朱吉然，康 童，王風(fēng)華，徐 波，王高海，陳小強(qiáng)，張偉偉

基于智能電子裝置建模方法的配電終端自描述技術(shù)研究

朱吉然1，康 童1，王風(fēng)華2，徐 波3，王高海4，陳小強(qiáng)5，張偉偉6

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007；2.同濟(jì)大學(xué)電氣工程系，上海 201804；3.湖南省湘電試驗(yàn)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004；4.東方電子股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264001；5.江蘇圣通電力新能源科技有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212400；6.南瑞集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

為了實(shí)現(xiàn)配電終端設(shè)備點(diǎn)表自動(dòng)生成功能，降低配電終端設(shè)備配置和維護(hù)的成本，提出一種基于智能電子裝置的配電終端建模方法。利用面向?qū)ο蠼７椒ǚ治霾w納了分布式配電終端的功能，然后根據(jù)智能電子裝置的分層結(jié)構(gòu)分別建立分布式配電終端的邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)對(duì)象的模型。提出一種基于XML語(yǔ)言實(shí)例化配電終端模型的方法，搭建了配電主站-終端設(shè)備信息管理平臺(tái)，驗(yàn)證了配電終端模型的準(zhǔn)確性和適用性。驗(yàn)證結(jié)果表明，基于智能電子裝置建模方法建立配電終端的模型是可行的，建模后的配電終端設(shè)備能夠自動(dòng)生成點(diǎn)表，完成與主站之間的配置工作，從而提高配電終端接入主站的效率。

分布式配電終端；IEC 61850；自描述模型；智能電子裝置(IED)；SCL語(yǔ)言

0 引言

配電網(wǎng)作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和紐帶，對(duì)廣大群眾生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大影響[1-8]。然而我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)處于初級(jí)階段，相對(duì)于輸電網(wǎng)和變電站的建設(shè)投入較少。配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)面臨較多問題，配網(wǎng)停電、線路事故、操作人員人身安全事故頻發(fā)。配電網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，查找并排除故障的時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和居民生活產(chǎn)生巨大影響[9-11]。

配電設(shè)備中的配電環(huán)網(wǎng)柜在整個(gè)電力系統(tǒng)中起著為用戶配電和供電的重要作用，也是配電網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)極為重要的組成部分[12-13]。而配電終端(Distribution Terminal Unit, DTU)是配電環(huán)網(wǎng)柜中最為重要的單元之一。隨著配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的形成，配電終端乃至配電環(huán)網(wǎng)柜的功能逐漸在拓展和完善，要解決傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)柜中存在的很多缺陷，需要簡(jiǎn)化其內(nèi)部各模塊之間的結(jié)構(gòu)，因此對(duì)配電終端進(jìn)行深入研究顯得尤為重要[14-16]。

配電終端在配電網(wǎng)絡(luò)中數(shù)量多、分布廣，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和控制起著基礎(chǔ)性的關(guān)鍵作用，由于環(huán)網(wǎng)柜對(duì)其依賴性強(qiáng)，配電終端的功能、技術(shù)以及可靠性直接影響配電和供電的穩(wěn)定性[17-19]。同時(shí)，傳統(tǒng)的配電終端需要通過人工配置點(diǎn)表，這大大增加了配電網(wǎng)運(yùn)行和維護(hù)的成本和難度。配電終端內(nèi)部功能部件過于冗雜，部分功能與環(huán)網(wǎng)柜中其他單元的功能重復(fù)，且各功能模塊之間的配合沒有達(dá)到優(yōu)化組合[20-22]。因此，為了降低配電終端配置和維護(hù)的成本，進(jìn)一步使環(huán)網(wǎng)柜更加智能化、高可靠化，本文將對(duì)配電終端的自描述功能展開研究。

近年來(lái)，有相關(guān)研究提出了一種全息感知智能融合環(huán)網(wǎng)柜，其具備全息感知和邊緣計(jì)算能力，能夠滿足不同終端的即插即用、拓?fù)渥詣?dòng)分析上傳等功能[23-26]。該環(huán)網(wǎng)柜采用分布式DTU，不同于傳統(tǒng)的集中式DTU，分布式DTU由公共單元和若干間隔單元共同組成，公共單元負(fù)責(zé)接收并處理配電主站發(fā)送的信息和命令，并對(duì)間隔單元進(jìn)行遙控操作，間隔單元負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)各饋線。要滿足智能融合環(huán)網(wǎng)柜的上述功能，實(shí)現(xiàn)分布式DTU的信息自描述和即插即用功能十分重要[27]。文獻(xiàn)[28]提出基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)分布式電源的信息交互機(jī)制，提升了分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行的有效性。文獻(xiàn)[29]提出了采用擴(kuò)展的IEC 60870-5-104協(xié)議實(shí)現(xiàn)配電主站與配電終端之間信息傳遞的方法，但沒有給出建立完善的配電終端模型的方法。相關(guān)研究對(duì)于分布式DTU自描述和即插即用技術(shù)的研究少之又少。

為實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜中DTU自動(dòng)配置和維護(hù)，本文著重研究分布式DTU的自描述模型和即插即用技術(shù)。首先分析IEC61850的建模方法，總結(jié)歸納分布式DTU的功能；然后基于變電站配置描述語(yǔ)言(Substation Configuration Description Language, SCL)提出相應(yīng)智能電子裝置(Intelligent Electronic Device, IED)的配置方法，實(shí)現(xiàn)了DTU的自描述；最后根據(jù)自描述模型實(shí)現(xiàn)分布式DTU在環(huán)網(wǎng)柜中的點(diǎn)表自生成和即插即用功能，優(yōu)化了配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)備運(yùn)行信息上送實(shí)現(xiàn)了配電可靠率和穩(wěn)定性的提升。

1 配電終端自描述模型建模

要實(shí)現(xiàn)配電終端自描述和即插即用，需要根據(jù)IEC61850對(duì)配電終端設(shè)備進(jìn)行建模，也需要配電主站具備識(shí)別終端并配置訂閱信息的能力。本節(jié)首先對(duì)分布式DTU的各單元進(jìn)行功能梳理和分析，并搭建配電終端的自描述模型。

1.1 分布式DTU的功能梳理

傳統(tǒng)DTU可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)線路電壓、線路電流、零序電流、設(shè)備狀態(tài)等運(yùn)行及故障信息，并完成三遙功能。與傳統(tǒng)DTU不同，分布式DTU由兩部分組成，分別是公共單元和間隔單元。公共單元主要具備對(duì)下通信、對(duì)上通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、維護(hù)、日志、通信以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等功能。間隔單元具備故障復(fù)位、自行診斷功能，可實(shí)現(xiàn)三相電壓及零序電壓、各回路三相電流及零序電流采集功能，具備三遙綜合處理、故障處理、保護(hù)、對(duì)時(shí)定位、通信和線損計(jì)算等功能。

一個(gè)完整的功能應(yīng)包含IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，并由若干邏輯節(jié)點(diǎn)(Logical Node, LN)組成。每個(gè)智能電子裝置都包含一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器包含若干邏輯設(shè)備(Logical Device, LD)，每個(gè)邏輯設(shè)備包含若干邏輯節(jié)點(diǎn)，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)包含若干數(shù)據(jù)對(duì)象。邏輯節(jié)點(diǎn)表示物理裝置中能夠代表某一分解的功能或者執(zhí)行某一操作的對(duì)象。邏輯節(jié)點(diǎn)是通過抽象功能的特征點(diǎn)而形成的對(duì)象。智能電子裝置的實(shí)際運(yùn)行流程可通過邏輯分析抽象為若干邏輯節(jié)點(diǎn)的組合，即為邏輯設(shè)備。數(shù)據(jù)對(duì)象包含某一功能或者執(zhí)行某一操作的具體數(shù)據(jù)，可通過服務(wù)器訪問相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 分布式DTU的邏輯節(jié)點(diǎn)

根據(jù)功能劃分對(duì)分布式DTU的邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配和選取。對(duì)不滿足的邏輯節(jié)點(diǎn)，可適當(dāng)擴(kuò)充或者創(chuàng)建新的邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)的命名方式遵循標(biāo)準(zhǔn)中的定義。

每個(gè)邏輯設(shè)備都需要包括公用邏輯節(jié)點(diǎn)LPHD和LLN0，LPHD為物理裝置信息，負(fù)責(zé)記錄物理裝置的銘牌信息、健康狀態(tài)等信息，LLN0負(fù)責(zé)記錄物理裝置中IED的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括裝置標(biāo)識(shí)、裝置自檢查報(bào)文等。

除了上述公用邏輯節(jié)點(diǎn)，公共單元和間隔單元的邏輯設(shè)備分別具備不同的邏輯節(jié)點(diǎn)。具體說明見表1和表2。

表1 公共單元的邏輯節(jié)點(diǎn)說明

圖1為各邏輯節(jié)點(diǎn)之間的信息交互圖。邏輯節(jié)點(diǎn)IHMI和ITMI屬于站控層，沒有具體數(shù)據(jù)對(duì)象。間隔層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、保護(hù)和控制等功能，具體功能抽象為邏輯節(jié)點(diǎn)MMXU、MSQI、PTOC等。DTU通過TVTR和TCTR采集環(huán)網(wǎng)柜中各設(shè)備的電壓和電流值，再通過MMXU、MSQI等邏輯節(jié)點(diǎn)計(jì)算相應(yīng)電氣量，并上報(bào)至站控層實(shí)現(xiàn)其對(duì)配電端的監(jiān)測(cè)。

由表1、表2可知，公共單元和間隔單元中存在部分相同的邏輯節(jié)點(diǎn)，但該邏輯節(jié)點(diǎn)中包括的數(shù)據(jù)對(duì)象有所不同。例如，公共單元中邏輯節(jié)點(diǎn)THUM負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)環(huán)網(wǎng)柜中除濕器的狀態(tài)，而間隔單元中該邏輯節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)采集環(huán)網(wǎng)柜中的濕度值。

根據(jù)對(duì)DTU功能的分析，選取上述若干邏輯節(jié)點(diǎn)，按照IEC61850規(guī)定的IED分層信息模型，可將物理裝置的DTU分成兩大部分分別搭建模型，即按照公共單元和間隔單元進(jìn)行分類建模。分布式DTU的信息模型如圖2所示。

1.3 數(shù)據(jù)對(duì)象建模

數(shù)據(jù)對(duì)象是不同IED之間進(jìn)行通信和信息交互的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。若要完善IED模型，需要進(jìn)一步對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行建模。選取公共單元和間隔單元共同的邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO為例，對(duì)其數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行建模。

邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO在標(biāo)準(zhǔn)中充當(dāng)通用裝置或者輔助裝置的功能。在實(shí)際應(yīng)用中，缺乏描述模擬輸出、輔助繼電器輸出的邏輯節(jié)點(diǎn)，同時(shí)需要增加一些輸入輸出代表未定義的裝置，如報(bào)警器等，然而IEC 61850中現(xiàn)有的邏輯節(jié)點(diǎn)并未覆蓋上述功能，為解決上述問題，本文對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO的屬性內(nèi)容進(jìn)行拓展并分類建模。

公共單元GGIO的屬性對(duì)象Mod、Beh、Health、NamPlt分別存儲(chǔ)運(yùn)行模式、性能、健康狀況以及銘牌信息；通過PlsTmms控制間隔單元的開入遙信確認(rèn)時(shí)間；由傳感器TVTR和TCTR獲取狀態(tài)信息并由TURmt和Alm負(fù)責(zé)裝置報(bào)警、對(duì)時(shí)異常等功能。公共單元GGIO的數(shù)據(jù)對(duì)象的詳細(xì)建模如表3所示。

表3 公共單元中GGIO的詳細(xì)建模

間隔單元對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象與公共單元的數(shù)據(jù)對(duì)象之間存在一定區(qū)別。其中，SPCSO可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)可控狀態(tài)的輸出，SwhPrtAct控制開關(guān)的保護(hù)動(dòng)作；狀態(tài)信息分類包括RmtCtlLck、PrtTolRst、SwhRmt。間隔單元GGIO的數(shù)據(jù)對(duì)象的詳細(xì)建模如表4所示。

表4 間隔單元中GGIO的詳細(xì)建模

注：INC為可控的整數(shù)狀態(tài)(controllable integer status)；INS為整數(shù)狀態(tài)(integer status)；LPL為邏輯節(jié)點(diǎn)銘牌(logical node name plate)；SPS為單點(diǎn)狀態(tài)信息(single point status)；SPC為可控單點(diǎn)型(controllable single point)；BSC為二進(jìn)制可控模擬過程值(binary controllable analogue process value)；M為必選項(xiàng)；O為可選項(xiàng)。

在建模過程中，公共單元和間隔單元均選用了邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO，但邏輯節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)象卻不同。數(shù)據(jù)對(duì)象由邏輯節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功能決定，即使為同一邏輯節(jié)點(diǎn)，在表示不同功能時(shí)所包含的數(shù)據(jù)對(duì)象也存在一定區(qū)別。

對(duì)分布式DTU的不同單元分別進(jìn)行建模，避免了集中式DTU建模時(shí)邏輯節(jié)點(diǎn)功能覆蓋的缺點(diǎn)，簡(jiǎn)化了各邏輯節(jié)點(diǎn)之間的連接方式和交互信息。

2 IED自描述的實(shí)現(xiàn)

2.1 SCL語(yǔ)言

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了變電站IED的配置描述語(yǔ)言，即為變電站配置描述語(yǔ)言SCL。基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(Extensible Markup Language, XML)的SCL語(yǔ)言規(guī)定并描述了IED配置和參數(shù)、通信系統(tǒng)配置以及彼此之間關(guān)系的文件格式。利用SCL語(yǔ)言形成的文件能夠在不同廠家的IED工程平臺(tái)和通信系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)互操作，具備不同信息結(jié)構(gòu)的終端都能夠與主站進(jìn)行信息交互，使終端具備即插即用功能。

SCL語(yǔ)言可以對(duì)以下三部分進(jìn)行描述，分別是通信系統(tǒng)、應(yīng)用層通信原理和IED相關(guān)信息。SCL語(yǔ)言可描述說明各IED與子網(wǎng)絡(luò)通信的訪問節(jié)點(diǎn)；能夠規(guī)范數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)集、IED觸發(fā)服務(wù)類型以及IED信息交互的原理和機(jī)制；能夠詳細(xì)描述IED配置的邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性以及彼此之間的關(guān)系。SCL語(yǔ)言的主要內(nèi)容如圖3所示。

圖3 SCL語(yǔ)言的主要內(nèi)容

針對(duì)不同對(duì)象，SCL規(guī)定了不同的配置文件來(lái)完成相應(yīng)的配置工作，可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備交換配置數(shù)據(jù)功能。具體包括系統(tǒng)規(guī)范描述文件(System Specification Description, SSD)，變電站配置描述文件(Substation Configuration Description, SCD)，IED能力描述文件(IED Capability Description, ICD)，IED配置描述文件(Configured IED Description, CID)、實(shí)例化智能電子設(shè)備描述文件(Instantiated IED Description, IID)、系統(tǒng)交換描述文件(System Exchange Description, SED)。

2.2 配電終端自動(dòng)配置機(jī)制

傳統(tǒng)配電終端的配置需要人工寫入點(diǎn)表信息，配電主站在獲取配電終端信息之后，才能夠建立與配電終端之間的通信。建立配電終端自描述模型能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工寫入點(diǎn)表這一步驟，為實(shí)現(xiàn)配電終端自動(dòng)配置奠定基礎(chǔ)。

圖4為各配置文件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。文件均為.xml格式，區(qū)別是文件所描述的內(nèi)容。SSD文件能夠描述變電站一次設(shè)備的拓?fù)鋱D。ICD文件由設(shè)備直接提供，若設(shè)備無(wú)法提供，則可由IED配置工具生成。若將ICD文件實(shí)例化，并且加入通信相關(guān)內(nèi)容，則其變?yōu)镃ID文件。系統(tǒng)配置工具負(fù)責(zé)收集其他文件，生成SCD文件，同時(shí)也可以發(fā)出CID文件到所連接的設(shè)備。對(duì)系統(tǒng)配置工具配置過的文件實(shí)現(xiàn)實(shí)例化即可得到IID文件，IID文件可對(duì)SCD文件中相應(yīng)部分進(jìn)行更新。

圖4 配置文件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

配電終端根據(jù)統(tǒng)一的自描述模型，利用IED配置工具生成具備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的ICD文件，并將其發(fā)送至配電主站，ICD文件中包含配電終端的點(diǎn)表信息。系統(tǒng)配置工具收集ICD文件，生成SCD文件，在獲取配電終端點(diǎn)表信息后，生成CID文件發(fā)回至配電終端，實(shí)現(xiàn)了配電終端與配電主站之間的自動(dòng)配置功能。

2.3 ICD文件的配置

ICD文件可描述IED的配置和模型結(jié)構(gòu)，如服務(wù)器、邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象等。完整的ICD文件包括頭、通信、IED以及數(shù)據(jù)類型模板，其中IED含有若干服務(wù)，并通過服務(wù)接入點(diǎn)獲取服務(wù)器信息。

ICD文件結(jié)構(gòu)如圖5所示。每一個(gè)ICD文件包括一個(gè)頭文件，負(fù)責(zé)記錄SCL的版本信息、修訂內(nèi)容、開發(fā)工具、模板類型等信息。通信部分包含子網(wǎng)、訪問節(jié)點(diǎn)和地址。智能電子設(shè)備部分介紹了其模型信息和信息交換模型。本文第一部分就根據(jù)模型信息搭建了相關(guān)的自描述信息模型，其中LN為不同IED信息交互的實(shí)體，IED通過訪問節(jié)點(diǎn)與外界通信。數(shù)據(jù)類型模板定義數(shù)據(jù)對(duì)象中的數(shù)組類型、數(shù)據(jù)屬性類型、數(shù)據(jù)對(duì)象類型等信息。

圖5 ICD文件結(jié)構(gòu)

要實(shí)現(xiàn)分布式DTU接入的自描述功能，需要基于對(duì)分布式DTU的邏輯設(shè)備LD和邏輯節(jié)點(diǎn)LN的建模內(nèi)容進(jìn)行SCL語(yǔ)言的配置并生成相應(yīng)文件。通過SCL語(yǔ)言實(shí)例化分布式DTU的各個(gè)邏輯設(shè)備和邏輯節(jié)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上確定各邏輯節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性。

本文以分布式DTU中選取的邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO為例，利用SCL語(yǔ)言實(shí)例化邏輯節(jié)點(diǎn)下的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性。圖6為以邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO為重點(diǎn)的自描述信息模型結(jié)構(gòu)圖，圖中只表示部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象以及數(shù)據(jù)屬性，此外本文搭建的信息模型中其他邏輯節(jié)點(diǎn)并未表示出。邏輯節(jié)點(diǎn)GGIO中，裝置報(bào)警由數(shù)據(jù)對(duì)象Alm負(fù)責(zé)，通過Alm.stVal上傳報(bào)警信息。開入1的遙信確認(rèn)時(shí)間由數(shù)據(jù)對(duì)象BO1PlsTmms確認(rèn)，通過屬性BO1PlsTmms.setVal上傳狀態(tài)信息，遙信確認(rèn)時(shí)間的最小值和最大值分別對(duì)應(yīng)minVal和maxVal；步長(zhǎng)值通過stepSize獲取。其他開入的遙信確認(rèn)時(shí)間的數(shù)據(jù)對(duì)象類似于BO1PlsTmms。

圖6 數(shù)據(jù)對(duì)象的模型

利用SCL語(yǔ)言對(duì)上述模型中的內(nèi)容進(jìn)行描述。邏輯節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性在數(shù)據(jù)類型模板中有部分定義，未被定義部分可按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展。相關(guān)的XML格式如下：

2.4 自描述功能的實(shí)現(xiàn)

配電終端的ICD文件可通過IED配置工具生成，也可由設(shè)備廠家直接提供。配電終端發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求時(shí)，配電終端的通信模塊將ICD文件上傳。配電主站的通信模塊接收到注冊(cè)請(qǐng)求后，通過解析該文件獲取配電終端的設(shè)備信息，包括點(diǎn)表以及配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D等，進(jìn)一步自動(dòng)生成電網(wǎng)拓?fù)?。配電主站與配電終端設(shè)備之間互相識(shí)別并建立連接的步驟如圖7所示。

圖7 主站與設(shè)備連接的步驟

任何需要接入主站的配電終端設(shè)備都需要生成統(tǒng)一格式的文件。在統(tǒng)一的文件格式下，終端才能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)注冊(cè)，且配電主站才能夠?qū)λ械慕K端進(jìn)行識(shí)別并響應(yīng)注冊(cè)請(qǐng)求。滿足上述條件的配電終端具備自描述和即插即用的功能。

3 終端接入配電主站實(shí)例

基于上述研究?jī)?nèi)容，搭建了一個(gè)配電主站-終端設(shè)備信息管理平臺(tái)，并在長(zhǎng)沙市高可靠性示范區(qū)應(yīng)用。通過該信息管理平臺(tái)能夠查看當(dāng)前主站下的終端以及相關(guān)點(diǎn)表信息。

配電主站-終端設(shè)備信息管理平臺(tái)的界面圖如圖8所示。新的配電終端設(shè)備發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求的流程如圖9所示。

圖8 配電主站-終端設(shè)備信息管理平臺(tái)

圖9 配電終端設(shè)備發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求

該平臺(tái)可對(duì)主站下的終端設(shè)備信息進(jìn)行管理，能夠接受終端設(shè)備的注冊(cè)請(qǐng)求。與主站建立連接的終端設(shè)備的點(diǎn)表信息可通過該應(yīng)用查看。當(dāng)新的終端設(shè)備請(qǐng)求與主站建立連接時(shí)，系統(tǒng)管理員可通過終端注冊(cè)界面對(duì)終端設(shè)備的注冊(cè)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。完成與主站的連接后，即可在主站管理界面根據(jù)關(guān)鍵詞信息查找相關(guān)終端設(shè)備。與主站建立連接后可通過平臺(tái)查詢相關(guān)設(shè)備，如圖10所示。

圖10 查詢終端設(shè)備的界面

由上述結(jié)果可知，基于IED建模方法建立的分布式配電終端自描述模型是有效的，該模型能夠使配電終端自動(dòng)生成點(diǎn)表，具備自描述能力，這大大降低了配置和維護(hù)配電終端的成本，提升了配電網(wǎng)系統(tǒng)中環(huán)網(wǎng)柜的智能性和可靠性。

4 結(jié)論

為提高配電環(huán)網(wǎng)柜中配電終端設(shè)備的可靠性，本文提出了一種基于IED的配電終端建模方法，建立了分布式配電終端的自描述模型，實(shí)現(xiàn)了配電終端的自動(dòng)配置功能?；赬ML語(yǔ)言對(duì)配電終端自描述模型進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)了配電終端設(shè)備的自描述功能。搭建了配電主站-終端設(shè)備信息管理平臺(tái)，對(duì)主站中的終端設(shè)備信息進(jìn)行可視化操作，驗(yàn)證了該建模方法在點(diǎn)表自動(dòng)生成功能中的有效性和可行性，為配電主站遠(yuǎn)程配置和維護(hù)奠定基礎(chǔ)。

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Self-description technology of a distribution terminal unit based on IED modeling method

ZHU Jiran1, KANG Tong1, WANG Fenghua2, XU Bo3, WANG Gaohai4,CHEN Xiaoqiang5, ZHANG Weiwei6

(1. State Grid Hunan Electric Power Company Limited Research Institute, Changsha 410007, China; 2. Department of Electrical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China; 3. Hunan Xiangdian Test & Research Institute Co., Ltd., Changsha 410004, China; 4. Dongfang Electronics Co., Ltd.,Yantai 264001, China; 5. Jiangsu Shengtong Power and New Energy Co., Ltd., Zhenjiang 212400, China; 6. NARI Group Corporation, Nanjing 210000, China)

To realize the automatic generation function of a distribution terminal equipment point table and reduce the cost of distribution terminal equipment configuration and maintenance, a distribution terminal modeling method based on an intelligent electronic device (IED) is proposed. This paper analyzes and summarizes the functions of a distributed distribution terminal using an object-oriented modeling method, and then establishes the models of logical devices, logical nodes and data objects of distributed distribution terminal according to the hierarchical structure of intelligent electronic devices. A method of instantiating a distribution terminal model based on the XML language is proposed and a distribution master terminal equipment information management platform is built to verify the accuracy and applicability of the distribution terminal model. The verification results show that it is feasible to establish the distribution terminal model based on the IED modeling method, and the distribution terminal equipment after modeling can automatically generate the point table to complete the configuration with the master station, thereby improving the efficiency of distribution terminal access to the master station.

This work is supported by the Science and Technology Project of the Headquarters of State Grid Corporation of China (No. 5216A019000R).

distributed DTU; IEC 61850; self-description model; IED; SCL

10.19783/j.cnki.pspc.210690

國(guó)家電網(wǎng)公司總部科技項(xiàng)目資助(5216A019000R)；國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司科技項(xiàng)目資助(5216A5200008)

2021-06-10；

2021-09-15

朱吉然(1985—)，男，博士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橹悄芘潆娋W(wǎng)相關(guān)研究。E-mail: zhujiran040356@ 163.com

(編輯 葛艷娜)