2024年5月19日发(作者：mbr和gpt选哪个)

第28卷

Vol.28

第24期

No.24

电子设计工程

ElectronicDesignEngineering

2020年12月

Dec.2020

基于Web的智能变电站SCD文件管控系统

张永伍

1

，马红祥

1

，王洋

1

，韩辉

2

，孙玉杨

2

（1.国网天津市电力公司，天津300010；2.山东容弗新信息科技有限公司，山东济南250100）

摘要：针对现有智能变电站SCD文件管控系统在文件上传、下载、存储、共享时存在的耗时长、故障高

等问题，该文利用Web服务器设计了一种管控系统。该系统主要包括嵌入式Web文件管理模块、可视

化交互模块、SCD文件同步处理模块和资源整合模块。分别阐述各模块的功能、系统的控制程序。实

验结果表明，文中系统在大规模数据传输时总体耗时较短，且SCD文件在电力数据上传时错误率较低。

关键词：Web；SCD文件；嵌入式；可视化交互模块；共享传输

中图分类号：TP949文献标识码：A文章编号：1674-6236（2020）24-0081-04

DOI：10.14022/1674-6236.2020.24.017

SCDfilemanagementandcontrolsystemofintelligentsubstationbasedonWeb

ZHANGYongwu

1

，MAHongxiang

1

，WANGYang

1

，HANHui

2

，SUNYuyang

2

InformationTechnologyCo.，Ltd.，Jinan250100，China）

Abstract:InviewoftheexistingintelligentsubstationSCDfilecontrolsysteminthefileupload，

download，storage，sharingwhenthetime⁃consuming，high⁃faultproblems，thispaperusestheWeb

visualinteractionmodule，SCDfilesynchronizationprocessingmoduleandresourceintegrationmodule.

Thefunctionofea

errorrateofSCDfilesislowwhenpowerdataisuploaded.

temmainlyincludesembeddedWebfilemanagementmodule，

experimentalresultsshowthatthesystemistime⁃consuminginlarge⁃scaledatatransmission，andthe

Keywords:Web；SCDfile；embedded；visualinteractionmodule；stransport

（ridTianjinElectricPowerCompany，Tianjin300010，China；ngRongfuNew

随着智能变电站系统的优化和升级，SCD电力

文件配置与管理模式得到了快速推广，基于SCD文

件管理控制方式，能够实现对电能传输监控、电气拓

扑设计、电网调试等过程的数字化描述和控制，还可

以更精确、更合理地实现对电力文件的配置管理，提

高变电站和整个电网的智能化水平。对于保证电力

系统的安全、稳定运行具有重要的现实意义

[1-3]

。

但现有的变电站SCD文件管理系统的智能化水

平及网络化水平不高，多基于局域网和以太网进行

模块和软件控制流程的设计

[4-5]

，无法实现跨区域、长

距离的远程监控和调整，给变电站的维护和电网数

收稿日期：2020-02-14稿件编号：202002057

据监控带来困难。

针对现有智能变电站SCD文件管理系统存在

的不足，基于Web服务器设计开发了一种新型

SCD文件管控系统，旨在提高电力系统文件管理

的网络化水平和智能化水平，并实现对变电站运

的稳定性。

转状况的远程监控，提高智能变电站和电网系统

1SCD文件管控系统框架设计

随着全球互联网的发展及网络协议、软件系统

的迭代升级，Web服务器的应用场景越来越多

[6]

。

Web服务器能够拓展XML系统，具有嵌入式和结构

基金项目：国家自然基金青年基金（21406135）

作者简介：张永伍（1980—），男，河北唐山人，硕士，高级工程师。研究方向：电力系统自动化、继电保护。

-81-

《电子设计工程》2020年第24期

化的设计标准，高兼容性的数据交换通用格式；其次

在Web模式下采用SOAP对象存取协议规范作为基

础层，并基于HTTP和SMTP设计信息监控和信息传

递的基础性框架

[7]

；Web服务器通常采用UDDI系统

文件查找机制，并基于此建立高扩展性的远程服务

平台。利用Web总线服务器设计基础网络层次结

构，如图1所示。

图1Web的基础网络层次结构

数据，

Web

具有更好的互操作性、

服务器通过UDDI获得变电站服务基础源

更长的网络寿命及更低

的系统维护成本。针对电力系统中的各类数据，

Web

变电站系统中电力数据的安全性得到保证。此外，

服务器提供了更为完善的云端存储功能，使得

Web

善系统程序代码的可部署性，

服务器还提供面向组件的服务语言和工具，

更符合智能变电站系

改

统的发展趋势。为进一步提升Web服务器的操作性

及交互性，服务器协议集中包含了SOAP协议与

WSDL协议

[8]

，这是一种经过标准化处理的不完全加

密信息列表，可提高Web服务器的适用性和系统兼

容性。智能变电站SCD文件管控系统的总体框架结

构图，如图2所示。

图2基于Web的SCD管控系统总体框架

发挥核心作用，

Web总线服务器在变电站

实现后台调度中心与前端传感器、

SCD智能管控系统中

控

-

制器的连接

[9]

82-

。

2SCD文件管控系统硬件设计

2.1嵌入式Web文件管理模块

该模块是智能变电站SCD文件管控的核心模

块。其充分利用Web服务器功能，改善变电站SCD

文件处理和传递效率。主要功能包括基于Web的变

电站系统监控、文件操作、空间管理、文件上传下载

传递、文件的在线阅读与编辑等

[10-13]

。嵌入式Web文

件管理模块被划分为4个子模块，模块的结构与功

能如图3所示。

图3嵌入式Web文件管理模块功能

2.2

模块具体构成如图

SCD

SCD

文件控制模块也是系统核心模块之一，

文件控制模块

4所示。

该

图4基于Web的SCD文件控制模块构成

对智能变电站系统电力数据的存储、

SCD文件控制模块利用Web总线

校验、

服务

分析、

器实

对

现

比、可视化显示及远端数据的共享。整个智能电网

系统中包含多个智能变电站，每个变电站SCD文件

汇总到文件管控系统后，再经过解压、校验、对比后

直接显示，并保存和上传到文件共享中心。SCD文

件控制模块增加对用户管理权限的控制功能，只有

经过系统管理员授权，并经过身份验证的用户才能

进行相应文件管理与控制操作，提高电力网络系统

的安全性

[14]

。

张永伍，等基于Web的智能变电站SCD文件管控系统

3SCD文件管控系统软件设计

基于Web的SCD文件管控按照通用型ICE61548

国际通用准则实施

[15-16]

，管控程序如图5所示。

图5基于Web的SCD文件管控流程

在智能变电站SCD文件系统建设之初，需要保

留完整系统虚拟段子回路图，在运行中通过实时展

示原始资料中回路的变化情况，观测出后续SCD文

件管控系统出现的异常。基于Web的SCD文件管

控系统中的CRC校验过程，用于判断虚拟的回路所

发生的变化情况，CRC校验过程的主要步骤如表1

所示。

表1CRC校验过程的处理步骤

序号处理步骤描述

1

采集智能电网范围内的SCD文件，包括站控层的

文件和各种不同类型过程文件

2

利用Web网络分配CRC校验码

3

将二进制规则在智能变电站SCD文件与CRC校验码

之间进行匹配

4

确认CRC校验码的真实性和准确性

5

形成系统报文资料

6

对比IED中CRC值与SCD中CRC值，分析匹配程度

7

完善系统回路图和系统中与之相关的数据

能变电站

SCD文件管控系统中包含多个校验结构点，

SCD文件的各个访问点分别接入MMS

将智

和

信息。虚拟端子的部分核心提取算法，

SMV网络，文件管控系统内包含虚拟端子信息和模型

如下所示。

搜索SCD文件，找到

搜索

遍历

提取intaddr，虚拟端子记录

搜索

不同智能变电站SCD文件在格式或CRC值的匹

配方面存在差异，按照虚拟端子之间的关联性形成

系统报文信息，并以FTP文件的格式再次进行校

验。系统为用户提供更为直观的数据差异识别方

式，其可视化水平较高，数据的交互能力较强。Web

总线服务器的加入，使各智能变电站之间的连接与

数据交互更为紧密，在日常监控和电网发生故障时

能够更好地保证电网系统的安全。

4系统测试

4.1实验环境与参数

实验以我国中部地区Z市的智能电网系统为研

究对象，该市从2019年初陆续开始对本区域范围内

的智能变电站推广基于Web总线服务器的SCD文件

管控系统。以辖区内的智能变电站SCD文件的管控

系统为例，分析系统的各项功能和性能。本次实验

选取的样本文件大小为100M~1700M。

4.2实验结果分析

系统性能测试主要从不同规模SCD文件的传输

共享耗时、文件上传错误率指标进行综合分析，同时

将同等条件下基于以太网建设的SCD文件管控系统

的同类指标与之对比，能更清晰地展示出文中系统

的优势。

4.2.1不同规模SCD文件共享传输耗时分析

为了验证文中方法的可行性，实验分析了文中

系统和现有系统的传输耗时，实验结果如图6所示。

图6不同规模SCD文件共享传输耗时对比

分析图6可知，当SCD文件的规模较小时，两种

系统数据传输的性能相近，当传输数据规模超过

1

传输耗时增加，

200M时，受到网络带宽的影响，

文中系统在大数据传输方面的优势

现有系统的数据

较为明显，当数据规模超过较大时，文中系统能够节

省近一半的传输时间。

4.2.2不同系统文件上传错误率分析

在SCD文件管控系统不同规模数据下，实验分

-83-

《电子设计工程》2020年第24期

析了文件上传错误率，实验结果如表2所示。

表2变电站SCD文件上传错误率

文件规模/M测试次数

文件上传的错误率（%）

传统系统

200

400

260

Web

0.14

600

260

0.13

服务器

260

0.130.16

0.35

1

800260

0.14

1

000260

0.13

0.15

1.23

1

2002600.20

2.53

1

400

600

260

260

0.22

3.25

0.23

3.94

5.07

当SCD文件的规模逐渐扩大时，现有系统文件

上传错误率明显增加，这主要是由于现有网络系统

存在延迟，传输大规模数据时会出现个别数丢失，验

证了文中系统的稳定性更好

[17-19]

。

5结论

基于现阶段智能变电站SCD文件系统运行的实

际情况，该文利用Web服务器优化变电站系统的功

能和文件处理性能。数据分析结果表明，文中提出

的管控系统设计在大规模数据上传、下载、存储时的

稳定性及性能表现要优于当前系统，信息配置的安

全性更高，具有一定的实际意义。

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