IEC61850在变电站应用的配置统一管理平台介绍

IEC61850在变电站应用的配置统一管理平台介绍目录一、功能简介二、常见问题三、解决方案四、实现方法五、运行效果一、功能简介•SclFactory配置统一管理平台功能简介基于IEC61850标准开发的全能型配置工具兼具IED配置工具和系统配置工具的功能具备数据集配置、报告控制块配置、GSE控制块配置等功能可以全站修改IP地址、设备名称等信息建立站内设备之间的数据收发关系提供多种数据校验手段，全方位保证配置数据的有效性提供公开扩展功能接口，允许设备厂商开发平台的厂家插件，集成私有配置功能一、功能简介•IEC61850标准提供的配置流程A.设备厂商使用各自的IED配置工具，生成符合工程要求的设备模板文件B.系统集成商使用系统配置工具，根据所有设备模板文件，统一进行所有设备的实例配置，建立站内设备之间的数据收发关系，生成全站配置文件，C.设备厂商使用IED配置工具从全站配置文件中导出单个设备的设备配置文件D.设备厂商使用私有配置工具，增加设备的内部功能配置数据，为站控层和过程层建立模型与数据的对应关系，生成最终下载到设备的私有配置文件E.设备厂商使用下载工具把设备需要的所有配置文件下载到设备一、功能简介•SclFactory参与的配置流程A.设备厂商使用各自的IED配置工具，生成符合工程要求的设备模板文件；BE.后续的配置、下载环节全部由SclFactory配置统一管理平台完成（*)*需要设备厂商根据SclFactory提供的公开扩展功能接口，开发具备私有配置和下载功能的厂家插件目录一、功能简介二、常见问题三、解决方案四、实现方法五、运行效果二、常见问题•1、配置工具多–常见的配置工具（*标记的工具在实现上各厂商有所不同，可能会与IED配置工具集成）–现状•不同厂商的配置工具对于相同功能的配置方式各异•多个工具的协调配置，增加了现场调试工作的难度系统集成商•系统配置工具设备厂商•IED配置工具•私有配置工具（站控层配置工具、GOOSE配置工具）*•配置文件下载工具*二、常见问题–现状•在整个工程的配置过程中配置环节较多•配置工具之间以文件作为数据传递对象–问题•某一个环节的配置内容有更新，后续的所有配置工作都需要重新开始，引起大量重复的配置工作•配置工具之间的文件交换方式也容易引发版本不一致的错误2、配置文件的交换方式较难管理设备模板文件•设备厂商•IED配置工具全站配置文件•系统集成商•系统配置工具设备配置文件•设备厂商•IED配置工具私有配置文件•设备厂商•私有配置工具下载所有配置文件•设备厂商•下载工具二、常见问题•3、无法统一管理配置数据–必要性•变电站过程层实现数字化以后，配置文件的重要程度等同于传统站的二次接线•有必要象管理传统图纸那样对配置文件的版本和有效性进行管理–现状•设备的配置文件都由各个设备厂商分散管理•用户需要向各个设备厂商分别索取最终配置文件，同时考虑保存方法•私有配置文件需要各个厂商的配置工具才能正确理解配置内容，熟悉不同厂商的配置工具也需要一个学习的过程•基于不同厂商的不同配置工具很难实现统一管理和归档二、常见问题•4、虚端子图未标准化–重要性•虚端子图类似于传统的电缆图•虚端子图反应本设备与站内其他设备的数据关联性–现状•各个厂商虚端子图的样式差别很大•在浏览不同厂商图纸时缺乏连贯性•有些虚端子图中缺少必要的信息二、常见问题•5、普遍存在私有配置数据–现状•IEC61850标准对设备配置文件（CID）的格式有明确规定•大多数设备需要厂商私有配置文件的支持•私有配置文件的格式均为各厂商自定义，对外不公开–带来的问题•无法对全站所有设备的配置文件进行集中配置与管理•为了保持数据的完整性、降低维护风险，需要收集–包括私有配置文件在内的全部配置文件–IED配置工具、私有配置工具等全套配置工具•用户需要了解规约、学习厂商配置工具，理解私有配置的定义二、常见问题•6、系统配置工具无法保证无变化导出配置文件现状系统配置工具合并全站设备模板文件，生成全站配置文件数据类型模板同名的定义需要重命名定义的引用也需要同步更新设备配置文件与设备模板文件的数据类型模板有差别目录一、功能简介二、常见问题三、解决方案四、实现方法五、运行效果三、解决方案•系统架构集成环境输入：ICD、DLL无需多个配置工具参与无需文件交换无需熟悉各个厂商的配置工具公开扩展功能接口集成插件配置界面统一管理配置数据传递用户界面操作三、解决方案•关键文件之间的关联逻辑–设备模板文件（ICD）：代表一个系列设备的配置模板文件–设备配置文件（CID）：关联一个模板文件，仅对数据集、控制块等有配置权限三、解决方案•配置流程•新建厂家•导入设备模板文件•导入厂家插件•模板文件绑定厂家插件1：建立模板库•由模板文件生成设备配置文件•配置设备IP等信息•配置数据集、控制块等信息•配置设备之间的数据收发关系2：建立变电站工程•站控层配置•GOOSE关联配置3：实现厂家插件配置功能•校验配置数据•通过插件下载配置文件4：下载配置文件三、解决方案•1、采用集成配置环境完成全部配置功能–具备系统配置工具和IED配置工具的功能•设备厂商仅需提供设备模板文件(ICD)•后续的所有配置工作均在配置统一管理平台中实现–优点集成环境、统一界面a)解决了现有过程中因为某一环节的配置内容有更新，引起的大量重复配置工作的问题b)避免了因为文件交换而造成的版本不一致的问题c)解决了虚端子图的统一问题三、解决方案•2、集成各个厂家的私有配置功能–公开扩展功能接口•设备厂家根据公开扩展功能接口规范开发厂家插件•插件实现设备的私有配置、校验和下载等功能–优点•保持设备私有配置功能的私有性和独立性•配置工具包含公共配置和设备私有配置功能全部配置功能•统一管理包括私有配置文件在内的设备所有配置文件三、解决方案•3、公开扩展功能接口–界面集成•插件的界面集成于平台•插件的功能菜单集成于平台–数据功能•获取本设备配置文件的全部信息•获取站内其他设备配置文件的全部信息•插件的读、写权限，对象化数据操作–用户操作•有效传递用户操作动作（单击、右键、保存、退出）–同步动作•同步保存、同步校验三、解决方案•4、私有配置数据统一存储•扩展功能接口提供了存储私有配置数据的方法•提供厂商插件备份私有配置数据的途径5、提供严格的数据校验功能•IEC61850标准规定的校验内容•对多项逻辑上相互关联的配置内容进行全面校验6、虚端子按网络自动校验•配置统一管理平台根据预设的配置原则•对站内设备按电压等级和网络进行分组•按照网络归属自动校验，确保数据配置的有效性目录一、功能简介二、常见问题三、解决方案四、实现方法五、运行效果四、实现方法1.明确标准配置、私有配置的范畴–严格遵循IEC61850标准–有限度地保留并兼容厂家私有配置•标准配置由配置统一管理平台统一实现•厂家私有配置功能以厂家插件的形式集成四、实现方法2.集成环境、统一界面–配置统一管理平台参与的配置过程集成所有配置功能以插件形式兼容私有数据统一管理所有配置文件四、实现方法3.SCD动态加载的组织形式设备配置文件独立存在，可以随时导出SCD文件读写单个配置文件，提高配置效率和处理速度保证设备配置文件与设备模板文件的数据类型模板一致四、实现方法4.二次虚端子按网络自动校验–网络通信代替硬接线方式–配置文件相当于二次回路–必须提供软件检测手段•变电站按照电压等级、网络分组•依据设定规则，对设备的发送数据进行分类•对二次虚端子按照设定的网络归属自动校验四、实现方法5.具备严格的数据校验功能仅能保证数据格式的正确性保证数据的初始化值的正确性确保部分配置数据的有效性私有配置数据校验需要插件支持四、实现方法6.以插件的形式集成各个厂家的私有配置功能显示界面与配置统一平台集成提供的数据查询、配置接口满足插件的通用需求插件实现同步保存、同步校验通知插件用户的操作动作四、实现方法7.插件接口对配置数据对象化封装屏蔽XML格式关联相关节点数据提供与配置操作对应的方法简化插件开发的难度加快插件开发的进度加深对配置格式的理解四、实现方法8.缓存私有配置数据–设备厂商独立完成设备配置文件、私有配置文件–系统集成商没有配置文件的备份–需要升级、维护时，存在风险插件接口提供私有配置数据相关的读写方法插件随时读取、缓存私有配置数据配置统一管理平台实现对所有配置文件的管理四、实现方法9.支持自定义数据集/控制块的配置–标准规定•数据集和控制块支持自由配置•设备的运行状态完全取决于配置文件的内容–执行情况•大部分设备仅支持固定配置的数据集、控制块•少部分设备支持自定义配置–配置统一管理平台•严格按照标准的规定•满足各个设备厂商的的不同配置需求•允许新增、删除、修改数据集和控制块四、实现方法10.对插件的权限管理•设备配置文件由平台统一配置、管理–读功能•读取当前设备的全部信息•根据相关条件查询本变电站内其他设备的相关信息–写功能•禁止修改数据集、控制块等数据•允许修改对象的描述信息（desc属性）•允许修改对象的私有属性（Private节点）四、实现方法11.插件接口规范具备可操作性•与金智、新宁、思源等多家主流厂商深入交流•委托金智科技、新宁光电开发厂家插件–方天公司•C#语言•站控层配置、GOOSE配置–金智科技•C++语言•数据集描述、GOOSE测点关联、采样值测点关联–新宁光电•C#语言•GOOSE配置、智能单元配置目录一、功能简介二、常见问题三、解决方案四、实现方法五、运行效果五、运行效果•配置统一管理平台软件的主界面主流上中下布局操作对象集中于树中标准属性页方式修改属性详细的系统消息和日志信息五、运行效果•模板库管理可以建立多个不同需求的模板库按设备厂家分类管理导入设备模板文件和厂家插件设备模板文件与厂家插件建立关联关系五、运行效果•变电站管理可以同时管理多个变电站工程变电站工程列出站内的所有设备的配置文件提供对设备进行多级别分组采用不同的图表标识配置文件是否通过验证五、运行效果•变电站管理（四种显示模式）标准全部显示模式带FC的全部显示模式五、运行效果•变电站管理（四种显示模式）仅显示数据集、控制块模式仅显示DO及以下节点模式五、运行效果•添加和编辑数据丰富的右键菜单项实现一键添加数据采用通用属性框方式提供完整的数据提示信息五、运行效果•鼠标拖拽实现数据集的配置鼠标拖拽实现数据数据集项以不同的背景颜色区分数据项的类型（值、时标、品质）五、运行效果•绑定到外部信号站内所有GSE控制块的发送数据已配置的数据项内部信号从左侧树中通过拖拽增加外部信号从右侧树中通过拖拽实现关联五、运行效果站控层配置界面五、运行效果GOOSE配置界面五、运行效果实现GOOSE测点关联和采样值测点关联五、运行效果生成GOOSE配置文件和智能单元配置文件