[发明专利]智能电子设备配置验证

说明书

技术领域

本发明涉及具有标准化配置表示的变电站自动化系统领域。更具体而言，本发明涉及一种对SA系统中第一智能电子设备的配置进行验证的方法。 

背景技术

高压和中压电力网络中用于配电的变电站包括在开关站(switch yard)和/或机架(bay)中布置的一次设备或者现场设备，比如电缆、线路、母线、开关、断路器、电力变压器以及仪表变压器。经由负责变电站的控制、保护和监视的变电站自动化(SA)系统、以自动化的方式来操作这些一次设备。SA系统包括可编程二次设备，所述可编程二次设备也称为智能电子设备(IED)，其在SA通信网络中互连，并且经由处理接口与一次设备交互。IED一般分配给三个层级之一，这三个层级是具有操作者场所的站级、具有用于保护和控制的机架单元的机架级、以及处理级，所述操作者场所包括人机接口(HMI)以及通向网络控制中心(NCC)的网关。处理级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感测开关和变压器分接开关位置的接触探测器，或者对电路断路器或断连器的致动器或驱动器进行控制的断路器IED。智能致动器或者断路器IED可以集成在相应的智能一次设备中，并且经由串行链路或者光学处理总线而连接到机架单元。机架单元经由机架间或站间总线而相互连接并连接到站级的IED。 

现今的SA系统需要独立于制造商的所有变电站设备之间的互操作性。因此，已经引入了用于变电站的IED之间通信的国际公认通信标准。IEC标准61850“变电站中的通信网络和系统”使变电站特定应用功能与变电站通信特定问题脱钩，并且为此定义了一种用于遵循该标准的变电站的抽象对象模型和一种如何经由抽象通信服务接口(ACSI)通过网络来访问这些对象的方法。这允许变电站特定应用比如操作者工作组(OWS)以标准对象进行操作，而变电站中的实际IED特定对象可以由IED的制 造商以不同方式来实现。就分组成逻辑设备并且作为物理设备分配给IED的逻辑节点而言，按照该标准的抽象数据模型结合了SA功能。通信特定问题经由ISO/OSI通信栈来处理，该ISO/OSI通信栈目前包括具有MMS/TCP/IP/以太网以及光物理层的栈。尽管包括比如时间戳或者有效性表示这样的属性的数据模型由通信栈的应用层来实现，但是用于时间关键的或者与安全有关的通信、即比如跳闸和闭锁这样的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)、以及用于模拟采样值的消息，被直接映射到通信栈的以太网链路层。 

前述互操作性要求的一个影响在于来自不同供应商的设备必须由系统集成商组合成一个SA系统，并且在试运行处理过程中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，在工程处理中必须以正规方式来描述具有全部设备和通信链路的完整系统。这是通过用于遵循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，该SCL语言是所述标准的一部分。 

SCL语言用来以IED能力描述(ICD)来描述特定IED或者IED类型的能力。它枚举了例如由I/O端口的数目界定的物理设备的通信和应用功能。以SCL语言的变电站配置描述(SCD)文件描述了特定变电站的模型、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)开关站与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，则基于它的ICD类型描述，将IED的对象实例插入到对应SCD文件中。SCL语言允许为实例所携带的并且与特定IED有关的数据属性指定典型值或者单独值，例如用于配置属性和设置参数的值。通过将逻辑节点附接到一次设备的元件，以SCL语言来描述电力处理与SA系统之间的连接。通常，开关控制逻辑节点附接到开关设备，而测量逻辑节点或者保护功能逻辑节点附接到机架单元。 

在变电站工程处理中，SA配置(拓扑、IED配置以及通信设置)源自客户要求，并且存储在SCD文件中。对于实际安装或者试运行，先前设计的所有或者部分配置信息需要传送到物理设备，并且IED本身需要恰当地加以配置。由于SA系统是分布式系统，所以这是依次进行的，即，一个IED接一个IED地从SCD文件加载变电站特定配置数据并且投入操作。另外，不同供应商可能为不同IED单独地加载它们自己的专有工具。这一过程的一部分是自动化的，但是多数步骤仍然需要试运行或者测试工 程师的人工交互。所有这些活动都易于出错。单独IED的SCD文件和实际配置之间不一致的另外来源由所用SCL文件的不同版本引起，或者由IED允许其配置在本地、即在设备本身上被改变的这一事实引起。