第一篇：【容弗科技】電力人帶你解密SCD文件

電力人帶你解密SCD文件

國網(wǎng)各個網(wǎng)省公司目前正在建設智能變電站配置文件管控系統(tǒng)，山東容弗緊跟國網(wǎng)步伐，憑借自身對IEC-61850的深入理解和對SCD文件的深層研究，采用大數(shù)據(jù)挖掘分析及無效數(shù)據(jù)智能剔除技術、異構數(shù)據(jù)轉換及量化融合技術嚴格把控智能變電站的核心-SCD！為智能變電站安全穩(wěn)定運行保駕護航，下面容弗小編帶領大家一起解密SCD： SCD文件基本結構

SCD文件的各節(jié)點以樹形層次結構組織起來，完整的文件由Header、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplates五大部分組成。

SCD ┣Header ┣Substation ┣Communication ┃ ┗ SubNetwork(多個)┃ ┗ ConnectedAP(多個)┃ ┣ SMV(多個)┃ ┗ GSE(多個)┣IED(多個)┃ ┗ AccessPoint(多個)┃ ┗ Server ┃ ┗ LDevice ┃ ┣ LN0 ┃ ┃ ┣ DataSet(多個)┃ ┃ ┣ Inputs ┃ ┃ ┣ DOI(多個)┃ ┃ ┣ SampledValueControl(SV控制塊節(jié)點)┃ ┃ ┗ GSEControl(GOOSE控制塊節(jié)點)┃ ┗ LN(多個)┃ ┣ DataSet(多個)┃ ┣ Inputs ┃ ┗ DOI(多個)┗DataTypeTemplates ┣ LNodeType(多個)┃ ┗ DO(多個)┣ DOType(多個)┃ ┣ SDO(多個)┃ ┗ DA(多個)┗ DAType(多個)┗ BDA(多個)

Header部分包含SCD文件標識、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構，標識一次設備以及它們的電氣連接關系。下面簡要描述一下Communication、IED和DataTypeTemplates三部分中過程層比較關心的內容。

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。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。

Communication ┗SubNetwork ┗ ConnectedAP(iedName=“UDC502_MU_ML1b” apName=“ ”)┣ SMV(cbName=“MSVCB01”, ldInst=“MU01”)┃ ┗Address ┃ ┣

01-0C-CD-04-00-1C

┃ ┣

120

┃ ┣

4

┃ ┗

401C

┗ GSE(cbName=“MSVCB01”, ldInst=“MU01”)┣MinTime ┣MaxTime ┗Address ┣

01-0C-CD-01-00-1C

┣

120

┣

4

┗

101C

1.2 IED部分

IED部分各個智能電子設備的具體內容，SV、GOOSE的發(fā)布和訂閱都在此描述。

IED ┗ AccessPoint(多個)┗ Server ┗ LDevice ┣ LN0 ┃ ┣ DataSet(多個)┃ ┣ Inputs ┃ ┣ DOI(多個)┃ ┣ SampledValueControl(SV控制塊節(jié)點)┃ ┗ GSEControl(GOOSE控制塊節(jié)點)┗ LN(多個)┣ DataSet(多個)┣ Inputs ┗ DOI(多個)

SV的發(fā)布通過SV控制塊SampledValueControl實現(xiàn)。其中，name為控制塊名字，datSet屬性指定了與本控制塊關聯(lián)的數(shù)據(jù)集，smvID為控制塊的字符串ID(也叫svID，報文中一般會保護此參數(shù))，nofASDU定義了報文中的ASDU數(shù)目，SmvOpts的各個屬性都是布爾型，分別指定相應的項是否應該出現(xiàn)在SV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聯(lián)的數(shù)據(jù)集，appID為控制塊的字符串ID(也叫goID，報文中一般包含此參數(shù))。另外GOOSE報文中常包含的gocbRef參數(shù)在這里并未明確指定，它是按照“IED名字+LD的inst+/LLN0$GO$+控制塊名字”的格式生成的，指明了控制塊在SCD文件中的路徑。

SV和GOOSE的訂閱是在Inputs節(jié)點下定義的，如下圖所示。Inputs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構成），根據(jù)這些信息可以找到內外虛端子對應的數(shù)據(jù)對象DO甚至具體的數(shù)據(jù)屬性DA。

數(shù)據(jù)集DataSet的結構如下圖。name屬性是其標識，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FCDA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。

每個邏輯節(jié)點LN都是某個邏輯節(jié)點類型LNodeType的實例，LN的lnType屬性指明了它的邏輯節(jié)點類型LNodeType。LN和LNodeType含有一個共同的屬性lnClass，它指定了LNodeType所屬的邏輯節(jié)點類，一般由4個字母組成。在61850-7-4的第5節(jié)定義了代表各種功能的邏輯節(jié)點類，并規(guī)定了各種邏輯節(jié)點類應該包含的數(shù)據(jù)（7-x中所說的數(shù)據(jù)就是SCD文件中的數(shù)據(jù)對象DO）。比如，“XCBR”表示斷路器，它包含的數(shù)據(jù)有Pos（開關位置）、BlkOpn（跳閘閉鎖）、BlkCls（合閘閉鎖）等等。邏輯節(jié)點類型LNodeType由若干個數(shù)據(jù)對象DO組成，而LN中含有的DOI是DO的實例。每個DO和它對應的實例DOI有相同的name屬性，name的命名都有特定語義，在61850-7-4的第6節(jié)以表格的方式列出了所有了的數(shù)據(jù)名和相應含義。比如，上面提到的斷路器邏輯節(jié)點類“XCBR”包含的數(shù)據(jù)“Pos”表示開關位置，在隔離刀閘邏輯節(jié)點“XSWI”中也包含數(shù)據(jù)“Pos”。

數(shù)據(jù)對象DO的type屬性指明了它的數(shù)據(jù)對象類型DOType。DOType的cdc屬性指明了該DOType的公用數(shù)據(jù)類CDC（Common Data Class），61850-7-3的第7節(jié)定義了各種共用數(shù)據(jù)類CDC以及它們應該包含的數(shù)據(jù)屬性。

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LNodeType實例化的。LN0/LN節(jié)點下的DOI是相應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是結構化的DA，它的具體結構由相應的DAType定義；bType為Enum的DA是枚舉類型，具體內容有相應的EnumType定義。SCD中的關聯(lián)關系

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)。各部分的具體內容在上一節(jié)已經(jīng)描述，下圖顯示了三個部分之間的關聯(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。

風云兩甲子，弦歌三世紀。百廿年華，山東容弗必將在互聯(lián)網(wǎng)+新電改的大背景下，在智能電網(wǎng)建設的新時代下砥礪前行！