CN104600848A - 一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法，所述设备包括：CPU板，模拟发送过程层SV采样报文数据；模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据，实现IRIG-B对时；总线背板，用于实现所有板件间总线通信；电源板，为装置提供电源。本发明提供的技术方案能够替代真实的合并单元、智能终端参与检测调试，且能够按照调试需求设置模拟数据数值，实现整个变电站仿真调试环境的构建。

Description

一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法

技术领域：

本发明涉及电力自动化领域，更具体涉及一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法。

背景技术：

IEC61850标准的应用推动了变电站从模拟量采集到数字化采集的转变，并逐步从数字化变电站发展到智能变电站，如今已成为智能变电站发展建设的重要基础性技术。IEC61850标准具有典型的特征之一就是采用标准的信息模型实现所有数据的建模，并通过SV、GOOSE、MMS等典型的传输方式实现不同厂家设备之间的互操作。

由于智能变电站所有数据都基于网络方式传输，因此对变电站检测调试已从传统的模拟量输入转变成报文传输。但在变电站集成调试或现场调试中，经常需要对被检测设备进行功能检测，这就需要相关设备能够发送数据报文。

当前智能变电站广泛采用的数字化测试仪能够模拟智能变电站过程层的合并单元、智能终端发送数据，以实现对变电站间隔层保护、测控设备的检测和调试。但当前的一些数字化测试仪对模拟报文的结构、参数及数据多采用人工配置的方式，模拟仿真时配置工作量较大。

也有改进后的数字化测试仪能够通过获取设备的模型来模拟报文的发送，但其仅仅只能模拟单台设备的数据，或者说仅仅实现单设备的模拟，一旦进行变电站联合调试，需要模拟多个间隔的合并单元、智能终端时，仅靠一台测试仪是难以满足测试要求的，迫于实际检测调试的环境，也不可能采购大量真实的合并单元、智能终端来进行调试，况且采购的真实设备都是各厂家私有的设备，不具有通用性，难以满足今后不断变化的不同变电站的调试需求。

虽然也有相关软件的工具的开发能够模拟发送SV采样报文和GOOSE报文，但由于这类软件多运行于WINDOWS系统，难以满足工程中实时性的要求，智能变电站对继电保护装置对SV报文发送的离散型要求小于10us，对GOOSE报文网络传输的延时性小于3ms，而运行于笔记本或台式机的软件都是WINDOWS系统，其任务调度时间都是几十甚至上百毫秒，根本无法满足工业化的应用需求。

截止到2014年初，国家电网公司已建成智能变电站840多座，后续还有上千座智能变电站计划建设，尤其是随着今后智能变电站的大规模建设，新建智能变电站的数量也越来越多，所带来的检测调试工作量也将增加。为此，本发明提供了一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法，不仅可以实现单间隔合并单元、智能终端的模拟和仿真，同时也可同时模拟多个间隔的合并单元与智能终端的模拟和仿真，可基于全站SCD文件构建整个变电站的集成调试环境，为智能变电站的单设备检测调试、系统集成调试提供了有效的手段，可有效减少调试工作量，提高调试效率。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法，能够替代真实的合并单元、智能终端参与检测调试，且能够按照调试需求设置模拟数据数值，实现整个变电站仿真调试环境的构建。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，包括：

CPU板，模拟发送过程层SV采样报文数据；模拟发送和接收过程层GOOSE报文数据；实现IRIG-B对时；

总线背板，用于实现所有板件间总线通信；

电源板：为装置提供工作电源。

本发明提供的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，所述CPU板包括：

现场可编程门阵列FPGA，用于模拟SV采样报文数据的点对点传输；

PowerPC处理器，模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据；模拟网络传输所述过程层GOOSE报文数据；模拟网络传输过程层SV采样报文数据。

本发明提供的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，所述现场可编程门阵列FPGA包括：

光纤网络传输模块，模拟等间隔点对点传输IEC61850-9-2标准的所述SV采样报文数据；

光纤串口传输模块，模拟点对点发送和接收IEC60044-8标准的采样报文数据；

所述PowerPC处理器包括：

报文数据生成模块，模拟生成所述SV采样报文数据和GOOSE报文数据；

网络传输模块，模拟网络传输所述GOOSE报文数据；模拟网络传输IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据。

本发明提供的另一优选的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，所述报文数据生成模块包括：

存储模块，存储过程层的合并单元和智能终端的ICD文件和智能变电站的录波文件；

读取模块，读取所述ICD文件中的SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数量，读取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的信息；读取所述录波文件；

获取模块，获取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数据集内各数据属性FCDA的数据类型、数据数量和数据顺序；获取所述录波文件的数据的类型和顺序；

数据模块，根据所述读取模块和获取模块的信息生成所述IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据、IEC60044-8标准的采样报文数据和GOOSE报文数据；

录波模块，存储所述虚拟二次设备的录波配置文件，读取录波文件获取SV报文采样数据，并替换所述数据模块中的SV采样报文数据。

本发明提供的再一优选的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，所述报文数据生成模块还包括：

SV采样数据设置模块，通过所述网络传输模块人工设置SV采样数据；

SV采样数据异常模块，模拟SV采样数据的异常情况，实现对智能变电站间隔层的保护测控装置处于异常能力的检测；

自动对点模块，实现GOOSE报文数据的自动对点；

测试模块，实现GOOSE报文数据收发的测试。

本发明提供的又一优选的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，所述SV采样数据设置模块包括：

参数设置模块，设置虚拟二次设备发送的互感器一二次电压分别和电流的变比；

数值设置模块，设置发送的SV采样报文数据的模拟值；

获取数据模块，根据所述参数设置模块和数据设置模块的信息，生成电压电流波形函数并抽取其离散数据；

转换模块，将所述离散数据进行转换形成IEC61850-9-2标准或IEC60044-8标准的采样报文数据，通过相应的所述传输模块进行发送。

本发明提供的又一优选的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述SV采样数据异常模块包括：

报文跳点模块，设置随机数据发生函数，模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文数据；

报文错序模块，设置采样序号随机挑选函数，将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文数据；

数据品质切换模块，在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位。

本发明提供的又一优选的一种基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟二次设备，

当模拟单个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，所述二次设备包括一块CPU板；

当模拟多个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，通过所述总线板扩展多个CPU板来实现；所有所述CPU板的硬件结构和应用模块完全相同，根据不同的ICD文件进行驱动，具有互换性。

本发明提供的一种基于模型驱动的虚拟二次设备的实现方法，包括：

模拟发送过程层SV采样报文数据；

模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据。

本发明提供的又一优选的一种实现方法，在所述报文数据模拟发送和接收前包括模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据；

所述模拟发送和接收过程层SV采样报文数据包括：模拟点对点发送和接收过程层IEC60044-8标准的采样报文数据、模拟等间隔点对点传输过程层IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据和模拟网络传输过程层IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据；

所述模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据包括模拟网络传输所述过程层GOOSE报文数据。

本发明提供的又一优选的一种实现方法，所述模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据包括：

存储过程层的合并单元和智能终端的ICD文件；

读取所述ICD文件中的SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数量，读取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的信息；

获取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数据集内各数据属性FCDA的数据类型、数据数量和数据顺序；

根据获取到的所述ICD文件中的信息生成所述IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据、IEC60044-8标准的采样报文数据和GOOSE报文数据；

当所述虚拟二次设备设有录波文件时，存储并读取所述录波文件并获取新的SV报文采样数据，并替换生成的SV采样报文数据。

本发明提供的又一优选的一种实现方法，所述模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据还包括：

人工设置SV采样数据；

模拟SV采样数据的异常情况；

自动对点GOOSE报文数据；

测试GOOSE报文数据的收发。

本发明提供的又一优选的一种实现方法，所述人工设置SV采样数据包括：

设置虚拟二次设备发送的互感器一二次电压分别和电流的变比；

设置发送的SV采样报文数据的模拟值；

根据所述参数设置模块和数据设置模块的信息，生成电压电流波形函数并抽取其离散数据；

将所述离散数据进行转换形成IEC61850-9-2标准或IEC60044-8标准的采样报文数据，并发送报文数据。

本发明提供的又一优选的一种实现方法，所述模拟SV采样数据的异常情况包括：

设置随机数据发生函数，模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文数据；

设置采样序号随机挑选函数，将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文数据；

在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位。

和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果

1、本发明提供的技术方案是针对当前智能变电站集成调试或者系统调试提出的新需求，基于智能变电站数据传输与模型配置文件具有一致性的特点，利用现有的工程经验及相关技术，设计开发基于模型驱动的智能变电站过程层虚拟仿真二次设备；

2、本发明提供的技术方案不仅能够替代真实的合并单元、智能终端参与检测调试，而且能够按照调试需求设置模拟数据数值；

3、本发明提供的技术方案同时也能够采用多CPU板扩展的方式，同时实现多个间隔的SV采样报文和GOOSE报文的模拟，实现整个变电站仿真调试环境的构建；

4、本发明提供的技术方案能够提高检测调试效率，缩短检测调试时间。

附图说明

图1为本发明提供的技术方案的单间隔虚拟二次设备框图；

图2为本发明提供的技术方案的多间隔虚拟二次设备框图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

本例的发明一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法，如图1所示，当仅仅需要模拟单间隔合并单元、智能终端时，所述设备仅需配置电源板、总线背板和单块CPU板；如图2所示，当需要模拟多个线路间隔时，仍然需要配置电源板、总线背板，但CPU板的数量可根据需要进行配置，在现有4U机箱结构下，单个4U机箱最多可接入6块CPU板。当采用单块CPU板时，整个模拟仿真装置的功能和当前数字化的测试仪是相似的，但当同时采用多块CPU板时，就可模拟多个不同间隔的SV采样数据及GOOSE状态及控制信息的传输。

电源板：接入220V交直流电压，为设备提供工作电源；

CPU板：采用嵌入式Vxworks操作系统，实现IEC61850标准SV采样报文和GOOSE报文的模拟发送，支持IEC60044-8归约的点对点发送和接收，支持IEC61850-9-2的点对点传输和网络传输，支持IRIG-B对时。

总线背板：所有板件的接入，并实现板件间总线通信；

所述CPU包括：FPGA，用于发送和接收点对点传输的采样数据，实现设备250us中断的产生；FPGA控制设备2个百兆光纤发送网口，用于实现IEC61850-9-2报文的等间隔传输,同时具有ST和SR两个端口，用于IEC60044-8报文的发送和接收；

PowerPC采用MPC8247芯片，实现SV采样报文和GOOSE报文的组包、传输以及参数的设置、模拟数据的生成；PowerPC控制3个百兆以太网，其中2个为百兆光口，1个为百兆电口，该百兆电口具有调试网口的功能，可通过该网络实现设备的远程设置。

所述方法如图3所示，包括以下步骤：

步骤s101：模拟发送过程层SV采样报文数据；

步骤s102：模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据。

所述设备的模型驱动。当所述设备上电时，可以通过CPU板PowerPC控制的百兆以太网电口以FTP的方式下装ICD文件，之后按照以下方式实现：

(1)当模拟合并单元的功能时，仅下装合并单元的ICD文件即可，由于ICD文件是基于IEC61850标准建立的，SV采样的MSVCB和数据集都是标准化的，因此不同厂家的ICD文件都可以顺利读取并解析。之后提取ICD模型文件中SV控制模块MSVCB的多播地址(MAC)、ASDU数量(noASDU)、采样标识(svID)、数据集名称(dataset)和配置版本号(confRev)，自动组建基于IEC61850-9-2的采样报文，报文中各数据均采用初始值0。而对于IEC60044-8报文的组建，则仅需获取配置的数据集及相关顺序即可，所述设备会采用IEC60044-8确定的报文结构来组织报文，仅需填充报文中的数据值即可，初始化的数据也全部都是0。最后发送报文。

(2)当模拟智能终端功能时，仅下装智能终端的ICD文件即可，设备读取GOOSE控制模块GoCB的多播地址(MAC)、GOOSE控制块路径(GoCBRef)、GOOSE标识(GOOSE ID)、GOOSE控制块数据集名称(GoCB DataSet)、应用标识(APPID)、虚拟网络标识(VLAN-ID)、虚拟网络优先级(VLAN-PRIORITY)和配置版本号(ConfRev)等，自动构建GOOSE报文，报文中各数据均为初始化的值，即若为数据为布尔型，则为0；若数据为双点位串，则为01。最后发送报文。

(3)当同时模拟合并单元、智能终端两台装置的功能时，通过FTP下装合并单元和智能终端独自的ICD文件，所述设备上电之后分别解析合并单元和智能终端两个ICD文件，并分别提取合并单元ICD文件中的SV控制模块MSVCB和智能终端ICD文件中的GOOSE控制相关参数，具体如上述(2)、(3)所示。最后发送报文。

虚拟二次设备能够模拟SV采样数据的异常情况，以实现对保护测控装置处于异常能力的检测，具体如下：

1)设置了随机数据发生函数，可以模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文；

2)设置了采样序号随机挑选函数，能够将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文；

3)设置了数据品质自动切换功能，能够在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位；

SV采样数据的设置。模拟数据的设置有两类，一种是参数的设置，一种是数据值的设置，具体如下：

1)参数的设置主要是为了SV采样数值的模拟。主要采用远程设置的方式设置一二次电压、电流互感器的变比，如110kV/100V,4000A/5A等。

2)数据的设置主要是设置SV采样报文发送的数据的大小，主要是通过设置二次值来实现。当完成一二次电压、电流互感器变比设置后，虚拟二次设备报文的默认值就正式形成，即电压采用默认的57.7V，电流采用设置的5A。

3)根据默认的电压电流配置或者人工设置的互感器一二次电压、电流变比，生成连续的电压、电流波形函数；

4)设备将连续的电压、电流波形函数按照80点/周波进行离散抽取，之后将离散的采样数据按照IEC60044-8或者IEC61850-9-2规约的模式进行传输；

5)当采用IEC60044-8规约传输时，发送的电压、电流额定值均为16位数据；当采用IEC61850-9-2规约时，发送的电压、电流为32位数据，且为一次电压、电流值；

当构建IEC60044-8报文时，由于该规约中电压、电流的数值都是16位，即数据范围在-32767—32768之间，考虑到测量电流2倍的裕度，保护电流25倍裕度的要求，各自的满码值分别为11585和463；而保护电压和测量电压由于公用同一互感器，因此两者的满码值相同，均为11585。由于当前智能变电站保护、测控、PMU等装置的采样频率均为80点/周波(4kHz),因此，其发送的模拟数据为，I保护＝463*sin(2π*50*N/80+Ф),N为一个周波内的从0-79的采样点数，Ф为初始相角，默认为0度；I测量＝11585*sin(2π*50*N/80+Ф)；U＝11585*sin(2π*50*N/80+Ф)。由于电压、电流均为A、B、C三相，在此以电压为例，Ua＝11585*sin(2π*50*N/80+Ф)，Ub＝11585*sin(2π*50*N/80-2π/3+Ф)，Uc＝11585*sin(2π*50*N/80+2π/3+Ф)，其它保护电流、测量电流与此相同。

当构建IEC61850-9-2报文时，由于该规约中电压、电流的数值都是32位，故而能够直接发送电压、电流的一次值，其中电压的最小单位10mV,电流的最小单位为1mA；在未设置一二次电压、电流互感器的变比时，电压、电流全部为0；在设置完一二次电压、电流互感器的变比后，9-2报文数据的满码值也就确定了，仍以电压变比110kV/100V、电流变比为4000A/5A为例，此时电压的满码值为110/1.732*1000*100＝1.1/1.732*10⁷，电流的满码值为4000*1000＝4*10⁶，对应于三相电压分别为Ua＝1.1/1.732*10⁷*1.414*sin(2π*50*N/80+Ф),Ub＝1.1/1.732*10⁷*1.414*sin(2π*50*N/80-2π/3+Ф),Uc＝1.1/1.732*10⁷*1.414*sin(2π*50*N/80+2π/3+Ф)，Ф为初始相角，默认为0度。

对于人工设置的参数，其设定值与额定值相比仅为提供了一个比例系数而已，若设置电压和默认电压均为57.7V,则上述电压的公式完全相同。若设置的值不同，则用Uset/57.7计算出比例系统K，此时发送的电压就分别是KUa、KUb和KUc。电流的原理与此相同，也是用设定的二次电流值除以5A(若一二次电流互感器的变比的二次部分为1A，则除以的数值为1A)，利用Iset/5计算出比例系统K，此时发送的电流就分别是KIa、KIb和KIc。对于需要设定初始相角的数据，只需将设定值替换Ф即可。可以人工设置电压、电流的初始相角，初始默认值均为0度。

SV采样数据的发送。当上述数据设置完成后，即可周期性的发送采样数据，IEC60044-8格式的报文直接通过CPU板的ETH1、ETH2口进行点对点传输，这两个光口由FPGA控制，可以满足报文间离散性小于10us的要求；而基于IEC61850-9-2格式的报文则直接通过CPU板的ETH3、ETH4以及NET(百兆电口)进行组网传输，这三个网口有CPU板的PowerPC控制，便于网络传输。当需要模拟报文异常情况下，只需要远程调用各类功能函数即可，这些即可通过telnet远程登录装置，人工输入函数名称即可；也可通过设备配备的调试工具一键式操作即可，在此要说明的是设备配备的调试工具仅仅是将远程输入函数的功能进行了封装而已，便于鼠标点击操作。当调用随机数据发生函数时，设置了随机数据发生函数，可以模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文；当调用采样序号随机挑选函数时，能够随机将后续采样报文提前发送，如0-3999的采样序号，挑选随机点号378号，后续发送380、379等，模拟错序报文的发送；当调用品质切换函数时，可随机挑选一个或者多个电压、电流量，对其数据的品质位进行切换或者替换，实现对保护、测控等间隔层装置的检测和调试。

该虚拟二次设备可以实现GOOSE报文数据的自动对点和测试。当触发设备GOOSE自动测试功能时，GOOSE报文的相关数据在发送默认值后逐一自动取反，之后再恢复到默认数据，实现对GOOSE数据收发的测试。

GOOSE报文的发送。由于GOOSE报文的发送多为状态信息、联闭锁信息、软压板投退信息，这些信息都有一个共同点，就是多为布尔型状态量(即0或者1)，仅断路器的开关状态为双点状态量(分闸状态为01，合闸状态为10)。因此获取GOOSE报文控制模块后，就能够根据GOOSE报文控制的数据集获取发送数据的类型、数据数量，然后模拟各个数据进行变位，以实现GOOSE信号的自动对点。如某一数据集有32个布尔型数据，则发送时的初始值均为0，当启动自动对点功能后，从0-31，依次从0到1，持续2秒后再恢复到0。即第一个信号从0变为1后，持续2秒，之后恢复到0；接着第二个信号从0变为1，持续2秒后在恢复到0，然后继续第三个、第四个…….直到最后一个结束，由此可以实现信号的自动对点。当然，若初始值为1，则变为0持续2秒后再恢复到1。整个自动对点的实现主要就是对原始数据取反(0变成1或者1变成0)，之后再恢复原始数据的过程。

GOOSE报文的接收。设备若需要接收保护、测控装置的报文，只需进行虚端子配置即可，由于本设备是虚拟二次设备，并不配置具体的跳闸出口回路，当收到GOOSE跳闸报文时仅告知数据的接收及具体的数据值，这也足以实现对信号的核对。

除了上述功能外，本设备还具体录波文件解析和模拟发送功能。即通过FTP远程登录的方式将后缀为.CFG和.DAT的录波文件下装到存储文件，所述设备在上电后会自动解析并获取所有发送的相关数据，由于正常情况下设备采样数据的发送都是以远程设置的方式为主，故而录波数据的发送需要人为进行切换。当人工进行切换后，即将录波发送功能使能，此次人工设置数据的发送功能在下一个秒脉冲或者采样报文为0时进行切换，以保证数据发送的连续性。

所述设备还具有SYN接口，用来接收外部的IRIG-B码对时信号，以进一步提升设备的对时精度，确保SV采样数据发送的可靠性。另外，设备还配置了ST和SR端口，主要是针对采用IEC60044-8报文的传输，ST用来来实现点对点发送，SR用来实现IEC60044-8报文的点对点接收。

上述描述的是单块CPU板功能实现的具体方式，当多块CPU同时运行时各自的运行方式完全相同，在有CPU板件出现故障时，只需更换并重新下装模型配置文件即可，因为所有的CPU板件结构及功能完全相同，只是内部模型配置文件存在差异才导致报文数据的不同，也由此实现了多个间隔数据的模拟。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：包括：

CPU板，模拟发送过程层SV采样报文数据；模拟发送和接收过程层GOOSE报文数据；实现IRIG-B对时；

总线背板，用于实现所有板件间总线通信；

电源板：为装置提供工作电源。

2.如权利要求1所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述CPU板包括：

现场可编程门阵列FPGA，用于模拟SV采样报文数据的点对点传输；

PowerPC处理器，模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据；模拟网络传输所述过程层GOOSE报文数据；模拟网络传输过程层SV采样报文数据。

3.如权利要求2所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述现场可编程门阵列FPGA包括：

光纤网络传输模块，模拟等间隔点对点传输IEC61850-9-2标准的所述SV采样报文数据；

光纤串口传输模块，模拟点对点发送和接收IEC60044-8标准的采样报文数据；

所述PowerPC处理器包括：

报文数据生成模块，模拟生成所述SV采样报文数据和GOOSE报文数据；

网络传输模块，模拟网络传输所述GOOSE报文数据；模拟网络传输IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据。

4.如权利要求3所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述报文数据生成模块包括：

存储模块，存储过程层合并单元和智能终端的ICD文件；

读取模块，读取所述ICD文件中的SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数量，读取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的信息；

获取模块，获取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数据集内各数据属性FCDA的数据类型、数据数量和数据顺序；

数据模块，根据所述读取模块和获取模块的信息生成所述IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据、IEC60044-8标准的采样报文数据和GOOSE报文数据；

录波模块，存储所述虚拟二次设备的录波配置文件，读取录波文件获取SV报文采样数据，并替换所述数据模块中的SV采样报文数据。

5.如权利要求4所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述报文数据生成模块还包括：

SV采样数据设置模块，通过所述网络传输模块人工设置SV采样数据；

SV采样数据异常模块，模拟SV采样数据的异常情况，实现对智能变电站间隔层的保护测控装置处于异常能力的检测；

自动对点模块，实现GOOSE报文数据的自动对点；

测试模块，实现GOOSE报文数据收发的测试。

6.如权利要求5所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述SV采样数据设置模块包括：

参数设置模块，设置虚拟二次设备发送的互感器一二次电压分别和电流的变比；

数值设置模块，设置发送的SV采样报文数据的模拟值；

获取数据模块，根据所述参数设置模块和数据设置模块的信息，生成电压电流波形函数并抽取其离散数据；

转换模块，将所述离散数据进行转换形成IEC61850-9-2标准或IEC60044-8标准的采样报文数据，通过相应的所述传输模块进行发送。

7.如权利要求5所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：所述SV采样数据异常模块包括：

报文跳点模块，设置随机数据发生函数，模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文数据；

报文错序模块，设置采样序号随机挑选函数，将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文数据；

数据品质切换模块，在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位。

8.如权利要求1所述的一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于：

当模拟单个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，所述二次设备包括一块CPU板；

当模拟多个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，通过所述总线板扩展多个CPU板来实现；所有所述CPU板的硬件结构和应用模块完全相同，根据不同的ICD文件进行驱动，具有互换性。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种虚拟二次设备的实现方法，其特征在于：包括：

模拟发送过程层SV采样报文数据；

模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据。

10.如权利要求9所述的一种实现方法，其特征在于：在所述报文数据模拟发送和接收前包括模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据；

所述模拟发送和接收过程层SV采样报文数据包括：模拟点对点发送和接收过程层IEC60044-8标准的采样报文数据、模拟等间隔点对点传输过程层IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据和模拟网络传输过程层IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据；

所述模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据包括模拟网络传输所述过程层GOOSE报文数据。

11.如权利要求10所述的一种实现方法，其特征在于：所述模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据包括：

存储过程层的合并单元和智能终端的ICD文件；

读取所述ICD文件中的SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数量，读取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的信息；

获取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数据集内各数据属性FCDA的数据类型、数据数量和数据顺序；

根据获取到的所述ICD文件中的信息生成所述IEC61850-9-2标准的SV采样报文数据、IEC60044-8标准的采样报文数据和GOOSE报文数据；

当所述虚拟二次设备设有录波文件时，存储并读取所述录波文件并获取新的SV报文采样数据，并替换生成的SV采样报文数据。

12.如权利要求11所述的一种实现方法，其特征在于：所述模拟生成SV采样报文数据和GOOSE报文数据还包括：

人工设置SV采样数据；

模拟SV采样数据的异常情况；

自动对点GOOSE报文数据；

测试GOOSE报文数据的收发。

13.如权利要求12所述的一种实现方法，其特征在于：所述人工设置SV采样数据包括：

设置虚拟二次设备发送的互感器一二次电压分别和电流的变比；

设置发送的SV采样报文数据的模拟值；

根据所述参数设置模块和数据设置模块的信息，生成电压电流波形函数并抽取其离散数据；

将所述离散数据进行转换形成IEC61850-9-2标准或IEC60044-8标准的采样报文数据，并发送报文数据。

14.如权利要求12所述的一种实现方法，其特征在于：所述模拟SV采样数据的异常情况包括：

设置随机数据发生函数，模拟发送SV采样报文在连续10个采样点以内的采样报文跳点的异常报文数据；

设置采样序号随机挑选函数，将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文数据；

在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位。