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1、智能变电站二次系统光纤通信回路应用模型技术规范目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 缩略语25 SPCL 工程实施过程26 SPCL 描述文件类型37 SPCL 语言48 SPCL 语法元素59 配置工具12附录 A（规范性附录） SPCL 语法: XML schema 定义14附录 B（资料性附录） IPCD 文件示例20附录 C（资料性附录） SPCD 文件示例23编制说明32I智能变电站二次系统光纤通信回路应用模型技术规范1 范围本标准规定了智能变电站二次系统光纤通信回路的建模原则和技术要求。本标准适用于智能变电站二次系统的工程设计及应用，以及智能变电站继电保护和
2、安全自动装置、合并单元、智能终端等装置及配套工具的开发、制造、检测和工程应用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GBT 33601-2017 电网设备通用模型数据命名规范GB/T 32890-2016 继电保护IEC 61850工程应用模型DL/T 860 变电站通信网络和系统DLT 5518-2016 电力工程厂站内通信光缆设计规程3 术语和定义DL/T 860、GB/T 32890界定的及下列术语和定义适用于本文件。3.1逻辑回路 logical ci
3、rcuit描述IED设备的GOOSE、SV虚端子信号连接关系总称，又称为虚回路，用以标识过程层、间隔层及其之间联系的二次回路逻辑连接关系，类似于常规变电站二次电缆回路。3.2物理回路 physical circuit描述二次设备物理网络连接关系总称，又称为实回路，可用以标识过程层、间隔层、站控层及其之间联系的二次回路物理连接关系。3.3变电站物理配置语言 substation physical configuration language基于XML并采用特定语法格式针对物理回路进行描述的语言。3.4个体物理能力描述文件 individual physical capability descri
4、ption file采用XML文件格式，描述单个装置、单个屏柜或单个小室物理能力的配置文件。3.5变电站物理配置描述文件 substation physical configuration description file采用XML文件格式，描述全站物理回路的配置文件。243.6虚实回路对应 mapping between logical circuit and physical circuit特指逻辑回路（虚回路）和物理回路（实回路）的映射关系，单个逻辑回路与途经的多条物理回路对应，以及单条物理回路与其中传输的多个逻辑回路对应。3.7光缆 optical fiber cable一定数量的光纤
5、按照一定方式组成缆心，外包有护套、外护层，用以实现光信号传输的一种通信线缆。3.8尾纤 optical fiber pigtail屏柜内一根一端带有光纤活动连接器插头的光缆组件。3.9尾缆 optical cable pigtail若干纤芯组合在一起，外包有护套，每根纤芯一端带有光纤活动连接器的光缆组件。3.10跳纤 optical fiber jumper屏柜内一根两端都带有光纤活动连接器插头的光缆组件。3.11跳缆 optical cable jumper若干纤芯组合在一起，外包有护套，每根纤芯两端都带有光纤活动连接器的光缆组件。4 缩略语下列缩略语适用于本文件。GOOSE: 面向通用对象
6、的变电站事件（Generic Object Oriented Substation Events） ICD:IED 能力描述（IED Capability Description）IED:智能电子设备（Intelligent Electronic Device）IPCD:个体物理能力描述（Individual Physical Capability Description） ODF:光纤配线架（Optical fiber Distribution Frame）SCD:变电站系统配置描述（Substation Configuration Description）SPCD:变电站物理配置描述（Su
7、bstation Physical Configuration Description） SPCL:变电站物理配置语言（Substation Physical Configuration Language） SV:采样值（Sampled Value）XML:可扩展标示语言（Extensive Markup Language）5 SPCL 工程实施过程5.1 完整的智能变电站二次回路模型应包括物理回路模型和逻辑回路模型。5.2 在设备制造及系统集成阶段，物理回路和逻辑回路的模型配置过程均应是互相独立。5.3 逻辑回路的模型配置流程应遵循相关标准要求，本标准不再涉及 SCD 文件的技术要求。5.4
8、 物理回路的模型配置及虚实回路对应流程如图 1 所示。图 1 配置实施流程图5.5 物理回路模型配置要求如下：a) 设备制造阶段应通过 IPCD 配置工具配置 IPCD 文件，IPCD 文件中可以包含单个装置、单个屏柜或单个小室的物理能力描述信息。b) 系统集成阶段应通过 SPCD 配置工具导入 IPCD 文件，完成全站物理回路的配置，并形成 SPCD文件。5.6 系统集成后形成的完整 SCD 和 SPCD 文件中，包含可相互映射索引的装置标识符以及物理端口标识符，通过在 SCD 中检索逻辑回路、在 SPCD 中检索物理回路，可获取物理回路与逻辑回路的虚实回路对应关系。6 SPCL 描述文件类
9、型6.1 SPCL 描述文件用于描述在不同工程实施阶段的物理配置信息，并用于在可能来自不同制造厂商的配置工具间交换配置数据，以满足 5.4 中所述配置流程。6.2 本标准定义了两种类型的 SPCL 描述文件，采用不同的扩展名来区分，其文件内容均应遵循章节8 中所定义的 SPCL 配置语法。6.3 IPCD 文件描述了设备制造阶段的个体物理配置信息，其要求如下：a) IPCD 文件用于描述设备制造厂商生产的单个装置、屏柜或小室（预制舱）的物理能力。b) IPCD 文件中有且仅有单个物理配置信息（Unit 元素、Cubicle 元素或 Region 元素），分别用于在设备制造阶段由制造厂商提供对单
10、装置、单屏柜或单小室的物理能力描述。c) IPCD 文件中对应 Unit 元素、Cubicle 元素以及 Region 元素的 name 属性固定为 TEMPLATE。d) 当 IPCD 文件用于描述单屏柜物理能力时，该文件中同时可包含描述小室内屏柜间的尾缆连接关系的 IntCore 元素。e) 当 IPCD 文件用于描述单小室物理能力时，该文件中同时可包含描述屏柜内跳纤连接关系的Cable 元素，其 name 属性固定为 TEMPLATE。f) IPCD 文件的扩展名固定为 ipcd。6.4 SPCD 文件描述了系统集成阶段的全站物理配置信息，其要求如下：a) SPCD 文件用于描述全站小室
11、、屏柜、装置、板卡、端口的物理实体信息以及各物理实体间的物理回路连接关系。b) SPCD 文件中应包含一个顶层的 Substation 元素，用于描述变电站相关信息。c) SPCD 文件的扩展名固定为 spcd。7 SPCL 语言7.1 SPCL 语言基于 XML，语法定义采用 W3C XML schema 描述。7.2 SPCL schema 定义以下述方式开头，其中包含了 SPCL 命名空间的定义以及 schema 的版本号，在本标准中 SPCL schema 的版本号固定为 1.0，完整的 SPCL Schema 定义如附录 A 所示。7.3 SPCL Schema 的结构如下图 2 所
12、示，基本的 SPCL 元素可能包含 tSubstation 类型的 Substation 元素（SPCD 文件）、tRegion 类型的 Region 元素（小室 IPCD 文件）、tCubicle 类型的 Cubicle 元素（屏柜 IPCD 文件）、tUnit 类型的 Unit 元素（装置 IPCD 文件）以及 tCable 类型的 Cable 元素。0.10.10.10.*0.1tCubicletSubstationtRegiontSPCLtUnittCable图 2 SPCL Schema 的 UML 概览7.4 SPCL Schema 支持在 SPCL 的各个元素下扩展私有数据，私有
13、数据有生成私有数据的工具自身维护，所有其它工具应支持在修改 SPCL 文件后，保证私有数据的内容及位置不发生改变。私有数据通过Private 元素进行扩展，其 Schema 类型 tPrivate 定义如下。8 SPCL 语法元素8.1 SPCL（变电站物理配置描述语言）元素8.1.1 语法描述SPCL元素，是SPCL文件的根节点，SPCL元素下应包含Substation元素、Region元素、Cubicle元素、Unit元素的其中之一以及可选的Cable元素。SPCL元素的Schema描述如下所示。8.1.2 属性说明SPCL元素属性说明见表1。表 1 SPCL 元素属性属性名称属性描述ve
14、rsionSPCL 语言版本号，本标准中固定为 2018revisionSPCL 语言修订版本号，本标准中固定为A8.1.3 元素约束a) 当 SPCL 用于描述装置 IPCD 文件时，SPCL 元素下有且仅有一个 Unit 元素。b) 当 SPCL 用于描述屏柜 IPCD 文件时，SPCL 元素下有且仅有一个 Cubicle 元素。c) 当 SPCL 用于描述小室 IPCD 文件时，SPCL 元素下有且仅有一个 Region 元素以及若干可选的Cable 元素。d) 当 SPCL 用于描述 SPCD 文件时，SPCL 元素下有且仅有一个 Substation 元素。8.2 Substatio
15、n（变电站）元素8.2.1 语法描述Substation元素，表示变电站，Substation元素依次包含一个或多个Region元素、Cable元素。Substation元素的语法描述如下。8.2.2 属性说明Substation元素属性说明见表2。表 2 Substation 元素属性属性名称属性描述name变电站名称标识符desc变电站描述文本gridName所属电网名称areaName所属地区名称voltage电压等级，数字和英文字母表示8.2.3 元素约束a) name 属性宜采用变电站名称的中文拼音首字母，与 SCD 中变电站名称一致。b) gridName 应遵循 GB/T 336
16、01 的要求。c) areaName 宜采用地区名称的中文拼音首字母。8.3 Region（区域）元素8.3.1 语法描述Region元素，表示区域，Region元素依次包含一个或多个Cubicle元素。Region元素的语法描述如下。8.3.2 属性说明Region元素属性说明见表3。表 3 Region 元素属性属性名称属性描述name区域名称标识符desc区域描述文本area开关场标识。枚举值为true、false，false 表示继电器室， true 表示开关场，该字段缺省值为false8.3.3 元素约束a) 对于同属于一个 Substation 下的多个Region 元素，其 na
17、me 属性必须唯一。b) desc 宜按开关场、继电器室划分不同的区域。8.4 Cubicle（屏柜）元素8.4.1 语法描述Cubicle元素，表示屏柜，Cubicle元素依次包含一个或多个Unit、IntCore元素。Cubicle元素的语法描述如下。8.4.2 属性说明Cubicle元素属性说明见表4。表 4 Cubicle 元素属性属性名称属性描述name屏柜名称标识符desc屏柜描述文本8.4.3 元素约束a) 对于同属于一个 Region 下的多个 Cubicle 元素，其 name 属性必须唯一。8.5 Unit（设备）元素8.5.1 语法描述Unit元素，表示设备，Unit元素
18、包含一个或多个Board元素。Unit元素的语法描述如下。8.5.2 属性说明Unit元素属性说明见表5。表 5 Unit 元素属性属性名称属性描述name屏柜中的设备编号。对于 IPCD 文件，设备编号固定为TEMPLATE；对于 SPCD 文件，设备编号原则应用于描述一致。desc设备描述文本iedNameIED 设备的名称manufacturer设备生产厂商名称type设备型号（含选配功能代码）class设备类型，枚举值为IED、ODF、SWITCH、OTHER，IED 表示智能设备，ODF 表示光纤配线架，SWITCH 表示交换机，OTHER 表示其它未列举设备8.5.3 元素约束a)
19、 对于同属于一个 Cubicle 下的多个 Unit 元素，其 name 属性必须唯一。b) iedName 与 SCL 文件中的 IED 设备名称一致，对于非 IED 设备或 IPCD 文件，该属性为空8.6 Board（板卡）元素8.6.1 语法描述Board元素，表示板卡，Board元素包含一个或多个Port元素。Board元素的语法描述如下。8.6.2 属性说明Board元素属性说明见表6。表 6 Board 元素属性属性名称属性描述slot板卡编号desc板卡描述文本type板卡型号8.6.3 元素约束a) 对于同属于一个 Unit 下的多个 Board 元素，其 slot 属性必须
20、唯一。b) slot 属性采用十进制数字表示，对于存在多台子机的分布式装置，板卡编号不应重复，宜采用板卡编号高位递增方式进行区分（例如：主机第一块板卡编号为 1，则第一从机第一块编号为101，第二从机第一块板卡编号为 201，依次类推），交换机的板卡编号默认为 1。8.7 Port（端口）元素8.7.1 语法描述Port元素，表示端口。Port元素的语法描述如下。8.7.2 属性说明Port元素属性说明见表7。表 7 Port 元素属性属性名称属性描述no端口组序号desc端口描述文本direction端口方向，枚举值为Tx、Rx、RT，Tx 表示发送，Rx 表示接收，RT 表示收发plug接
21、口类型，枚举值为LC、ST、SC、FC、RJ45usage端口功能描述文本，用于在系统集成阶段为集成商提供端口使用的指导性说明，对于非IED 设备，该属性可为空8.7.3 元素约束a) no 属性采用大写英文字母 AZ 或从 1 开始的十进制数字，对于同组端口（例如，一对收发光口），no 属性相同。b) 端口描述文本，不应为空，其内容应与装置背板端口描述保持一致。8.8 IntCore（跳纤/双绞线）元素8.8.1 语法描述IntCore元素，表示屏柜内跳纤或双绞线，IntCore元素的语法描述如下。8.8.2 属性说明IntCore元素属性说明见表8。表 8 IntCore 元素属性属性名称
22、属性描述name跳纤/双绞线编号标识符portA跳纤/双绞线所连接A 端口的路径，格式为：“Unit name.Board slot.Port no-direction”portB跳纤/双绞线所连接B 端口的路径，格式为：“Unit name.Board slot.Port no-direction”type跳纤/双绞线类型。枚举值为TX（跳纤）、SJX（双绞线）8.8.3 元素约束对于同属于一个 Cubicle 下的多个 IntCore 元素，其 name 属性必须唯一。8.9 Cable（物理线缆）元素8.9.1 语法描述Cable元素，表示用于连接屏柜间的物理线缆，Cable元素包含一个
23、或多个Core（线芯）元素。Cable元素的语法描述如下。8.9.2 属性说明Cable元素属性说明见表9。表 9 Cable 元素属性属性名称属性描述name物理线缆编号标识符desc物理线缆描述文本length物理线缆长度（米）coreNum物理线缆芯数，用十进制数字表示cubicleA物理线缆所连接A 屏柜的路径，格式为：“Region name.Cubicle namecubicleB物理线缆所连接B 屏柜的路径，格式为：“Region name.Cubicle name type物理线缆类型，枚举值为 GL（光缆）、WL（尾缆）、TL（跳缆）、SJX（双绞线）8.9.3 元素约束a)
24、 对于同属于一个 Substation 或 SPCL 下的多个 Cable 元素，其name 属性必须唯一。8.10 Core（线缆纤芯）元素8.10.1 语法描述Core元素，表示线缆纤芯，Core元素的语法描述如下。8.10.2 属性说明Core元素属性说明见表10。表 10 Core 元素属性属性名称属性描述no线缆纤芯序号reserve备用芯标识，枚举值为true、false，true 表示为备用芯，false 表示非备用芯，该字段缺省为falseportA线缆纤芯所连接A 端口的路径，格式为：“Unit name.Board solt.Port no-direction”，对于备用纤
25、芯，该字段为空portB线缆纤芯所连接B 端口的路径，格式为：“Unit name.Board solt.Port no-direction”，对于备用纤芯，该字段为空8.10.3 元素约束a) 对于同属于一个 Cable 下的多个 Core 元素，从“1”开始顺序编号，其 no 属性必须唯一。9 配置工具9.1 基本功能要求9.1.1 应具备友好的中文人机界面，如菜单栏、工具栏、右键操作、快捷键、帮助菜单等元素，帮助菜单包括工具帮助文档、工具版本号。9.1.2 应具备稳定性高的软件基本特性，操作流畅。9.1.3 应明确说明硬件、操作系统使用环境。9.1.4 应具备图形化显示和可视化配置功能。
26、9.1.5 配置工具保存的文件格式应满足本标准要求。9.1.6 配置工具自动生成的输出文件应支持手动调整。9.1.7 配置工具应支持工程备份和恢复，软件升级不能影响现有工程数据。9.2 IPCD 配置工具功能要求9.2.1 应支持IPCD模型文件导入，格式参见附录B；并应解析导入IPCD模型文件的装置、板卡及端口定义信息，支持校验IPCD文件与ICD文件的关联一致性。9.2.2 应支持单个小室（预制舱）、单个屏柜、单个装置的IPCD文件创建。9.2.3 应支持板卡、端口的创建以及属性的编辑。9.2.4 应具备信息浏览、信息复制以及灵活、准确的关键字检索功能。9.2.5 应具备除根节点外的各级元
27、素更新和扩展功能，且元素更新或扩展后不应影响已有元素的配置。9.2.6 应具备IPCD文件间的差异性检测功能，方便文件正确升级。9.2.7 应具备IPCD文件结构、格式和语法正确性自检及出错告警功能。9.3 SPCD配置工具功能要求9.3.1 应能完整无误地导入IPCD文件中的模型信息和赋值。9.3.2 应支持打开SPCD文件并实现对该文件的修改。应支持desc描述的重新填写。9.3.3 应支持可视化的物理连接功能，通过可视化方式配置SPCD文件。9.3.4 应具备SPCD文件向IPCD文件的分解功能。9.3.5 应具备除根节点外的各级元素更新和扩展功能，且元素更新或扩展后不应影响已有元素配置
28、。9.3.6 应具备SPCD文件间的异常性检测功能，方便文件正确升级。9.3.7 应具备 SPCD文件正确性校验功能，校验内容应包括但不限于以下内容：a) 支持校验模型文件格式是否满足本标准第8章要求；b) 支持校验模型文件中属性的完整性、准确性、唯一性等，如表11中所示；c) 支持校验物理线缆两侧所连接屏柜的有效性；d) 支持校验线缆纤芯及跳纤两侧所连接端口的有效性；e) 支持校验SPCD文件与SCD文件的关联一致性。表11 SPCD属性检验表元素属性完整性准确性唯一性SubstationnameRegionnameCubiclenameUnitnameBoardslotPortdescIntCorenameCablenameCoreno附录A（规范性附录）SPCL 语法: XML schema 定义A.1 基本类型A.1.1 SPCL_BaseSimpleTypes.xsd?xml version