陳 軍 崔大林 曹 偉 張旭豐

（1.國網(wǎng)新疆電力公司電力調(diào)度控制中心，烏魯木齊 830018； 2.山東容弗新信息科技有限公司，濟(jì)南 250000）

隨著智能電網(wǎng)智能變電站相關(guān)技術(shù)的日益完善，智能變電站逐步進(jìn)入大規(guī)模實施階段。相比常規(guī)變電站，智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)形態(tài)發(fā)生了革命性的變革。智能變電站二次回路由少量的光纖代替了大量的光纜。全站配置信息由SCD 文件承載，SCD 等配置文件作為各單位開展工作的惟一接口，其正確性、一致性的保障等問題直接影響到各環(huán)節(jié)工作的開展。

智能變電站在調(diào)試、運維、檢修過程高度依賴SCD 配置文件，目前建設(shè)過程中SCD 文件在調(diào)試階段修改頻繁，版本管理混亂，同時由于該文件靠人工很難閱讀和理解，也給現(xiàn)場工作帶來極大的不便和風(fēng)險。本文針對智能變電站配置文件管控方法進(jìn)行研究，通過統(tǒng)一文件管理、嚴(yán)控作業(yè)流程、落實管理規(guī)定、強(qiáng)化作業(yè)支撐工具等措施，最大限度地保證了SCD 等配置文件的安全性、完整性和一致性，協(xié)同各業(yè)務(wù)單位嚴(yán)格流程化作業(yè)，從而保障和提升智能變電站安全運行水平，降低智能變電站全壽命周期內(nèi)的維護(hù)成本，極大地提高企業(yè)效益[1]。

1 業(yè)務(wù)建模方法

業(yè)務(wù)建模包含業(yè)務(wù)流程建模、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元建模、組織機(jī)構(gòu)建模。業(yè)務(wù)流程建模區(qū)分業(yè)務(wù)流與工作流，業(yè)務(wù)的參與者是組織，而具體工作的參與者是人和自動化比對、檢測工具；關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)流與工作流，業(yè)務(wù)流程體現(xiàn)組織之間的業(yè)務(wù)交互，工作流程是組織內(nèi)部人員的協(xié)同工作過程。一個業(yè)務(wù)包含一個或多個工作流程，所有的工作流程結(jié)束后，該業(yè)務(wù)也自動完成；關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，每個業(yè)務(wù)擁有一個或多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的輸入，輸出且僅輸出一個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元；業(yè)務(wù)流程模型中的業(yè)務(wù)與具體的組織無關(guān)，業(yè)務(wù)的參與組織在運行時動態(tài)綁定；依據(jù)組織結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)流程應(yīng)該層次化建模，第一層業(yè)務(wù)流程與組織對應(yīng)，第二層業(yè)務(wù)流程與部門對應(yīng)，以此類推。

將電力公司電網(wǎng)各部門在系統(tǒng)中進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一建模，國網(wǎng)電力公司調(diào)度控制中心、電力公司電力科學(xué)研究院、電力檢修公司、各個地市調(diào)度控制中心、各個地市檢修公司統(tǒng)一進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)建模整合業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)各參與單位統(tǒng)一作業(yè)平臺、數(shù)據(jù)共享。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于智能變電站驗收、運維檢修業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程建模、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元建模、組織機(jī)構(gòu)建模，關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)流與工作流實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)整合保證智能變電站SCD 等配置文件的正確性、惟一性、一致性、完整性。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 SCD 為核心的配置文件審批歸檔管控方法

圖1 配置文件架構(gòu)及操作流程

以SCD 為核心的配置文件審批歸檔流程管控，采用簽入、簽出機(jī)制防止多人同時修改SCD 文件時產(chǎn)生沖突，涉及SCD 文件變更時，在變更前執(zhí)行簽出，變更完成后執(zhí)行簽入，確保SCD 文件惟一性。智能站驗收時，區(qū)域內(nèi)各個地市檢修公司一線班組 人員負(fù)責(zé)將建設(shè)單位移交的資料簽入到系統(tǒng)中，資料簽入后校核單位進(jìn)行校核，確保資料的完整性和準(zhǔn)確性，校核單位校核無誤后系統(tǒng)將業(yè)務(wù)自動流轉(zhuǎn)到電力科學(xué)研究院進(jìn)行審核，電力科學(xué)研究院通過系統(tǒng)中的SCD 檢測、SCD 可視化、差異化比對、圖紙在線預(yù)覽等工具實現(xiàn)智能變電站資料的專業(yè)性 審核。

SCD 與CID 一致性檢測等服務(wù)嵌入CID 管理模塊。裝置顯示CID 文件的版本信息、與裝置軟件版本的匹配信息和過程層配置CRC 校驗碼。SCD 與CID 一致性校驗功能主要比對SCD 文件中某智能裝置與該裝置CID 文件的差異。校驗的內(nèi)容包括：SCD文件中數(shù)據(jù)類型模板其中包含CID 文件中定義的全部數(shù)據(jù)類型；SCD 文件中通信節(jié)點 下指定 IED 訪問點的內(nèi)容、的內(nèi)容（包括實例化配置DOI/DAI/SDI 和虛端子配置信息等）應(yīng)與CID文件中對應(yīng)的內(nèi)容應(yīng)保持一致；控制塊的差異展示兩側(cè)文件控制塊的詳細(xì)對比：包括控制塊名稱、控制塊類型、數(shù)據(jù)集等；虛信號的差異展示兩側(cè)文件虛信號的詳細(xì)對比：包括信號簡稱和信號路徑[2-3]。

3.2 基于CRC 校驗碼的ICD 入網(wǎng)檢測管控

1）建立ICD 入網(wǎng)檢測審批管控流程。各個廠家按照中國電科院和開普實驗室檢測通過的裝置型號和ICD 模型文件提交裝置型號和ICD 模型文件，發(fā)起ICD 入網(wǎng)審核流程。由電力公司調(diào)度控制中心進(jìn)行統(tǒng)一歸口管理，檢測審核通過后統(tǒng)一入庫使用，保證版本的準(zhǔn)確性。入庫的文件至少要包含裝置型號、生產(chǎn)廠家、適用范圍、裝置程序版本、裝置程序校驗碼、裝置說明書等內(nèi)容，使得電力公司新建智能變電站和改擴(kuò)建站的ICD 模型文件可以在電力公司大規(guī)模使用和查詢，大大提高電力公司智能變電站標(biāo)準(zhǔn)化程度，減小安全隱患。

2）基于中國電科院檢測規(guī)則生成CRC 校驗碼管控ICD 文件。ICD 國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)庫依托中國電科院與開普實驗室檢測通過的ICD 模型文件建立，與中國電科院發(fā)布的公告《中國電科院關(guān)于國家電網(wǎng)公司2013年—2014年繼電保護(hù)及安全自動裝置專業(yè)檢測合格產(chǎn)品的報告（中電科〔2015〕39 號）》保持一致。各個廠家對ICD 文件的版本管理混亂，調(diào)試過程中會隨意更改文件內(nèi)容，為管控各個廠家不同版本的ICD 文件，系統(tǒng)采用CRC 校驗碼功能，即上傳到系統(tǒng)中的ICD 文件自動生成惟一性的CRC校驗碼與中國電科院檢測通過的CRC 校驗碼自動進(jìn)行比對，生成比對結(jié)果，自動校核文件內(nèi)容，管控各個廠家的版本[4]。

3）ICD 標(biāo)準(zhǔn)庫建設(shè)配置文件歸檔流程?；跇I(yè)務(wù)建模的智能變電站配置文件管控系統(tǒng)的建設(shè)中，通過以廠家為責(zé)任主體建設(shè)了ICD 標(biāo)準(zhǔn)庫，為國網(wǎng)電力公司各業(yè)務(wù)單位在智能變電站配置文件審批歸檔流程提供了強(qiáng)有力的支撐。

3.3 基于簽入簽出機(jī)制的文件變更管控方法

實際應(yīng)用中，凡是涉及SCD 文件的變更操作，變更前需要在智能變電站配置文件管控系統(tǒng)中執(zhí)行簽出，配置文件管控系統(tǒng)自動將已經(jīng)簽出的SCD 版本鎖定，不允許執(zhí)行簽出及相關(guān)屬性的編輯操作，直至SCD 變更完成后由簽出SCD 文件的人員在配置文件管控系統(tǒng)中執(zhí)行簽入，簽入同時將鎖定的變電站解鎖，形成SCD 文件新版本，進(jìn)行流程化審核歸檔，以確保SCD 文件惟一性。

簽入SCD 文件時，配置文件管控系統(tǒng)執(zhí)行SCD文件的檢查和校核工作，無誤后才能設(shè)為簽入成功，同時提交配置文件一致性保證書，管控系統(tǒng)保存配置一致性保證書的掃描件或照片，并執(zhí)行各裝置及全站虛端子CRC 校驗碼的正確性復(fù)算校核。

3.4 基于圖形化的SCD 可視化和差異化比對

SCD 文件由變電站配置語言（SCL）描述，無法直觀展示全站配置信息，增加了設(shè)計、調(diào)試、運維、檢修及改擴(kuò)建的工作難度。由于SCD 等配置文件是機(jī)器語言，現(xiàn)場運維人員無法直接閱讀和修改編輯等操作，為此基于圖形化進(jìn)行了SCD 的可視化展示[5]。

SCD 文件圖形化展示。將SCD 信息分為信息流圖、虛回路圖、虛端子圖三個層次進(jìn)行展示；信息流圖展示IED 與其他IED 之間的互操作關(guān)系；虛回路圖展示兩個IED 間的虛回路信息；虛端子圖展示IED 中的虛端子信息。不同SCD 文件差異圖形化展示，將差異也分為差異信息流圖與差異虛回路圖以及差異虛端子圖三個層次進(jìn)行展示。根據(jù)當(dāng)前主IED 從資源中獲取所有相關(guān)的IED 列表，并根據(jù)輸入、輸出信號進(jìn)行分類。虛回路圖的主要作用是顯示主IED 裝置與其某個從IED 裝置之間經(jīng)過特定控制塊的連接關(guān)系。根據(jù)當(dāng)前主從IED 取得兩裝置間的虛回路列表，根據(jù)主虛端子名稱對其進(jìn)行排序后進(jìn)行繪制主、從虛端子圖元。端子排圖的主要作用是描述IED 裝置下的端子構(gòu)成及外部連接關(guān)系。

4 結(jié)論

本文針對目前智能變電站建設(shè)運維中的問題，提出一種基于業(yè)務(wù)建模的智能變電站配置文件管控的方法，以業(yè)務(wù)流程建模為中心，關(guān)注端到端的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)為基本原則，推動基于業(yè)務(wù)建模的智能變電站配置文件管控系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)了智能變電站配置文件的管控。從試點建設(shè)情況來看，管控系統(tǒng)能夠有效保證SCD 等配置文件的安全性、完整性、一致性，提升智能變電站技安全運行水平。

[1] 國家電網(wǎng)公司.DW383—2009 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2] 國家電網(wǎng)公司.DW 1396—2012 工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型[S].

[3] 馮進(jìn),丁博,史殿習(xí),等.XML 解析技術(shù)研究[J].計算機(jī)工程與科學(xué),2009(2): 120-124.

[4] 中國電科院關(guān)于國家電網(wǎng)公司2013—2014年繼電保護(hù)及安全自動裝置專業(yè)檢測合格產(chǎn)品的報告(中電科〔2015〕39 號).

[5] 郭健生,吳文宣,王云茂,等.基于TinyXML 的智能變電站SCD 文件的解析[J].電力與電工,2011(3): 7-10.