【容弗科技】电力人带你解密SCD文件

电力人带你解密SCD文件国网各个网省公司目前正在建设智能变电站配置文件管控系统，山东容弗紧跟国网步伐，凭借自身对IEC-61850的深入理解和对SCD文件的深层研究，采用大数据挖掘分析及无效数据智能剔除技术、异构数据转换及量化融合技术严格把控智能变电站的核心-SCD！为智能变电站安全稳定运行保驾护航，下面容弗小编带领大家一起解密SCD：1SCD文件基本结构SCD文件的各节点以树形层次结构组织起来，完整的文件由Header、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplates五大部分组成。SCD┣Header┣Substation┣Communication┃┗SubNetwork(多个)┃┗ConnectedAP(多个)┃┣SMV(多个)┃┗GSE(多个)┣IED(多个)┃┗AccessPoint(多个)┃┗Server┃┗LDevice┃┣LN0┃┃┣DataSet(多个)┃┃┣Inputs┃┃┣DOI(多个)┃┃┣SampledValueControl(SV控制块节点)┃┃┗GSEControl(GOOSE控制块节点)┃┗LN(多个)┃┣DataSet(多个)┃┣Inputs┃┗DOI(多个)┗DataTypeTemplates┣LNodeType(多个)┃┗DO(多个)┣DOType(多个)┃┣SDO(多个)┃┗DA(多个)┗DAType(多个)┗BDA(多个)Header部分包含SCD文件标识、文件版本、配置工具、文件修改历史记录等信息。Substation部分描述变电站的功能结构，标识一次设备以及它们的电气连接关系。下面简要描述一下Communication、IED和DataTypeTemplates三部分中过程层比较关心的内容。1.1Communication部分Communication部分描述各个IED的SV控制块和GOOSE控制块的地址信息。SMV节点下Address节点配置了SV控制块的APPID、MAC、VLAN-ID和VLAN优先级，GOOSE控制块的相关参数是在GSE节点下的Address节点中配置，此外，GSE节点中还配置了GOOSE报文发送的心跳时间MaxTime和最小重发时间MinTime。Communication┗SubNetwork┗ConnectedAP(iedName=UDC502_MU_ML1bapName=)┣SMV(cbName=MSVCB01,ldInst=MU01)┃┗Address┃┣Ptype=MAC-Address01-0C-CD-04-00-1C/P┃┣Ptype=VLAN-ID120/P┃┣Ptype=VLAN-PRIORITY4/P┃┗Ptype=APPID401C/P┗GSE(cbName=MSVCB01,ldInst=MU01)┣MinTime┣MaxTime┗Address┣Ptype=MAC-Address01-0C-CD-01-00-1C/P┣Ptype=VLAN-ID120/P┣Ptype=VLAN-PRIORITY4/P┗Ptype=APPID101C/P1.2IED部分IED部分各个智能电子设备的具体内容，SV、GOOSE的发布和订阅都在此描述。IED┗AccessPoint(多个)┗Server┗LDevice┣LN0┃┣DataSet(多个)┃┣Inputs┃┣DOI(多个)┃┣SampledValueControl(SV控制块节点)┃┗GSEControl(GOOSE控制块节点)┗LN(多个)┣DataSet(多个)┣Inputs┗DOI(多个)SV的发布通过SV控制块SampledValueControl实现。其中，name为控制块名字，datSet属性指定了与本控制块关联的数据集，smvID为控制块的字符串ID(也叫svID，报文中一般会保护此参数)，nofASDU定义了报文中的ASDU数目，SmvOpts的各个属性都是布尔型，分别指定相应的项是否应该出现在SV报文中。GOOSE的发布通过GOOSE控制块GSEControl实现。GSEControl节点包含的属性有name、datSet、confRef、type和appID。其中，name为控制块名字，datSet属性指定了与本控制块关联的数据集，appID为控制块的字符串ID(也叫goID，报文中一般包含此参数)。另外GOOSE报文中常包含的gocbRef参数在这里并未明确指定，它是按照“IED名字+LD的inst+/LLN0$GO$+控制块名字”的格式生成的，指明了控制块在SCD文件中的路径。SV和GOOSE的订阅是在Inputs节点下定义的，如下图所示。Inputs节点由多个外部引用条目ExtRef组成，每个外部引用条目指定了内部输入虚端子的地址intAddr和外部输出虚端子地址（由iedName、ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName构成），根据这些信息可以找到内外虚端子对应的数据对象DO甚至具体的数据属性DA。数据集DataSet的结构如下图。name属性是其标识，上面提到的SV/GOOSE控制块的属性datSet指定的就是DataSet的name，通过比对这两个字符串，可以找到SV/GOOSE控制块所关联的数据集。desc属性给出了数据集的描述信息。DataSet节点由多个子节点FCDA组成，比较FCDA和上面的ExtRef我们可以看到他们有一些相似的属性（ldInst、prefix、lnClass等），不同的是ExtRef中的这些属性指定的是外部某IED的数据路径，而FCDA的这些属性指定的是本IED的数据路径。1.3DataTypeTemplates部分DataTypeTemplates部分定义逻辑节点类型LNodeType、数据对象类型DOType、数据属性类型DAType等数据类型模板。每个逻辑节点LN都是某个逻辑节点类型LNodeType的实例，LN的lnType属性指明了它的逻辑节点类型LNodeType。LN和LNodeType含有一个共同的属性lnClass，它指定了LNodeType所属的逻辑节点类，一般由4个字母组成。在61850-7-4的第5节定义了代表各种功能的逻辑节点类，并规定了各种逻辑节点类应该包含的数据（7-x中所说的数据就是SCD文件中的数据对象DO）。比如，“XCBR”表示断路器，它包含的数据有Pos（开关位置）、BlkOpn（跳闸闭锁）、BlkCls（合闸闭锁）等等。逻辑节点类型LNodeType由若干个数据对象DO组成，而LN中含有的DOI是DO的实例。每个DO和它对应的实例DOI有相同的name属性，name的命名都有特定语义，在61850-7-4的第6节以表格的方式列出了所有了的数据名和相应含义。比如，上面提到的断路器逻辑节点类“XCBR”包含的数据“Pos”表示开关位置，在隔离刀闸逻辑节点“XSWI”中也包含数据“Pos”。数据对象DO的type属性指明了它的数据对象类型DOType。DOType的cdc属性指明了该DOType的公用数据类CDC（CommonDataClass），61850-7-3的第7节定义了各种共用数据类CDC以及它们应该包含的数据属性。上图是一个逻辑节点类型的例子，每个IED中的LN0/LN节点都是某个LNodeType的实例，通过比对前者的lnType属性和LNodeType的id属性，可以确定每个LN0/LN都是由那个LNodeType实例化的。LN0/LN节点下的DOI是相应LNodeType下具有相同name的DO的实例化对象。下图是一个数据对象类型的例子，LNodeType下的每个DO都是由某个DOType的派生，DOI节点下的DAI是相应的DOType下某个DA的实例化对象。每个DA都有一个bType属性，它指定了该DA的基本数据类型。bType为Struct的DA是结构化的DA，它的具体结构由相应的DAType定义；bType为Enum的DA是枚举类型，具体内容有相应的EnumType定义。2SCD中的关联关系2.1SV/GOOSE配置的三个部分在SCD文件中一个SV/GOOSE报文的完整配置包括三个部分：控制块参数(SampledValueControl/GSEControl)、通信参数(SMV/GSE)、数据集配置(DataSet)。各部分的具体内容在上一节已经描述，下图显示了三个部分之间的关联：通过比对IED的name、访问点的name、LD的实例名inst和控制块的name找到与控制块匹配的SMV/GSE；通过比对控制块的datSet属性和数据集DataSet的name找到与控制块匹配的DataSet。2.2虚端子连线的建立SCD文件中的Inputs节点描述了各个IED对外部信号的引用(订阅)情况。下面以GOOSE的引用为例描述建立虚端子连线的过程。上图下方为某Inputs节点下的一条外部引用，根据该引用指定的iedName、ldInst可找到外部信号所在的IED和逻辑设备LDevice，遍历该LDevice下所有DataSet条目，通过比对ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName和daName可找到匹配的数据集条目，数据集与控制块的关联在上面已经讲述。至此，找到了该外部引用条目订阅的是哪个IED的哪个GOOSE控制块的第几个数据集条目，虚端子连线由此建立。风云两甲子，弦歌三世纪。百廿年华，山东容弗必将在互联网+新电改的大背景下，在智能电网建设的新时代下砥砺前行！！