智能变电站虚端子设计初探

智能变电站虚端子应用分析智能变电站虚端子应用分析编写：冯亮1、应用背景传统变电站微机保护测控装置设置开入开出及交流输入端子排，通过从端子到端子的电缆连接方式来实现保护装置与一二次设备间的配合。

但随着数字化保护测控装置的出现，改变了传统二次设计方式。

对于装置本身而言，大量的继电器出口，节点开入，交流输入及开关的操作回路被过程层设备所涵盖，取而代之的是光纤接口的出现。

数字化保护测控装置越来越像是一个黑盒子，保护所需的外特性能被ICD文件所描述，为了更便于用户了解并使用装置，我们提出虚端子这一概念。

2、虚端子设计方法针对智能化变电站带来的新变化，解决由于数字化保护测控装置信息无接点，无端子，无接线带来的GOOSE配置难以体现的问题，提供一种虚端子设计方案，它包括装置虚端子，虚端子逻辑联系图表及虚端子信息流图，并有效结合网络及直采直跳光纤走向示意图，直观的反应GOOSE，SV信息流，供不同的专业人员查阅。

a)装置虚端子装置虚端子是源于装置的ICD文件，内容包括虚开入，虚开出及MU输入三部分。

而每部分又由虚端子描述，虚端子引用，虚端子编号，GOOSE软压板及源头（目的）装置组成。

➢ 如下图所示为220kV母线保护虚开入部分：（结合国网标准化，明确装置外特性及走向，让数字化装置再是站内的黑盒子）➢ 如下图所示为220kV母线保护虚开出部分：➢如下图所示为220kV母线保护MU接入部分在虚端子图中将信息源头及终点设备予以描绘，方便用户信息查找，同时在设计图纸时考虑将网络方案配置及光纤走向示意设计其中，使图纸内容更加丰富。

➢ 如下图所示为220kV母线保护网络方案配置图（网络及配置方案图，将装置融于站内系统配置及网络架构，提供多种应用解决方案供参考）➢ 如下图所示为220kV母线保护光纤走向示意图（鲜明的光纤走向示意结合工程实际，形象光纤走向示意，让光纤有迹可循）➢ 如下图所示为220kV母线保护虚端子逻辑示意图（虚端子逻辑回路示意图，将逻辑回路引入，面向继保，自动化等多类型用户，让回路变得更清晰）b)虚端子逻辑联系图虚端子逻辑联系以装置虚端子为基础，根据继电保护原理，将全站二次设备间以虚端子连线方式联系起来，直观反映不同间隔层设备间，间隔层与过程层设备间GOOSE，SV联系全貌。

浅谈智能化变电站虚端子配置及连接内容提要:智能化变电站与传统变电站相比，全站所有装置的信息均为数字信息，保护及测控装置之间均采用光缆联系；二次微机装置之间无传统变电站的电缆连接，之间的联系采用DL/T860（IEC61850）规约进行通信，通过DL/T860建模，实现装置之间的信息交互、共享，以达到与传统变电站装置之间用电缆点对点连接的效果。

对于继电保护设备来说，由于原来用于点对点连接的电缆取消了，但是所有需要实现的保护功能仍是必不可少的，保护设备之间、保护与测控等其他二次设备之间仍旧需要进行信息交互。

而所有这些功能的实现、数据的传输等都是通过配置完善的虚端子实现的。

保护设备的GOOSE开入、GOOSE开出以及SV 开入虚端关键词:智能化变电站虚端子连接方法及调试1、前言传统变电站微机保护装置和测控装置，是由模拟量的开入开出信号及交流输入等装置插件实现装置与其他设备的信号传输。

端子排是保护装置插件与外界设备连接的设备。

通过从插件到端子排，端子排到电缆的连接方式实现保护装置与一二次设备间的配合。

但随着智能化保护及测控装置的出现，改变了传统二次设计方式。

对于装置本身而言，大量的继电器出口，节点开入，交流输入及开关的操作回路被光电设备所涵盖，取而代之的是光纤接口的出现。

智能化保护设备和测控装置越来越像是一个黑盒子，保护装置所需的外部特性能被ICD文件所描述，为了使大家能更好的使用各种保护及测控装置，我们下面对虚端子的连接及校验方法进行比较详细的介绍和分析。

2、虚端子的特征及连接方式1）装置虚端子是源于装置的ICD文件，内容包括虚开入，虚开出及MU输入三部分。

而每部分又由虚端子描述，虚端子引用，虚端子编号，GOOSE软压板及源头（目的）装置组成。

在虚端子图中将信息源头及终点设备予以描绘，方便用户信息查找，同时在设计图纸时考虑将网络方案配置及光纤走向示意设计其中，使图纸内容更加丰富。

2)虚端子逻辑联系图虚端子逻辑联系以装置虚端子为基础，根据继电保护原理，将全站二次设备间以虚端子连线方式联系起来，直观反映不同间隔层设备间，间隔层与过程层设备间GOOSE，SV联系全貌。

• 50•虚回路的配置主要位于变电站配置描述(Substation Configuration Description, SCD)文件中。

本文在分析虚回路配置信息组成的基础上，提取虚回路关键字，建立设备模型文件库，提出一种基于虚回路模型文件的SCD 文件自动校验方法，并开发了智能变电站SCD 文件虚回路自动校核工具,提高了智能变电站配置的工作效率。

1.引言传统变电站中采样、跳闸等二次回路采用二次电缆硬链接的方式完成信号传输，在智能变电站的架构下，硬链接逐步被虚回路替代，交流采样及开关量输入输出的连接方式逐渐替换成为通信电缆，以数字化方式完成二次系统的分布式功能，可以实现多路信息复用，促进了变电站二次回路的光纤化和网络化。

基于IEC61850通信规约，智能变电站内智能电子设备（Intelligent Electronic Device ，IED ）的输入源由变电站配置描述(Substation Configuration Description ，SCD)文件提供（吴恒福，窦会光，向前，等.基于设计规范的智能变电站SCD 文件规范性检查：电网与清洁能源，2015）。

目前，SCD 文件中虚回路的连接主要是以技术人员配置为主，在变电站投运之前，SCD 文件的虚回路校验工作不可或缺。

在越高等级的变电站，IED 越多，虚端子的连线成倍增长，最终全站配置信息文件往往代码量非常大，工作量巨大，配置效率不高，且配置准确率低，校验困难，出错率也比较高。

为了克服人工校验的缺点，本文通过分析虚回路配置信息，在提取虚回路关键字的基础上，建立设备模型文件库，提出一种基于虚回路模型文件的SCD 文件自动校验方法，并开发了智能变电站SCD 文件虚回路自动校核工具，在一定程度上解决了智能变电站虚回路校验难度大的问题。

2.虚回路的组成在智能变电站中，替代传统站二次回路的采样值（Sampled Value ，SV ）面向通用对象的变电站事件（Generic Object-Oriented Substation Event ，GOOSE ）链路称为虚回路。

基于IEC61850的智能变电站虚回路体系整套虚回路体系在网络化信息共享基础上已经成为一种现实。

对IEC 61850标准进行完善与扩充，是智能变电站虚回路体系得以有效发展的重要保证。

对此，文章通过下文对相关方面内容进行了论述，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

标签：IEC61850；智能变电站；虚回路体系在数字化变电站的基础上发展起了智能变电站，将有一种全新的要求抛向了变电站技术形态。

智能变电站的基本特征是：实现网络信息的共享，有效的实现了传统方法中不能达到的高度，因此可以说它的应用前景非常广阔。

一、论述分析虚回路体系有回路与设备共同确定传统的变电站功能。

有着特定的功能存在于设备中，并且对外部的输入输出接口进行了定义分析。

在建设变电站的过程中，变电站所需的各种功能是由电缆回路进行控制与实现的。

所以，围绕这些回路与设备，就成为了变电站生命周期内的重要工作。

为了能够有效的理解各方的工作，就需要将设计图纸作为重要的参考和依据，对其一定要进行有效的归档管控。

对应的将变电站系统在IEC 61850标准的基础上构建起来，能够自由的分布其功能，在通信网络的基础上，实现逻辑点的功能协同和信息的传递。

并且通过规划的变电站配置描述语言，将功能间的信息流向关系表达出来。

所以，在传统变电站的基础上，同电气回路归档联系起来，进行相应的分析与探究。

并且，文章主张使完整的虚回路体系在智能变电站中成为现实。

有着这样几个重要的部分被包含于该研究体系中：首先，将适用于系统与装置的SCL 模型标准、可以表达虚拟回路联系的体系构建起来；其次，将与信息共享要求相一致的自动化网络配置方案制定出来。

再次，对于智能变电站所需的一些工具进行分析，及其工具的具体应用情况及角色分工等。

网络的自动配置管理与SCL 虚回路模型标准是智能变电站虚回路体系的基础。

将调试诊断工具、设计/系统集成工具、智能电子设备（IED）配置工具为手段，其核心为涵盖虚回路信息的变电站配置描述。

智能化变电站SCD制作方法浅析内容提要:数字技术的发展及应用使得智能化变电站有了技术的支撑。

目前，我国智能化变电站的技术主要有智能化的电气量测量系统及二次保护系统。

本文就智能化变电站的主要技术基础SCD的制作方法进行了概括性的分析论述。

当前的智能化变电站，主要通过智能化的一次设备、二次组成，在IEC61850通信规范的基础之上实现变电站系统信息化、自动化智能化。

关键词:SCD 信息化智能化1 前言变电站中的电气设备信息通过智能化技术可以实现相互间的资源共享及利用，使操作更加便捷，同时减少变电站相关设备退出的次数及时间，减少了损耗，提高了设备的使用时间，对于自动化设备的数量进行精简，极大的简化了变电站的二次接线，而智能化变电站的核心技术就是SCD文件的制作。

2 SCD文件的简介2.1 ICD文件数字化变电站自动化系统中，存在着功能各异、数量不一的智能设备，为了能较好的了解各智能设备的行为、互操作性，工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记语言XML，创建一个可全面描述IED功能的文件，这个文件称为智能设备的配置描述（IED Configuration Description），简称ICD。

ICD文件仅经过IED配置工具的配置，未经过变电站系统配置工具的配置，只是对现实智能设备的功能的一个全面描述。

2.2 CID文件一个置于变电站通讯网中的智能设备，除了本身可独立运行外，还需要与其他智能设备进行数据交换，以完成自身的某些功能，或者输出数据供其他智能设备使用，那该智能设备如何才能知道与其他智能设备交换些什么数据？我们可以通过变电站配置描述语言（Substation Configuration description Language）工具对装置ICD模型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能设备需要与外界交换那些信息，那么这个经过SCL工具配置过的文件称之为经过配置的智能设备描述（Configured IED Description）文件，简称CID文件，它是对ICD文件的一个扩充，不仅包含IED的功能描述，同时还包含了数据交换信息、报文控制信息等。

智能变电站自动链接SCD文件虚端子以及自动检查SCD文件虚端子的方法摘要：SCD文件的制作是调试智能变电站的核心，而虚端子的链接是制作SCD文件的核心。

本文通过梳理智能变电站手动调试的流程和方法，提出在有设计院给出Excel文件虚端子表和没有Excel文件虚端子表两种情况下，自动链接虚端子的流程，大大减少了制作SCD文件的时间，也减少了因人为原因制作SCD文件的错误，提高了工作效率。

同时提出将已经配置好虚端子的SCD文件中的虚端子回路导出Excel文件，通过对比Excel文件和设计院的Excel文件，可以检查虚端子链接是否有误，在联调前检查出问题可以减少联调中再遇到问题检查问题的时间。

关键词：智能变电站；SCD文件；自动链接；自动查误引言随着智能电网的发展，智能变电站在数量上大规模的扩大。

智能变电站的系统配置描述文件是调试智能变电站的核心。

调试智能变电站的流程是，设计院给出Excel表格形式的虚端子表，各个厂家给出设备的ICD文件，设计院或集成商将设备的ICD文件导入，根据虚端子表创建SCD文件，各厂家根据SCD文件生成设备的配置文件下装至设备，最后再参照虚端子表统一进行联调。

由此可见，SCD文件制作的时间和准确度直接决定了整站调试的进度，是整站调试顺利进行的前提。

而在制作整站SCD文件时，参照虚端子表链接虚端子是最费时间，且最容易出错的环节。

目前，国内对自动链接虚端子有一定的研究。

文献一提出基于关键字匹配虚端子的方法，需要手动先创建间隔模板和提取关键字[1]。

本文对现在手动链接虚端子的方法重新梳理，主要研究三个方面：在设计院给出Excel表格形式虚端子表的情况下，进行自动链接虚端子；在设计院没有给出虚端子表的情况下，进行自动链接虚端子；对已经建立好虚端子链接的SCD文件，参照虚端子表进行检查。

1 已有虚端子表的软件设计目前，手动参照虚端子表链接虚端子的流程是：参照虚端子表，先找到虚端子中接收装置的名称和属性，再找到发送装置的名称和属性，然后关联，保存。

智能变电站测试初探摘要：阐述了智能变电站与常规变电站的差异，重点介绍了智能变电站测试的主要内容，并从出厂集成联调测试、站级系统联调测试展开，讨论了测试的具体内容和要求。

关键字：智能变电站测试；联调测试1智能变电站与常规变电站的差异智能变电站与常规变电站相比，克服了二次接线复杂的问题，实现了不同厂家智能电子设备的互操作问题，解决了控制电缆引起的电磁干扰问题，同时实现了变电站电气、二次设备状态检修。

常规变电站二次图主要反映二次设备的原理和功能，主要包括电流电压回路图、控制信号回路图、端子排图等，所有不同设备间的连接都通过从端子到端子的电缆连接来实现，这些端子排图充分反映一、二次设备间的连接关系。

这些图纸可用来指导电气施工接线和运行中的检修及维护。

而智能变电站的电气二次设计与常规综合自动化站的二次设计发生了极大的变化。

智能变电站系统结构分为站控层、间隔层和过程层，各层设备通过网络进行连接，二次设备间通过网络连接，设备间的连接基于网络传输的数字信号，以前二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所代替，传统上端子的概念消失。

原有常规站的测试内容、工具以及方法均已不能满足现场试验的要求，本文就主要从智能变电站的测试内容、流程来阐述。

2智能变电站测试2.1出厂集成联调测试集成商按配置要求，在工厂环境下完成软件开发和系统集成，搭建模拟测试环境，提供测试设备，并完成相关的技术资料编写，出厂试验达到合同及相关技术规范要求。

出厂验收时需检查各设备屏柜的外观和铭牌、内部结构、端子排、内部接线等是否符合要求，检查设备随机技术资料、出厂试验报告和出厂合格证书是否齐全。

出厂集成联调前，各厂家提供各个IED的ICD模型文件。

根据智能站建模要求，检查模型文件规范性，同时，通过第三方检测软件，检测一致性。

各厂家应根据检测结果，及时修改ICD模型文件。

设计单位按照厂家提供的设备虚端子图，根据工程要求，设计二次虚端子回路连线。

审查后的设计图纸由设计单位交系统集成商，作为GOOSE配置连线依据,形成正确的全站SCD配置文件。