基于C#.NET的IEC—61850配置工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

李祿源

摘 要：本文主要分析在SCL中XML技術(shù)的運(yùn)用，深入探究XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與IEC-61850間的映射關(guān)系，從而完善文檔類型定義，繼而闡述C#.NET語(yǔ)言設(shè)計(jì)的SCL配置工具設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：C#.NET IEC-61850配置工具 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0029-01

在現(xiàn)階段，國(guó)際電工委員會(huì)已經(jīng)制定了IEC-61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，為了強(qiáng)化互操作性，健全電力系統(tǒng)無(wú)縫通信系統(tǒng)機(jī)制，在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中完善了變電站配置描述語(yǔ)言（SCL），即變電站對(duì)象模型描述法則。筆者綜合自身多年來(lái)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于C#.NET條件下，探究SCL配置工具的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)，促使工程人員掌握界面操作方法，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，進(jìn)而生成系統(tǒng)的配置文件。

1 基于SCL下的XML技術(shù)運(yùn)用

XML作為文本數(shù)據(jù)界定的一種標(biāo)準(zhǔn)方法，可任意創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。針對(duì)此技術(shù)而言，用戶能夠自定義標(biāo)簽，同時(shí)對(duì)具有層次結(jié)構(gòu)的嵌套具有支持作用。不管是在何種平臺(tái)下，XML文件格式均適用，在不同程序與用戶間能夠交換數(shù)據(jù)。在使用過(guò)程中，可采用一套規(guī)則來(lái)對(duì)文檔進(jìn)行描述，事先對(duì)程序間共享數(shù)據(jù)可以不進(jìn)行協(xié)調(diào)。從本質(zhì)上來(lái)講，在變電站的自動(dòng)化通信系統(tǒng)中，基于發(fā)揮XML載體作用下，SCL配置語(yǔ)言對(duì)智能電子設(shè)備以及變電站進(jìn)行建模。在使用過(guò)程中，不再局限于系統(tǒng)平臺(tái)與編程語(yǔ)言限制，從運(yùn)用角度出發(fā)，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面上：第一，在變電站系統(tǒng)中，基于Web網(wǎng)絡(luò)下，非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)自由傳輸；第二，已經(jīng)成為了系統(tǒng)配置文件的一種規(guī)范格式，同時(shí)也是智能電子設(shè)備與變電站配置文件。

1.1 XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與IEC-61850的關(guān)系

遵循IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)模型，考慮XML數(shù)據(jù)約定規(guī)則，發(fā)現(xiàn)兩者間具有映射關(guān)系。在智能電子設(shè)備模型中，用樹(shù)型結(jié)構(gòu)表示tVal信息，將XCBR結(jié)構(gòu)中元素Pos的子元素用邏輯節(jié)點(diǎn)表示，其本身涵蓋如類型、觸發(fā)條件以及功能約束等信息。在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中，為了保證信息的完整，使其具備原有結(jié)構(gòu)，XML運(yùn)用屬性方式來(lái)進(jìn)行保存，在傳遞用戶環(huán)節(jié)，充分保證了數(shù)據(jù)的完整性以及真實(shí)性。

1.2 文檔類型定義

針對(duì)數(shù)據(jù)類型定義而言，基于XML語(yǔ)法規(guī)則作用下，能夠?qū)ML格式文件（即SCL配置文件）進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確度較高。在配置文件創(chuàng)建過(guò)程中，為了保障配置文件的可讀性以及有效性，需要規(guī)則以及約束機(jī)制支持。由此可知，在配置工具設(shè)計(jì)時(shí)，必須要綜合考慮三個(gè)方面的內(nèi)容：第一，XML文檔有效性；第二，配置文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與建模規(guī)則的吻合性；第三，配置文件數(shù)據(jù)的時(shí)效性。

2 SCL配置描述與功能結(jié)構(gòu)

SCL配置描述語(yǔ)言主要對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行描述，以XML為載體。具體而言，SCL主要描述內(nèi)容包括五個(gè)方面：一是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；二是一次設(shè)備功能；三是網(wǎng)絡(luò)通信；四是智能設(shè)備功能與服務(wù)；五是數(shù)據(jù)模版。綜合系統(tǒng)描述信息以及IED能力，配置工具將描述的信息自動(dòng)生成相應(yīng)的配置文件。SCL配置工具導(dǎo)入系統(tǒng)詳述文件與IED能力描述文件，依據(jù)實(shí)際要求，完成界面配置工作。而配置工具不僅能生成系統(tǒng)配置描述文件，同時(shí)也能將IED配置文件導(dǎo)出。

針對(duì)SCL語(yǔ)法規(guī)則與配置結(jié)構(gòu)而言，按照SCL中的DTD文檔約束XML格式的配置文件。通常而言，SCL主要包括五個(gè)結(jié)構(gòu)：一是Header，對(duì)SCL文檔版本、命名方式與修訂號(hào)等信息進(jìn)行描述；二是Substation，主要描述變電站的電壓等級(jí)、主元件與間隔等信息；三是IED，對(duì)智能電子裝置功能結(jié)構(gòu)與通信服務(wù)進(jìn)行描述；四是Communi-cation，對(duì)變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布狀況進(jìn)行描述；五是DataTypeTemplates，定義數(shù)據(jù)模版，簡(jiǎn)化配置步驟，導(dǎo)入枚舉類型與基本公共數(shù)據(jù)類型。

3 SCL配置工具的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1 工具界面配置

基于C#.NET編程語(yǔ)言下，配置工具進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，界面控件易用，默認(rèn)使用功能強(qiáng)大，代碼安全系數(shù)高。工具界面主要有三個(gè)模塊：一是主菜單，可以完成常規(guī)操作，顯示配置規(guī)則；二是樹(shù)型控件與右鍵菜單，提示配置結(jié)構(gòu)，用戶經(jīng)由右鍵菜單完成數(shù)據(jù)元素操作；三是數(shù)據(jù)格，對(duì)元素屬性進(jìn)行配置。

3.2 XML操作功能模塊

配置工具在操作中運(yùn)用XmlDataDocum

ent描述文件目標(biāo)模型DOM的類，訪問(wèn)方式快速，同時(shí)對(duì)變電站結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。DOM在操作XML時(shí)，主要選取元素與屬性集合，完成各項(xiàng)的檢測(cè)，繼而選擇合適節(jié)點(diǎn)，適用于不同版本操作，減弱了程序的可移植性。在C#.NET運(yùn)用過(guò)程中，由于涵蓋XML類根命名空間，配置文件導(dǎo)入與導(dǎo)出便捷。此外，樹(shù)視控件與XML文檔間具有識(shí)別性，在一種形式可以生成不同的格式。

3.3 配置檢測(cè)模塊

在樹(shù)控件中配置過(guò)程中，當(dāng)元素增加時(shí)，必須要查找其約束規(guī)則。本軟件在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到查找的便捷，創(chuàng)建了SchemaRules結(jié)構(gòu)體，以ElementName作為存儲(chǔ)元素類別名，而其約束元素為ElementRules。在配置中，當(dāng)加入元素時(shí)，可按照元素類別來(lái)進(jìn)行約束規(guī)則的查找，于RulesList中置入該項(xiàng)， 分析元素的配置動(dòng)態(tài)，繼而生成右鍵菜單項(xiàng)，強(qiáng)制項(xiàng)自動(dòng)添加禁止用作刪除操作，下載修改可在RulesList中來(lái)定位。

3.4 配置工具功能模塊

采用事件觸發(fā)方式，經(jīng)由界面配置來(lái)完成內(nèi)部的創(chuàng)建工作。配置工具以樹(shù)控件模塊與文檔對(duì)象內(nèi)存樹(shù)為基礎(chǔ)，在操作中主要采用檢索約束規(guī)則規(guī)范來(lái)進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要在IEC-61850配置文件中，要重視XML技術(shù)的運(yùn)用，優(yōu)化SCL配置語(yǔ)言結(jié)構(gòu)與配置工具設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)C#.NET編程語(yǔ)言。

參考文獻(xiàn)

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