[发明专利]智能电子设备配置检查

说明书

技术领域

本发明涉及具有标准化配置代表的变电站自动化系统领域。更具体 地，本发明涉及检查变电站自动化(SA)系统中的智能电子设备的配置的方 法。

背景技术

用于高电压和中电压电网中的电力配送的变电站包括一次或现场设 备，例如布置在开关站和/或架中的电缆、线路、母线、开关、断路器、 电力变压器和仪表互感器(instrument transformer)等。这些一次设备 经由负责变电站的控制、保护和监测的变电站自动化(SA)系统而以自动方 式工作。SA系统包括可编程二次设备、即所谓智能电子设备(IED)，其在 SA通信网络中相互连接并经由处理接口与一次设备交互。IED通常被分 配有三个层级式级别之一：即，电站级别，其中操作员地点包括人机界面 (HMI)以及到网络控制中心(NCC)的网关；架(bay)级别，其架单元用 于保护和控制；以及处理级别。处理级别单元包括例如：用于电压、电流 和气体密度测量的电子传感器，以及用于对开关和变压器抽头变换器位置 进行感测的接触探头，或对电路断路器或分离器的致动器或驱动进行控制 的断路器IED。智能致动器或断路器IED可集成在各智能一次设备中， 并经由串行链路或光学处理总线而连接至架单元。架单元彼此连接并经由 架或电站总线而连接至电站级别上的IED。

目前的SA系统需要有在所有变电站设备之间独立于制造商的互操作 性。因此，已引入了用于变电站的IED之间通信的国际认可通信标准。 IEC标准61850“communication networks and systems in substation(变 电站中的通信网络和系统)”将变电站特有的应用功能从变电站通信特有 的问题分离，并为此定义了用于兼容型变电站的抽象对象模型，以及如何 在网络上经由抽象通信服务接口(ACSI)来访问这些对象的方法。这使得比 如操作员工作站(OWS)的变电站特有应用能够以标准对象来工作，而变电 站中实际的IED特有对象可由IED的制造商不同地来实现。符合标准的 抽象数据模型包含就逻辑节点而言的SA功能，所述逻辑节点被分组为逻 辑设备并作为物理设备而分配给IED。通信特有的问题是经由ISO/OSI 通信堆栈来处理的，该通信堆栈目前包括带有MMS/TCP/IP/以太网和光 学物理层的堆栈。尽管包括像时间戳等属性或有效性指示在内的数据模型 是由通信堆栈的应用层来实现的，但用于时间紧迫或安全相关通信的消息 即比如跳闸和闭锁等面向普通对象的变电站事件(GOOSE)、以及用于模 拟采样值的消息皆直接映射至通信堆栈的以太网链路层。

上述互操作性需求的一个影响是：必须由系统集成器使来自不同供应 商的设备结合在一个SA系统中，并且在调试处理期间必须在不同供应商 的专用工程或SA配置工具之间交换工程数据。因此，必须以工程处理中 的正式方式来描述带有其整个设备和通信链路的完整系统。这是通过作为 标准的一部分的、用于遵守IEC61850的系统的综合性的基于XML的变 电站配置描述语言(SCL)来实现的。

SCL语言用来在IED能力描述(ICD)中描述特定IED或IED类型的 能力。它枚举例如由I/O端口的数量划分的物理设备的通信和应用功能。 SCL语言中的变电站配置描述(SCD)文件描述特定变电站的模型、就逻辑 节点而言的IED功能、以及通信连接。SCD文件包括：(1)开关站命名和 拓扑描述，(2)IED配置描述(就逻辑节点而言的功能)，(3)开关站和IED 功能之间的关系，(4)通信网络描述。因而，如果在SA系统内使用特定 IED，则基于其ICD类型描述而将IED的对象事例插入对应的SCD文件。 SCL语言于是允许为由事例携带并与特定IED相关的数据属性指定典型 或单个值，例如用于配置属性和设置参数的值。通过将逻辑节点附属于一 次设备的元件，以SCL语言描述电力处理和SA系统之间的连接。一般 地，将开关控制逻辑节点附属于开关设备，而将测量逻辑节点或保护功能 逻辑节点分配给架单元。