圖形化SCD文件比對V3

1、圖形化SCD文件比對SCD比對功能主要用于查看同一個變電站不同版本SCD文件的差異性，采用圖形化方式顯示過程層SCD比對結(jié)果，從而解決純文本比對結(jié)果可讀性差的問題。1 SCD文件基本結(jié)構(gòu)SCD文件的各節(jié)點以樹形層次結(jié)構(gòu)組織起來（見下圖），完整的文件由Header、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplates五大部分組成。Header部分包含SCD文件標(biāo)識、文件版本、配置工具、文件修改歷史記錄等信息。Substation部分描述變電站的功能結(jié)構(gòu)，標(biāo)識一次設(shè)備以及它們的電氣連接關(guān)系。下面簡要描述一下Communication、IED和DataType

2、Templates三部分中過程層比較關(guān)心的內(nèi)容。1.1 Communication部分Communication部分描述各個IED的SV控制塊和GOOSE控制塊的地址信息，參見下圖。SMV節(jié)點下Address節(jié)點配置了SV控制塊的APPID、MAC、VLAN-ID和VLAN優(yōu)先級，GOOSE控制塊的相關(guān)參數(shù)是在GSE節(jié)點下的Address節(jié)點中配置，此外，GSE節(jié)點中還配置了GOOSE報文發(fā)送的心跳時間MaxTime和最小重發(fā)時間MinTime。1.2 IED部分IED部分各個智能電子設(shè)備的具體內(nèi)容，SV、GOOSE的發(fā)布和訂閱都在此描述。SV的發(fā)布通過SV控制塊SampledValueCon

3、trol實現(xiàn)，SV控制塊的內(nèi)容如下圖所示。其中，name為控制塊名字，datSet屬性指定了與本控制塊關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，smvID為控制塊的全局ID，nofASDU定義了報文中的ASDU數(shù)目，SmvOpts的各個屬性都是布爾型，分別指定相應(yīng)的項是否應(yīng)該出現(xiàn)在報文中。GOOSE的發(fā)布通過GOOSE控制塊GSEControl實現(xiàn)。GSEControl節(jié)點包含的屬性有name、datSet、confRef、type和appID。其中，name為控制塊名字，datSet屬性指定了與本控制塊關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，appID為控制塊的全局ID。SV和GOOSE的訂閱是在Inputs節(jié)點下定義的，如下圖所示。Input

4、s節(jié)點由多個外部引用條目ExtRef組成，每個外部引用條目指定了內(nèi)部輸入虛端子的地址intAddr和外部輸出虛端子地址（由iedName、ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName、daName構(gòu)成），根據(jù)這些信息可以找到內(nèi)外虛端子對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象DO甚至具體的數(shù)據(jù)屬性DA。數(shù)據(jù)集DataSet的結(jié)構(gòu)如下圖。name屬性是其標(biāo)識，上面提到的SV/GOOSE控制塊的屬性datSet指定的就是DataSet的name，通過比對這兩個字符串，可以找到SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集。desc屬性給出了數(shù)據(jù)集的描述信息。DataSet節(jié)點由多個子節(jié)點FCDA組成，比較FC

5、DA和上面的ExtRef我們可以看到他們有一些相似的屬性（ldInst、prefix、lnClass等），不同的是ExtRef中的這些屬性指定的是外部某IED的數(shù)據(jù)路徑，而FCDA的這些屬性指定的是本IED的數(shù)據(jù)路徑。1.3 DataTypeTemplates部分DataTypeTemplates部分定義邏輯節(jié)點類型LNodeType、數(shù)據(jù)對象類型DOType、數(shù)據(jù)屬性類型DAType等數(shù)據(jù)類型模板。上圖是一個邏輯節(jié)點類型的例子，每個IED中的LN0/LN節(jié)點都是某個LNodeType的實例，通過比對前者的lnType屬性和LNodeType的id屬性，可以確定每個LN0/LN都是由那個LNo

6、deType實例化的。LN0/LN節(jié)點下的DOI是相應(yīng)LNodeType下具有相同name的DO的實例化對象。下圖是一個數(shù)據(jù)對象類型的例子，LNodeType下的每個DO都是由某個DOType的派生，DOI節(jié)點下的DAI是相應(yīng)的DOType下某個DA的實例化對象。每個DA都有一個bType屬性，它指定了該DA的基本數(shù)據(jù)類型。bType為Struct的DA是結(jié)構(gòu)化的DA，它的具體結(jié)構(gòu)由相應(yīng)的DAType定義；bType為Enum的DA是枚舉類型，具體內(nèi)容有相應(yīng)的EnumType定義。2 SCD中幾種的關(guān)聯(lián)2.1 SV/GOOSE配置的三個部分在SCD文件中一個SV/GOOSE報文的完整配置包括三

7、個部分：控制塊參數(shù)(SampledValueControl/GSEControl)、通信參數(shù)(SMV/GSE)、數(shù)據(jù)集配置(DataSet)。各部分的具體內(nèi)容在上一節(jié)已經(jīng)描述，下圖顯示了三個部分之間的關(guān)聯(lián)：通過比對IED的name、訪問點的name、LD的實例名inst和控制塊的name 找到與控制塊匹配的SMV/GSE；通過比對控制塊的datSet屬性和數(shù)據(jù)集DataSet的name找到與控制塊匹配的DataSet。2.2 虛端子連線的建立SCD文件中的Inputs節(jié)點描述了各個IED對外部信號(SV和GOOSE)的引用(訂閱)情況。下面以GOOSE的引用為例描述建立虛端子連線的過程。上圖下

8、方為某Inputs節(jié)點下的一條外部引用，根據(jù)該引用指定的iedName、ldInst可找到外部信號所在的IED和邏輯設(shè)備LDevice，遍歷該LDevice下所有DataSet條目，通過比對ldInst、prefix、lnClass、lnInst、doName和daName可找到匹配的數(shù)據(jù)集條目，數(shù)據(jù)集與控制塊的關(guān)聯(lián)在上面已經(jīng)講述。至此，找到了該外部引用條目訂閱的是 哪個IED的哪個GOOSE控制塊的第幾個數(shù)據(jù)集條目，虛端子連線由此建立。3 虛端子連接的圖形化顯示按照上面的方法，我們可以確定SCD文件中所有虛端子連接，進(jìn)而可以畫出每個IED與其他IED之間的信號聯(lián)系圖，如下圖所示：圖形化SCD

9、文件4 SCD文件比對項目考慮到過程層比較關(guān)注的內(nèi)容，著重從以下幾個方面進(jìn)行SCD文件的比對：1. IED增加和刪除IED的name屬性作為IED的全局標(biāo)識必須是全站唯一的，如果在新文件中發(fā)現(xiàn)某個IED的name屬性在舊文件中不存在，該IED應(yīng)視為新增IED；反之，在舊文件中發(fā)現(xiàn)某個IED的name屬性在新文件中不存在，該IED應(yīng)視為已刪除的IED。2. IED參數(shù)IED的描述、設(shè)備型號、廠家等參數(shù)一般不大影響虛端子連線，可以作為可選的比較項目，默認(rèn)時不進(jìn)行比較。3. SV控制塊的增加和刪除新舊文件中同一IED的具有相同smvID的SV控制塊被認(rèn)為是同一個SV控制塊，通過比較smvID找出每個

10、IED中新增的SV控制塊和已刪除的SV控制塊。 4. SV控制塊參數(shù)應(yīng)比較的SV控制塊參數(shù)包括：APPID、MAC、VLANID、VLAN優(yōu)先級、配置版本號、ASDU數(shù)目、采樣率、控制塊名字、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集，此外，控制塊描述和數(shù)據(jù)集描述可作為可選的比較項目。5. GOOSE控制塊的增加和刪除新舊文件中同一IED的具有相同appID的GOOSE控制塊被認(rèn)為是同一個控制塊，通過比較appID找出每個IED中新增的GOOSE控制塊和已刪除的GOOSE控制塊。 6. GOOSE控制塊參數(shù)應(yīng)比較的GOOSE控制塊參數(shù)包括：APPID、MAC、VLANID、VLAN優(yōu)先級、配置版本號、MaxTime、MinT

11、ime、gocbRef、控制塊名字、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集，此外，控制塊描述和數(shù)據(jù)集描述可作為可選的比較項目。7. 數(shù)據(jù)集條目的增減和序號的變化可將數(shù)據(jù)集條目的參引地址作為它的標(biāo)識，可根據(jù)它找出新增條目和已刪除的條目，也可得到條目序號的改變。8. 數(shù)據(jù)集條目的參數(shù)主要是參引對象的數(shù)據(jù)類型，其它描述性參數(shù)可作為可選比較項目，比如LN的描述，DOI的描述等等。9. 數(shù)據(jù)輸入的增減根據(jù)數(shù)據(jù)輸入（Inputs節(jié)點）的地址，找出新增的數(shù)據(jù)輸入和已刪除的數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)輸入的地址組成為“訪問點/邏輯設(shè)備/邏輯節(jié)點”。10. 外部引用的增減和條目序號的改變新舊文件中同一數(shù)據(jù)輸入的具有相同內(nèi)部短地址的外部引用被認(rèn)為是同一個

12、外部引用，通過比較內(nèi)部短地址可找出新增條目和已刪除的條目，也可得到條目序號的改變。11. 外部引用的外部地址外部地址描述了引用的是哪個IED的哪個SV/GOOSE的哪個數(shù)據(jù)集條目，這對建立虛端子連線至關(guān)重要。可對以上各項目進(jìn)行勾選，設(shè)置是否參與SCD文件的比對，如附圖2(a)、(b)所示。圖2(a) 比對項目設(shè)置圖2(b) 比對項目設(shè)置5 圖形化比對策略分為4個層次進(jìn)行比對及顯示比對結(jié)果，包括IED設(shè)備層、IED關(guān)聯(lián)圖層、虛端子圖層、虛端子表層。同時采用圖標(biāo)對比對結(jié)果進(jìn)行分類與表示。5.1 各種比對圖標(biāo)的含義標(biāo)示新增項，表示舊文件中不存在而新文件中存在的項目。比如新增IED、新增SV/GOOS

13、E控制塊、新增數(shù)據(jù)集條目等等；標(biāo)示刪除項，表示舊文件中存在而新文件中不存在的項目。比如被刪除的IED、SV/GOOSE控制塊等等。您只能在舊文件標(biāo)簽頁中查看已刪IED的虛端子連線圖；標(biāo)示虛連線修改項，表示僅虛端子連線有改變，其它參數(shù)沒有改變。比如某IED的某個GOOSE發(fā)送數(shù)據(jù)集條目被其它IED引用（即GOOSE輸出虛端子連線）的情況有改變，其它諸如控制塊參數(shù)、數(shù)據(jù)集參數(shù)都沒有變化，則改IED用此圖標(biāo)標(biāo)記；標(biāo)示參數(shù)修改項，表示該項自身參數(shù)有改變，而與之相關(guān)的虛連線可能有改變，也可能沒有改變。比如新舊文件中都有IED“CG22002”，但該IED的“GOOSE發(fā)送”和“數(shù)據(jù)輸入”都有變化。5.2

14、 IED設(shè)備層比對點擊圖中的IED設(shè)置，可對兩個SCD文件的各IED基本信息進(jìn)行比對，顯示增加或刪除的IED設(shè)備，比對兩個文件中IED名稱、描述、生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號、虛端子CRC校驗碼的差異性。圖3 IED設(shè)備比對5.3 關(guān)聯(lián)圖層比對圖4 IED設(shè)備關(guān)聯(lián)圖 點擊某一IED設(shè)備，會顯示該IED設(shè)備的關(guān)聯(lián)圖，如圖4所示。關(guān)聯(lián)圖以選中的IED設(shè)備為中心，并顯示所有與其相關(guān)聯(lián)的IED設(shè)備，以圖標(biāo)的方式表示該IED設(shè)備的SMV發(fā)送、GOOSE發(fā)送、SMV接收、GOOSE接收控制塊的變化情況。5.4 虛端子圖層比對 點擊關(guān)聯(lián)圖中的連線，可彈出虛端子圖，如圖5所示，對發(fā)生變化的虛端子進(jìn)行標(biāo)注顯示。圖5 虛端

15、子圖比對5.5 虛端子表層比對圖6 虛端子表比對以虛端子表的方式，顯示所選IED設(shè)備的SMV發(fā)送、GOOSE發(fā)送、SMV接收、GOOSE接收等詳細(xì)比對信息，包括虛端子的增減、APPID、MAC地址、數(shù)據(jù)集條目、DOI.DU、外部引用地址的變化等。圖7 虛端子表比對示例6 同一性判斷依據(jù)圖形化SCD比對各項目同一性判斷，遵循以下原則：1) IED：新舊文件中具有相同name的IED被認(rèn)為是同一個IED；2) SV控制塊：新舊文件中同一IED的具有相同svcbRef的SV控制塊被認(rèn)為是同一個SV控制塊； 3) SV數(shù)據(jù)集條目(SV通道)：新舊文件中同一SV控制塊的具有相同DO/DA的數(shù)據(jù)集條目被認(rèn)

16、為是同一個數(shù)據(jù)集條目；4) GOOSE控制塊：新舊文件中同一IED的具有相同gocbRef的GOOSE控制塊被認(rèn)為是同一個GOOSE控制塊； 5) GOOSE數(shù)據(jù)集條目(GOOSE通道)：新舊文件中同一GOOSE控制塊的具有相同DO/DA的數(shù)據(jù)集條目被認(rèn)為是同一個數(shù)據(jù)集條目；6) 數(shù)據(jù)輸入<Inputs>：新舊文件中同一IED的具有相同地址的Inputs被認(rèn)為是同一個Inputs，地址格式為“訪問點/邏輯設(shè)備/邏輯節(jié)點”；7) 數(shù)據(jù)輸入外部引用條目：新舊文件中同一數(shù)據(jù)輸入的具有相同內(nèi)部短地址的外部引用被認(rèn)為是同一個外部引用。7 其它功能1) 導(dǎo)出EXCEL表功能提供從圖形化SCD中

17、導(dǎo)出虛端子表（EXCEL格式）功能，方便以虛端子表形式查看或分析SCD文件，及與設(shè)計院設(shè)計虛端子表進(jìn)行比對。點擊菜單中“導(dǎo)出EXCEL”，彈出如圖8所示對話框。在對話框中可設(shè)置各種需要導(dǎo)出虛端子表的IED選擇方式及導(dǎo)出EXCEL文件的目錄。圖8 EXCEL導(dǎo)出設(shè)置導(dǎo)出EXCEL示例如圖9所示。圖9 導(dǎo)出EXCEL虛端子表2) SCD文件檢查軟件提供SCD模型檢查功能，對一些比較重要的錯誤給出提示。打開一個SCD文件后在工具欄點擊“檢查”按鈕即會對當(dāng)前文件進(jìn)行檢查，并在窗口下方以列表形式輸出檢查結(jié)果，雙擊某一條檢查結(jié)果時界面會自動跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置。圖10 SCD文件檢查主要檢查內(nèi)容包括：1) IED name 唯一性檢查；2) 無效IED檢查：不發(fā)送