一种数字化变电站SCD配置文件唯一性文件管理方法研究

2022-09-14

一、数字化变电站与SCD配置文件

(一) 数字化变电站

随着电力系统的发展, 变电站自动化系统逐步采用统一的标准技术, 以往的自动化系统各个厂家采用自由的规约与通信协议, 随着IEC61850标准的诞生, 变电站自动化技术逐步规范建立, 采用IEC61850技术标准的变电站, 采用智能一次设备以及相关智能二次设备的变电站技术, 统称为数字化变电站或智能变电站。

(二) 数字化变电站SCD的作用

SCD配置文件里面包含整个变电站所有IED设备的实例配置和通信参数, 在变电站进行扩建以及一次设备变更时, 需要使用到SCD, 在原有SCD配置基础上进行增加新的一次设备信息, 通过在原有SCD配置文件基础上增加新的设备配置信息, 实现扩建工作, 完成变电站自动化系统的数据扩建。通常在电力系统中, 对数字化变电站的日常管理中, 需要运行维护单位对数字化变电站自动化系统的SCD数据进行定期备份, 也就是所谓的数据备份管理。当变电站自动化系统监控后台机故障时, 通过备份的SCD文件, 能还原变电站的备份数据, 实现数据的快速准确还原[1]。若SCD丢失或SCD备份文件混乱, 新SCD备份文件与旧版SCD混淆, 此时, 数据还原与恢复时, 将导致变电站数据无法准确恢复, 会引起变电站数据混乱。所以, 有必要定期每隔一年对变电站数据进行备份维护, 备份的文件需要确保唯一性, 以及确保最新备份文件有效保存, 需要时能正确选用最新备份文件, 防止发生错误。

二、现有SCD文件管理存在问题分析

智能变电站工程配置文件Configuration Files of Relay Protection定义为使用变电站配置描述语言SCL, 用于描述装置能力或其网络通信拓扑结构的文件, 包括ICD、SCD、SSD、CID、CCD等, 文件采用UTF-8编码的XML文件格式。SCD文件 (Substation Configuration Description) 是全站系统配置文件, 应全站唯一, 该文件描述变电站所有IED设备的实例配置和通信参数、IED设备间的通信配置以及变电站一次系统结构, 扩展名采用.scd。简单地说, SCD配置文件就是变电站自动化系统的全站配置文件, 唯一的一个文件, 里面承载了全变电站的数据与信息。

(一) 现有SCD文件备份存在的不足

现有变电站SCD备份文件基本采用各个变电站自动化系统厂家的维护软件, 对其变电站自动化系统进行SCD备份, 形成.scd配置备份文件。例如:110k V申堂站.scd文件。供电局相关维护班组需要对此SCD文件进行定期维护管理。因定期管理, 所以会定期形成一个SCD配置文件, 因为目前配置文件设计内没有校验码设计, 当打开SCD配置文件时, 不确定是否为最新版本。为此, 考虑通过相关算法, 实现不同时期配置文件的校验码管理, 确保通过校验码识别是否为最新的配置文件。

(二) 对SCD文件进行校验码设计与制作的原因

因为目前配置文件设计内没有校验码设计, 当打开SCD配置文件时, 不确定是否为最新版本。为此, 考虑通过相关算法, 实现不同时期配置文件的校验码管理, 确保通过校验码识别是否为最新的配置文件。

三、SCD配置文件唯一性管控方案

(一) 设立一种数字化变电站SCD配置文件管理工具设计

设立SCD管理软件的背景。按照南方电网数字化变电站管理规定, 数字化变电站及智能变电站运行维护部门需要对数字化SCD备份文件进行流程审核管理 (《关于转发南方电网智能变电站二次管理指导意见的通知》南方电网系统[2016]32号) , 文中第六点明确指出:各单位应对所辖智能站的SCD、CID等配置文件进行全面管理, 明确部门、人员的职责和修改、审核的流程。因此, 针对目前广东电网有限责任公司中山供电局所辖变电站中的数字化变电站, 为了满足南网数字化变电站运行管理规定要求中, 要实现对数字化变电站SCD配置文件的全方位管控、审核、与执行等, 现需开发一套管理工具, 实现SCD文件的审核与管理, 做到数据有人备份、有人审核、下载执行有依据, 防止使用错误的SCD配置文件引起变电站事故, 提高现场工作安全系数水平[2]。

(二) 新研发的维护工具功能设计

能上传保存SCD配置备份文件, 同时显示相关SCD配置信息, 包括文件保存时间、文件上传时间、文件容量大小、校验码数据等信息。用户可以通过该管理工具下载最新版本的SCD文件, 防止用错数据, 导致事故事件发生。

实现SCD文件管理与审核, 通过系统流程可以实现上传、审核、发布、查阅流程及功能, 实现SCD配置文件有人管理。

(三) 数据内容显示要求

该套工具能实现用户SCD数据上传, 同时显示上传时间, 上传用户名称。上传的数据能直接在工具中显示, 显示数据包内容 (不限于) :数据包大小;数据包格式;上传SCD备份数据的名称;SCD文件名;文件生成时间;文件上传时间;校验码。在软件工具左则, 采用数据树结构显示变电站名称, 变电站名称可以支持用户添加与修改;左侧数据树结构支持用户端定义≥3层, 每层名称可以支持用户定义, 支持中文字符和英文字符;浏览及下载按钮设计;用户检索工具条, 能支持用户按照内容及时间查询检索;用户下载功能。一般用户登陆后, 可以查看系统中已审核的SCD文件, 未审核的SCD文件不能查看;用户可以在对应变电站路径下的SCD文件中, 选择下载文件压缩包到本地电脑, 进行SCD查看与核对。

四、SCD审核流程设计

SCD审核流程如图1所示。

备份数据上传完成后, 将发给上级管理人员审核, 体现审核人员及审核时间, 并通过软件界面显示相关信息。

五、通过设计算法形成SCD校验码

SCD算法流程思路如下:

(1) 识别导入管理工具中的SCD文件;

(2) 识别获取SCD文件生产时间数据信息, 包含年月日时分秒信息;

(3) 识别SCD文件容量大小;

(4) 利用编程工具逻辑程序算法, 对生成时间、上传时间、容量大小进行二进制计算, 形成唯一的十六进制七位校验码。

(5) 再将对应的7位校验码与SCD文件对应与绑定, 通过唯一的校验码与SCD配置文件一一对应。

(6) 再加入时间参数, 再次生成带时标信息的校验码, 格式设计为:生成时间年月日+生成时间时分秒+7位十六进制码;年月日时分秒采用SCD生成时间, 不采用上传系统时间。从而通过“年月日+时分秒+7位十六进制码”的校验码算法区分不同的SCD配置文件。上传时间中的年月日信息会参与校验码的算法计算, 从而根据不同上传时间形成不同的校验码, 从而区分开来。