中国电力 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (1): 255-262.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202308062
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叶远波1(), 王吉文1, 汪伟1, 毛玉荣2(
), 王志华2
收稿日期:
2023-08-15
出版日期:
2024-01-28
发布日期:
2024-01-23
作者简介:
叶远波(1973—),男,通信作者, 硕士,高级工程师(教授级),从事电力系统继电保护研究,E-mail:21330683@qq.com基金资助:
Yuanbo YE1(), Jiwen WANG1, Wei WANG1, Yurong MAO2(
), Zhihua WANG2
Received:
2023-08-15
Online:
2024-01-28
Published:
2024-01-23
Supported by:
摘要:
针对智能变电站配置描述(substation configuration description,SCD)文件变更、智能变电站二次设备配置不清晰导致运维工作量剧增的问题,提出基于哈希和编辑距离算法的SCD双层向量化与变更校验技术。首先,考虑文件变更的启动与校验,应用节点元素、校验码与元素属性构建面向SCD文件解析的双层向量模型;其次,利用哈希算法将构建的文本向量模型转化为哈希字符串向量模型;然后,引入编辑距离算法分别计算原始文件与变更文件的双层向量模型相似度,基于第一层相似度比较构成第二层校验启动判据,基于第二层相似度结合回溯路径方法实现变更校验;最后,通过算例分析验证了所提算法的有效性。
叶远波, 王吉文, 汪伟, 毛玉荣, 王志华. 基于哈希和编辑距离算法的SCD双层向量化与变更校验技术[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 255-262.
Yuanbo YE, Jiwen WANG, Wei WANG, Yurong MAO, Zhihua WANG. SCD Two-Layer Vectorization and Change Verification Technology Based on Hash and Edit Distance Algorithm[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 255-262.
变更 方式 | 装置 | 具体 变化 | 修改结果 | 变更前SCD | 变更后SCD | |||||
CG5002 | 通信方式变化 | 关键元素参数或条目数变化 | GSE条目数:6 | GSE条目数:0 | ||||||
修改 | CM5001 | 虚端子变化 | CRC校验码变化 | CRC校验码:val=DA3775D4 | CRC校验码:val=B05C705A | |||||
CG02 | 间隔 变化 | IED设备名称变化 | 公用测控2 | 公用测控3 | ||||||
增加 | CB5031 | 设备 增加 | IED新增设备 | CRC校验码:val= 0XLA58E449 | ||||||
删减 | PZ3501 | 设备 删减 | IED停用设备 | CRC校验码:val= 0XC4FADE55 |
表 1 SCD变更方式
Table 1 SCD change mode
变更 方式 | 装置 | 具体 变化 | 修改结果 | 变更前SCD | 变更后SCD | |||||
CG5002 | 通信方式变化 | 关键元素参数或条目数变化 | GSE条目数:6 | GSE条目数:0 | ||||||
修改 | CM5001 | 虚端子变化 | CRC校验码变化 | CRC校验码:val=DA3775D4 | CRC校验码:val=B05C705A | |||||
CG02 | 间隔 变化 | IED设备名称变化 | 公用测控2 | 公用测控3 | ||||||
增加 | CB5031 | 设备 增加 | IED新增设备 | CRC校验码:val= 0XLA58E449 | ||||||
删减 | PZ3501 | 设备 删减 | IED停用设备 | CRC校验码:val= 0XC4FADE55 |
相似度 | 情况判断 | 操作处理 | ||
S=1 | 完全相同 | 无须启动 | ||
0≤S<0.78 | 不会出现 | 无须启动 | ||
0.78≤S<1 | 部分不同 | 启动 |
表 2 第一层相似度计算情况及操作
Table 2 Similarity calculation and operation of the first layer
相似度 | 情况判断 | 操作处理 | ||
S=1 | 完全相同 | 无须启动 | ||
0≤S<0.78 | 不会出现 | 无须启动 | ||
0.78≤S<1 | 部分不同 | 启动 |
SCD | 向量 | n1 | n2 | n3 | n4 | |||||
变更前 | 50 | 116 | 206 | 788 | ||||||
变更后 | 50 | 120 | 218 | 846 |
表 3 IED第一层向量
Table 3 The IED first layer vector
SCD | 向量 | n1 | n2 | n3 | n4 | |||||
变更前 | 50 | 116 | 206 | 788 | ||||||
变更后 | 50 | 120 | 218 | 846 |
向量 | Ni | Ai | Di | Li | Si | Mi | Gi | |||||||
CG5001 | 1 | 3 | 20 | Ex | 0 | 0 | ||||||||
PS1001 | 3 | 9 | 43 | Ex | Ex | Ex | ||||||||
IC2201A | 2 | 6 | 31 | 0 | 0 | Ex | ||||||||
CG5001 | 1 | 3 | 20 | Ex | 0 | 0 | ||||||||
PS1001 | 3 | 8 | 40 | Ex | Ex | Ex | ||||||||
IC2201A | 2 | 7 | 37 | 0 | 0 | Ex |
表 4 IED第二层向量
Table 4 IED second layer vector
向量 | Ni | Ai | Di | Li | Si | Mi | Gi | |||||||
CG5001 | 1 | 3 | 20 | Ex | 0 | 0 | ||||||||
PS1001 | 3 | 9 | 43 | Ex | Ex | Ex | ||||||||
IC2201A | 2 | 6 | 31 | 0 | 0 | Ex | ||||||||
CG5001 | 1 | 3 | 20 | Ex | 0 | 0 | ||||||||
PS1001 | 3 | 8 | 40 | Ex | Ex | Ex | ||||||||
IC2201A | 2 | 7 | 37 | 0 | 0 | Ex |
对比向量 | L | S | ||
215 | 0.8352 | |||
0 | 1 | |||
552 | 0 | |||
93 | 0.9051 |
表 5 各IED向量编辑距离和相似度
Table 5 The IED vector edit distance and similarity
对比向量 | L | S | ||
215 | 0.8352 | |||
0 | 1 | |||
552 | 0 | |||
93 | 0.9051 |
1 | 严亚兵, 褚旭, 肖豪龙, 等. 基于改进支持向量机的数字化变电站安全措施生成技术[J]. 中国电力, 2023, 56 (10): 194- 201. |
YAN Yabing, CHU Xu, XIAO Haolong, et al. Automatic generation technology of safety measures for digital substation based on improved support vector machine[J]. Electric Power, 2023, 56 (10): 194- 201. | |
2 | 范世源, 王超, 向鑫, 等. 中高压直流变压器拓扑综述[J]. 东北电力大学学报, 2022, 42 (5): 15- 24. |
FAN Shiyuan, WANG Chao, XIANG Xin, et al. Topology review of medium-high voltage DC transformers[J]. Journal of Northeast Electric Power University, 2022, 42 (5): 15- 24. | |
3 | 金镇山, 关紫嫣, 姜鹏, 等. 智能变电站配置文件可视化及管控系统研究[J]. 黑龙江电力, 2017, 39 (6): 486- 491. |
JIN Zhenshan, GUAN Ziyan, JIANG Peng, et al. On visualization and management system of intelligent substation SCD file[J]. Heilongjiang Electric Power, 2017, 39 (6): 486- 491. | |
4 | 苏麟, 娄悦, 许志勇, 等. 智能变电站中一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法[J]. 电气应用, 2016, 35 (1): 72- 76. |
SU Lin, LOU Yue, XU Zhiyong, et al. A SCD version comparison method based on standard intermediate process files in intelligent substations[J]. Electrical Applications, 2016, 35 (1): 72- 76. | |
5 | 高磊. IEC 61850 SCL配置文件比对工具的研究与实现[J]. 电力系统自动化, 2013, 37 (20): 88- 91, 96. |
GAO Lei. Research and implementation of comparison tool for IEC 61850 SCL configuration file[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37 (20): 88- 91, 96. | |
6 | 伊洋, 胡苏凯, 周宇, 等. 智能变电站SCD文件二维校验码校验方法研究[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43 (2): 113- 118. |
YI Yang, HU Sukai, ZHOU Yu, et al. Research of smart substation SCD file check based on two-dimensional check code[J]. Power System Protection and Control, 2015, 43 (2): 113- 118. | |
7 | 冯义, 张承模, 刘宏君, 等. 智能变电站SCD文件版本差异化比较研究与应用[J]. 电网与清洁能源, 2015, 31 (1): 60- 64,68. |
FENG Yi, ZHANG Chengmo, LIU Hongjun, et al. Research and application of version differences of the smart substation SCD file[J]. Advances of Power System & Hydroelectric Engineering, 2015, 31 (1): 60- 64,68. | |
8 | 王松, 宣晓华, 陆承宇. 智能变电站配置文件版本管理方法[J]. 电力系统自动化, 2013, 37 (17): 95- 98. |
WANG Song, XUAN Xiaohua, LU Chengyu. Version management method of smart substation configuration file[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37 (17): 95- 98. | |
9 | 涂刚, 黄瑞莹, 胡卓伟, 等. 智能变电站SCD文件比对优化技术研究[J]. 山东电力高等专科学校学报, 2022, 25 (2): 28- 30. |
TU Gang, HUANG Ruiying, HU Zhuowei, et al. Research on optimization of SCD file comparison technology for smart substations[J]. Journal of Shandong Electric Power College, 2022, 25 (2): 28- 30. | |
10 | 李永亮, 李刚. IEC61850第2版简介及其在智能电网中的应用展望[J]. 电网技术, 2010, 34 (4): 11- 16. |
LI Yongliang, LI Gang. An Introduction to 2nd Edition of IEC 61850 and Prospects of Its Application in Smart Grid[J]. Power System Technology, 2010, 34 (4): 11- 16. | |
11 | 高阳. 基于IEC61850的IED配置工具的实现[D]. 济南: 山东大学, 2015. |
GAO Yang. Implementation of IED configuration tool based on IEC61850[D]. Jinan: Shandong University, 2015. | |
12 | 吴永超, 王增平, 吕燕石, 等. 变电站配置语言的应用及解析[J]. 电力系统保护与控制, 2009, 37 (15): 38- 41. |
WU Yongchao, WANG Zengping, LÜ Yanshi, et al. Application and parsing of substation configuration language[J]. Power System Protection and Control, 2009, 37 (15): 38- 41. | |
13 | 马杰, 李磊, 黄德斌, 等. 智能变电站二次系统全过程管控平台研究与实践[J]. 电力系统保护与控制, 2013, 41 (2): 67- 72. |
MA Jie, LI Lei, HUANG Debin, et al. Research and practice on the whole process management platform of the secondary system in smart substation[J]. Power System Protection and Control, 2013, 41 (2): 67- 72. | |
14 | 高亚栋, 朱炳铨, 李慧, 等. 数字化变电站的“虚端子”设计方法应用研究[J]. 电力系统保护与控制, 2011, 39 (5): 124- 127. |
GAO Yadong, ZHU Bingquan, LI Hui, et al. Application research on design method for “virtual terminal” of digital substation[J]. Power System Protection and Control, 2011, 39 (5): 124- 127. | |
15 | 张璇, 袁得嵛, 金波. 基于语义的网络交易论坛虚拟身份同一性识别[J]. 信息网络安全, 2020, 20 (12): 47- 53. |
ZHANG Xuan, YUAN Deyu, JIN Bo. Virtual identity identification based on semantic for network trading platform[J]. Netinfo Security, 2020, 20 (12): 47- 53. | |
16 | 姜佳. 文本表示模型及相似度计算算法研究与应用[D]. 西安: 西安科技大学, 2020. |
JIANG Jia. Research and application of text representation model and similarity calculation algorithm [D]. Xi'an : Xi'an University of Science and Technology, 2020. | |
17 | 付旭. 基于IEC61850的智能控制系统的研究与设计[D]. 北京: 华北电力大学(北京), 2010. |
FU Xu. Research and design of intelligent control system based on IEC61850[D]. Beijing: North China Electric Power University (Beijing), 2020. | |
18 | 刘清泉, 郝晓光, 何磊. 智能变电站二次系统信息标准化平台关键环节与技术[J]. 中国电力, 2017, 50 (4): 176- 180. |
LIU Qingquan, HAO Xiaoguang, HE Lei. Key link and technology of secondary information standardization platform of smart substation[J]. Electric Power, 2017, 50 (4): 176- 180. | |
19 | 罗勇. 基于IEC61850的IED实时通信数据库一种实现方法分析[J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2008, 13 (3): 35- 39. |
LUO Yong. Analysis on implementation of real - time database based on protocol of IEC 61850[J]. Journal of Chongqing Electric Power College, 2008, 13 (3): 35- 39. | |
20 | 郝晓光, 赵宇皓, 尹项根, 等. 基于中间模型文件的智能变电站虚回路校验研究[J]. 电力科学与技术学报, 2020, 35 (5): 132- 137. |
HAO Xiaoguang, ZHAO Yuhao, YIN Xianggen, et al. Intelligent substation virtual circuit check based on the intermediate model file[J]. Journal of Electric Power Science and Technology, 2020, 35 (5): 132- 137. | |
21 | 皮志勇, 朱益, 廖玄, 等. 智能变电站多信息融合建模的通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2023, (56): 207- 215. |
PI Zhiyong, ZHU Yi, LIAO Xuan, et al. Fault location method for communication link with multi-information fusion modeling of smart substation[J]. Electric Power, 2023, (56): 207- 215. | |
22 | 鲁志伟, 董威, 冷赫, 等. 变电站外短路时架空地线分流系数的计算方法[J]. 东北电力大学学报, 2023, 43 (2): 18- 24. |
LU Zhiwei, DONG Wei, LENG He, et al. Calculation method of shunt coefficient of overhead ground wire during short circuit outside substation[J]. Journal of Northeast Electric Power University, 2023, 43 (2): 18- 24. | |
23 | 何锋, 谷锁林, 陈彦辉. 基于编辑距离相似度的文本校验技术研究与应用[J]. 飞行器测控学报, 2015, 34 (4): 389- 394. |
HE Feng, GU Suolin, CHEN Yanhui. Text proofreading technology based on levenshtein distance similarity[J]. Journal of Spacecraft TT & C Technology, 2015, 34 (4): 389- 394. | |
24 | 叶远波, 章昊, 王同文, 等. 基于边缘物联的电力系统二次继保设备测试管控技术[J]. 中国电力, 2023, 56 (7): 156- 162, 174. |
YE Yuanbo, ZHANG Hao, WANG Tongwen, et al. Test and control technology for secondary relay protection equipment of power system based on edge IoT[J]. Electric Power, 2023, 56 (7): 156- 162, 174. | |
25 | 李肖博, 于杨, 姚浩, 等. 新一代智能变电站采控装置[J]. 中国电力, 2022, 55 (4): 85- 92. |
LI Xiaobo, YU Yang, YAO Hao, et al. Sample-control-device of smart substation[J]. Electric Power, 2022, 55 (4): 85- 92. |
[1] | 皮志勇, 朱益, 廖玄, 李振兴, 方豪, 吴沛. 智能变电站多信息融合建模的通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 207-215. |
[2] | 皮志勇, 朱益, 廖玄, 李振兴, 方豪, 吴沛. 基于深度学习的智能变电站通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2023, 56(7): 136-145. |
[3] | 钟鸣, 陶军, 刘洵宇, 杨逸, 杨炳元. 智能变电站光纤虚实回路映射及故障诊断技术[J]. 中国电力, 2023, 56(10): 171-178. |
[4] | 李肖博, 于杨, 姚浩, 习伟, 蔡田田. 新一代智能变电站采控装置[J]. 中国电力, 2022, 55(4): 85-92. |
[5] | 何金栋, 王宇, 赵志超, 李俊娥, 谢新志, 张锐文, 柳玙卿, 裘德熙. 智能变电站嵌入式终端的网络攻击类型研究及验证[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 81-91. |
[6] | 王利平, 庞晓艳, 朱雨, 刘鑫, 赵子涵, 张旭丰, 丁希亮. 基于物联网和移动互联的二次设备运维技术研究与应用[J]. 中国电力, 2019, 52(3): 177-184. |
[7] | 王平, 贾立莉, 李守学, 李抗, 律方成. 110 kV全户内智能变电站接地网优化设计[J]. 中国电力, 2018, 51(3): 42-48. |
[8] | 汪东, 何瑞文, 江青云. 智能变电站虚拟局域网精细化配置方法[J]. 中国电力, 2018, 51(11): 147-153. |
[9] | 邹振宇, 孙中尉, 修黎明, 韩本帅, 牛得存. 智能变电站信息模型组态解耦技术研究[J]. 中国电力, 2018, 51(1): 78-82. |
[10] | 王小立, 刘海涛, 张旭丰, 施宇. 基于网络分析仪的智能变电站配置文件在线管控研究与应用[J]. 中国电力, 2017, 50(8): 141-145. |
[11] | 刘清泉, 郝晓光, 何磊. 智能变电站二次系统信息标准化平台关键环节与技术[J]. 中国电力, 2017, 50(4): 176-180. |
[12] | 李劲彬, 夏天, 陈隽, 韩柳, 冯英. 集成式隔离断路器运维检修系列标准创制与应用[J]. 中国电力, 2017, 50(11): 84-89. |
[13] | 凌光, 王志亮, 吕建龙, 何强. 基于OPNET的智能变电站过程层网络建模方法[J]. 中国电力, 2017, 50(1): 79-84. |
[14] | 尹笋,杨德培,郑永康,童晓阳,蔡刚林,庄先涛,田力智,潘峰,陈络风,胡德峰. 智能变电站SCD中设备虚端子图形化生成系统的设计与实现[J]. 中国电力, 2016, 49(5): 129-135. |
[15] | 唐凡,董默,刘守瑞,乔辉. 智能变电站虚回路检验工具的开发与应用[J]. 中国电力, 2016, 49(5): 136-140. |
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