种连接方法进行连接：光缆和尾缆连接方式通过查找对侧电压等级，对侧间隔名称以及对侧屏柜名称确定对侧装置的端口后进行连接；尾纤连接方式通过查找对侧装置，对侧板件以及对侧端口，找到正确的对侧装置端口后进行连接。下面具体说明不同方式的连接方法。
光缆与尾缆连接方式。获取本侧的连接方式，包括光缆和光缆编号或者是尾缆和尾缆编号，获取对侧信息包括对侧的电压等级，对侧的间隔名称以及对侧的屏柜名称。根据上述搜索对侧数据集，光缆只有1根，两侧各一个接口，所以数据集只有一个，搜索得到的就是对侧端口。或者根据上述搜索对侧数据集，尾缆只有1根，但有芯数大于1根，所以数据集大于2，但是端口之间的收发关系是固定不变的，所以可以确定唯一的对侧端口。所以依据搜索的对侧数据集就可以获取对侧完整信息，包括电压等级，间隔名称，屏柜名称以及装置信息。装置信息包括已应用的板件号和已应用的端口号。最后将本侧装置端口与找到的对侧装置端口进行连接。
尾纤连接方式。先找到对侧装置数据集，在装置数据集中逐一查找装置下端口的对侧装置名称，对侧板件名称以及对侧端口名称，根据名称对应关系找到对侧装置的端口，将本侧装置端口与对侧装置端口进行连接。
采用上述方法将所有装置的所有端口与对侧装置的端口一一对应生成物理连接关系表并将此表存放在XML文档中。此表还可以统计出全站所需要的光缆，尾缆以及尾纤的总数，在铺放前期可以较准确的给出需要准备的数目。
2.3自动整理连接功能
有了上述的物理连接关系表，就能很方便的判断装置与装置之间连接的功能。判断起始端与目的端是否有“交换机”字样，如果有就是组网；判断目的端是否是“光纤配线架”，如果是，将目的端拆分为两部分，光纤配线架名称和序号。通过光缆查找本侧光纤配线架的对侧，再找到对侧光纤配线架的对应端口，检查此端口的对侧是否是“交换机”如果是，就是组网。判断起始端是否是“光纤配线架”，如果是，将起始端端拆分为两部分，光纤配线架名称和序号。通过光缆查找本侧光纤配线架的对侧，再找到对侧光纤配线架对应的端口，检查此端口的对侧是否是“交换机”如果是，就是组网。剩下的是直采直跳。将连接功能填写在上述的物理连接关系表中，可以作为现场尾缆和尾纤的标签模板。
2.4 物理连接与虚端子回路合并
导入已完成虚端子连接的SCD文件，读取SCD文件中IED的名称和描述，生成SCD文件的IED装置表。逐一读取IED，并获得IED下发送数据不为空的“Inputs”信息 。读取“Inputs”的信息，将本IED的装置作为接收装置，发送装置通过上述IED装置表中的IED名称获得，从而得到含有发送装置与接收装置的inputs装置关系表。将上述生成的inputs装置关系表中的装置与物理连接关系表中的装置一一对应。
由于inputs装置关系表中不含有装置端口信息，所以要想得到inputs装置关系表中发送装置端口到接收装置端口的完整路径需要使用递归方法通过上述的物理连接关系表进行搜索。发送装置端口为源端口，接收装置端口为目标端口。完整路径中各个装置的端口属性参照收发关系确定。装置与装置之间有两种主要的中间设备，交换机和光纤配线箱。交换机采用递归方法，排除本侧已接入端口，逐一查找其他端口。光纤配线箱，通过光缆找到对侧光纤配线箱，再找到对侧装置。对于直采直跳回路需要删除含有交换机的路径。生成inputs装置全路径关系表，保存在xml文件中。此文件可以显示某个装置的一个接收端口接收电站所有发送装置的发送数据信息以及全路径。
2.5验证虚回路
检查inputs装置全路径关系表中发送装置的端口到接收装置的端口是否有空白的路径，如果有空白路径就是有inputs连接，但是没有物理连接的虚端子或者是虚端子中收发装置有物理连接但是连接错误。
3 结论
通过自动化建立可视化的物理连接，并通过建立的物理连接检验虚端子回路，不但可以大大提高变电站调试投运阶段排除虚回路断链问题的效率，还可以将虚回路中任意装置接收端口的发送信息与完整路径展现，方便以后在运行与维护时排查链路断链问题。
参考文献：
[1]QGDW_1396-2012_IEC 61850工程继电保护应用模型[S]．
论文作者:刘青
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年23期
论文发表时间:2020/5/8