基于三維軟件的智能變電站SCD圖形化研究及應(yīng)用

李賓皚

(國網(wǎng)上海市電力公司，上海 200122)

智能變電站的快速發(fā)展得益于智能變電站工程中所配備的多種智能數(shù)字化技術(shù)內(nèi)容，這其中就包括了以SCD配置文件為核心的智能變電站數(shù)字化資料管控系統(tǒng)。它可實現(xiàn)對智能變電站生產(chǎn)工作技術(shù)內(nèi)容的有效規(guī)劃，例如合理化設(shè)計、技術(shù)調(diào)試、最終驗收以及運維管理，保證SCD資料文件與修改跟蹤版本控制相互匹配，應(yīng)用相當(dāng)靈活。

在智能化變電站系統(tǒng)中是存在二次系統(tǒng)功能配置的，其中所配置的語言即SCL變電站配置語言，它可為二次裝置IED、智能變電站一次結(jié)構(gòu)、二次系統(tǒng)等提出一套工程配置方案，主要是參考SCL語言編寫設(shè)計SCD文件，基于變電站配置合理化描述文件。SCD文件可引入到智能變電站工程中，建立SCD圖形化工程體系，通過SCD語言描述建立基于Web架構(gòu)的管控系統(tǒng)，它是變電站二次系統(tǒng)資料管控系統(tǒng)中的重要功能。

從整體看來，SCD文件中的工程配置信息直接與智能變電站二次資料管控系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，二者可共同制作生成SCD圖形化文件，轉(zhuǎn)化為最簡單直接的方式呈現(xiàn)給用戶。因此，針對SCD圖形化的研究很有必要，需要基于Web軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)技術(shù)特點之上對SVG圖形及其相關(guān)規(guī)范進(jìn)行分析，并通過案例驗證SCD圖形化研究的實用價值。

1 智能變電站的二次資料管控系統(tǒng)中的SCD圖形化分析

基于SCL語言配置文件，可建立智能變電站中的二次資料管控系統(tǒng)SCD圖形化體系。結(jié)合全程管控系統(tǒng)進(jìn)行分析，將一次、二次系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，甚至建立多個智能變電站關(guān)聯(lián)關(guān)系，并綜合對比其中的統(tǒng)計關(guān)系，在滿足SCD圖形化要求的基礎(chǔ)之上再提出各種技術(shù)要求，結(jié)合管控系統(tǒng)SCD圖形化強(qiáng)化功能實現(xiàn)與操作，首先需要明確其具體需求都有哪些。

(1)在SCD文件中加入虛端子連接關(guān)系指令，可為SCD圖形化創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，以此滿足配置文件的圖形化功能核心業(yè)務(wù)需求。在二次系統(tǒng)中，它就建立了基于不同裝置之間的虛回路。

(2)要在虛回路的基礎(chǔ)之上建立ICD或CID文件的虛端子信息模型，該模型可表示一個裝置上的所有虛端子內(nèi)容。

(3)通過SCD文件建立信息邏輯網(wǎng)絡(luò)溝通體系，并對系統(tǒng)裝置中的通信連接關(guān)系進(jìn)行配置與展示。

結(jié)合這三點分析可以了解到，需要通過智能變電站中的一次、二次設(shè)備與IED對應(yīng)建立SCD圖形化關(guān)系，展示一、二次設(shè)備之間的接線結(jié)構(gòu)關(guān)系與所對應(yīng)的IED配置，最后利用SSD文件導(dǎo)出數(shù)據(jù)。在該過程中需要基于系統(tǒng)自定義輔助完成SCD圖形化設(shè)計過程[1]。

2 基于Web架構(gòu)的智能變電站SCD圖形化應(yīng)用

可參考Web架構(gòu)豐富變電站中的系統(tǒng)業(yè)務(wù)控制功能內(nèi)容，實現(xiàn)SCD圖形化設(shè)計與應(yīng)用過程。為了體現(xiàn)Web技術(shù)的諸多先進(jìn)功能，還需要從軟件層面為SCD的圖形化設(shè)計與應(yīng)用過程予以技術(shù)指導(dǎo)。在智能變電站中，基于SCD圖形化類別的分析與圖形化效果的設(shè)計是非常有必要的。

2.1 基于Web架構(gòu)的智能變電站SCD圖形化類別分析

根據(jù)SCD圖形化需求分析相關(guān)結(jié)果，對圖形化展示內(nèi)容進(jìn)行深度解讀，滿足圖形化研究需求，并提出具體的SCD圖形化類別分類，如表1所示。

表1 SCD圖形化需求與展示方式

由表1可知，智能變電站中管控系統(tǒng)所需要的SCD圖形化信息內(nèi)容，它可根據(jù)用戶關(guān)注焦點與圖形展示方式進(jìn)行多種圖形內(nèi)容考量，再根據(jù)用戶使用SCD圖形偏好度來呈現(xiàn)相關(guān)信息內(nèi)容[2]。

2.2 基于Web架構(gòu)的智能變電站SCD圖形化效果設(shè)計

結(jié)合圖形化需求特點，對SCD圖形化效果設(shè)計過程進(jìn)行分析，再基于Web軟件提供參考依據(jù)，建立虛端子與虛回路圖以及一次、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)圖。

(1)虛端子與虛回路圖的SCD圖形化效果設(shè)計?；谔摱俗?、虛回路圖建立SCD圖形化模塊，保證圖形界限設(shè)計分層次展開，并提供IED連接關(guān)系與虛端子連接圖共同設(shè)計展開，如圖1所示。

圖1 SCD圖形化模塊關(guān)聯(lián)IED連接圖

當(dāng)用戶進(jìn)行SCD文件瀏覽時，需要查看虛端子連接內(nèi)容，所以要給出圖1連接圖，明確IED關(guān)聯(lián)關(guān)系圖中的所有內(nèi)容，了解SCD圖形化模塊與IED之間的虛端子連接關(guān)系。同時，還要結(jié)合智能二次資料管控系統(tǒng)進(jìn)行SCD圖形化文件內(nèi)容的校驗和對比，特別是在圖形中展示校驗后虛端子的配置錯誤內(nèi)容，修改SCD文件中的虛端子修改情況[3]。

(2)一次、二次設(shè)備的SCD圖形化效果設(shè)計。要利用SCD圖形化文件建立一次、二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)圖，構(gòu)建智能變電站的設(shè)備基礎(chǔ)框架，確保二次設(shè)備裝置完全為一次設(shè)備服務(wù)。在這里，全部的IED配置都是基于一次設(shè)備需求進(jìn)行設(shè)計的，它們通過二次資料管控系統(tǒng)提供全周期管控服務(wù)，并建立了一次、二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)圖，再利用SCD文件進(jìn)行圖形化轉(zhuǎn)化處理。在處理過程中采用到了基于結(jié)構(gòu)化文本模型描述的SVG文件表達(dá)形式，對不同軟件系統(tǒng)與異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行共享，明確圖形建模的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵，有效提高建模數(shù)據(jù)的可利用特性。在該過程中，應(yīng)該圍繞SVG圖形建立相關(guān)建模規(guī)范內(nèi)容，描述電力圖形元素中的SVG語言，這套語言還被稱之為“G語言”。最后可通過G語言將必要的信息傳遞到SCD圖形化系統(tǒng)中進(jìn)行圖形化展示[4]。

3 案例簡析

在智能變電站中要善于使用二次系統(tǒng)實施全過程管控，可清晰直觀地展示SCD圖形化內(nèi)容，提高變電站生產(chǎn)工程效率。例如國內(nèi)某220 kV智能變電站就建立了1個合并單元虛端子連接以及兩個SV系統(tǒng)，同時清除一些無用的虛端子內(nèi)容，利用SCD圖形化功能直觀展示Chord圖，明確智能變電站中子網(wǎng)及其對應(yīng)裝置名稱與從屬關(guān)系，在選點后統(tǒng)計圖形展示數(shù)量。

在這個過程中就運用到了SCD文件，一方面深入了解IED總體概況，一方面展示220 kV背景下智能變電站中的一次、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系圖，可清晰了解到不同間隔背景下系統(tǒng)所配置的一次、二次設(shè)備相互關(guān)系。

4 結(jié)語

當(dāng)前智能變電站需要基于三維軟件建立智能變電站SCD圖形化系統(tǒng)，通過系統(tǒng)規(guī)劃生成新信息化圖形體系，可為用戶提供更多、更豐富多元化的圖形化內(nèi)容，確保智能變電站中所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息內(nèi)容的合理性優(yōu)化，發(fā)揮其應(yīng)有功能作用。在該過程中，也需要聚焦局部技術(shù)內(nèi)容，確保二次管控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用更加人性化、高效率化，有效地提高智能變電站整體生產(chǎn)效率。