CN104868599B - 一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统及仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统及仿真方法,包括数字物理混合仿真系统和信息记录仿真及分析系统,SCD文件解析模块,解析变电站配置描述SCD文件;配置读取模块,提取出相关测试用例所需要的基本配置信息;模板及用例管理模块,用来收录并管理测试用例及针对测试用例的标准响应模板;智能装置接口仿真模块,仿真发送符合IEC 61850规范的相关报文。本发明采用基于报文响应模板的智能测试结果分析的方法将人工智能引入到对结果的快速分析中,利用系统的报文仿真能力,灵活地设计测试实例,智能组织并实现测试条件,极大地提高了测试及分析的效率及准确性。

Description

一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统及仿真方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种调试系统,尤其涉及一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系 统及仿真方法。
背景技术
[0002] IEC61850是国际电工委员会TC57工作组针对解决变电站自动化系统面临的互操 作性问题最新制定的《变电站通信网络和系统》系列标准,是全世界唯一的新一代的变电站 网络通信体系,适应分层的IH)和变电站自动化系统,为电力系统自动化产品的“统一标准、 统一模型、互联开放”的格局奠定了基础。该标准得到国内外大部分主流厂家的支持,成为 全球在电力系统变电站自动化领域统一的信息交互标准。
[0003] IEC61850标准的制定是从2〇〇〇年开始逐步完善的。经历了近十几年的研究、学习 及探索,基于此标准建立的智能化变电站日趋成熟,智能化变电站的建设将进入快速成长 阶段。
[0004] IEC61850标准的引入使得通过专门的数据通讯网络,以标准的模型在不同厂家、 不同类型的智能设备间的信息交换成为可能。但因不同厂家对标准理解的出入,通讯或智 能设备故障等原因,加上复杂的一次故障条件,很容易造成信息交换上以及智能电子装置 (IED)自身处理逻辑上的失误,从而导致无法预期的后果或使系统响应无法做到最优。利用 传统的保护测试、调试工具、手段及方法,无力真实模拟全系统的情况,使系统对一些特殊 故障条件的响应变得难以预测,同时还存在着测试、调试周期长,结果不可靠等问题。同样 的问题还会出现在对二次系统的例行检查及监测过程中,因而造成无力及时发现系统的隐 患,妨碍了系统运行可靠性的提高,因此推出一个含完备的数字及物理二次设备的混合仿 真及检测功能的智能变电站仿真实验系统,具有十分重大的现实意义及应用前景。
[0005] 采用IEC61850标准通信的变电站,智能设备之间的交互的报文通常有三种:
[0006] G00SE(Generic Object Oriented Substation Events)报文,及通用的面向对象 的变电站事件报文。主要是用来发送的状态及状态变化信息,状态变化称之为事件。
[0007] SMV (Sampled Measured Value)报文,及采样测量值报文。主要用来传递传感采集 到的电气量。
[0008] GOOSE报文和SMV报文是基于二层传输,一般采用多播的方式传播。报文发送快速 稳定。除了这两种之外,还有MMS报文。
[0009] MMS (Manufacturing Message Specification)是由国际标准化组织ISO制定的一 套用于开发和维护工业自动化系统的国际标准报文规范。MMS规范了工业领域具有通信能 力的智能传感器、智能电子设备、智能控制设备的通信行为,使出自不同厂商的设备之间具 有互操作性,使系统集成变得简单、方便。IEC61850标准吸收并应用制造报文规范MMS,通过 对真实设备及其功能进行建模的方法,实现网络环境下计算机应用程序或智能电子设备 IED (Intelligent Electronic Device)之间数据和监控信息的实时交换。MMS广泛用于遥 控设备,设备自身状态及采集到的非电气量信息。
[0010] 随着数字化/智能化变电站的逐渐推广和应用,IECei850通讯被广泛应用于变电 站自动化系统中。系统中装置交互方式发生改变,装置之间的关联通过网络化的报文交换 来建立,而非通过过去的繁杂但清晰的物理连线来建立。这一方面简化了系统接线,增加了 系统的整体可靠性,但另一方面给变电站的调测带来了新的挑战。
[0011] 与数字化/智能化系统相比,传统交互方式是通过电缆将需要相互通信的装置连 接在一起,用电气模拟信号传递信息;装置的关联可以通过现场电缆连接情况清楚地知道。 数字化之后,装置交互方式是通过光纤网络将所有装置连接在一起,用上述三种报文传递 信息;所有相互通信或不通信的装置都连接在网络中,装置的逻辑关联关系无法从物理连 线清楚地知道。
[0012] 而数字化/智能化系统中装置的逻辑关联关系,通过变电站配置语言(SCL)模型描 述,记录在变电站配置描述(SCD)文件中。但是,目前很难校验整个系统中的装置是否按照 SCD中配置的关联相互通信,装置通信过程和步骤也不清楚。以数字化/智能化变电站中广 泛使用的用于系统保护的智能电子装置为例,一般的保护测试仪倾向于和被测装置建立一 对一的互连,缺乏整个系统配置信息,无法对系统整体响应进行记录及检验。难以对保护进 行高效测试,无法分析智能变电站中各装置间的联动交互过程。
[0013] 实时数字仿真技术(RTDS)在电力系统中的应用是发展的相对成熟的数字运算技 术。但仿真的主要目标是一次系统对各种电气条件的响应。对智能变电站而言,一个完备的 系统,是由一、二次结合和配合产生的。基于此,需要对传统的基于RTDS的仿真系统进行改 造,使其成为兼容数字仿真及真实物理IED设备的一个混合仿真环境,从而允许仿真系统可 以模拟各种一次电气条件并观察在这些条件下物理IED设备的响应,用来对系统的必要保 护设置、保护逻辑做准确判断。
[0014] 但仿真系统本身尤其是混合了物理IED的仿真系统,因无法全面记录所涉及的全 部二次设备的响应,只具备有限的数据分析能力。为做到对整个系统内的响应有全景式的 了解,通常还需要辅以各式包括故障录波仪在内的记录分析仪器,使整个系统的配置、配合 显得过于繁杂,增加了对结果了解分析的难度。
[0015]以往的针对IEC61850变电站自动化系统的网络通信记录分析系统及方法,只能根 据对系统配置的解读,来简单的、孤立的判断报文的格式是否符合配置,无法对代表着被测 系统业务逻辑的报文间相互关系进行快速分析。同时以往的系统及方法缺乏对智能装置接 口的仿真能力,从而十分影响测试、分析效率及结果。
发明内容
[0016]本发明的目的是提供一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统及仿真方法, 能对被测系统业务逻辑的报文间相互关系进行快速分析,且测试、分析效率大大提高。
[0017] 本发明采用下述技术方案:
[0018] 一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统,
[0019] 包括用于将变电站一次系统的配置信息送入通信网络的用户操作界面;
[0020] 用于产生变电站一次系统的电气条件的数字物理混合仿真系统;
[0021] 用于和数字物理混合仿真系统进行信息交互的待测物理智能装置;
[0022] 用于捕获数字物理混合仿真系统及智能物理装置的各交互信息,并根据变电站一 次系统的配置,对接收到的交互信息进行实时分析、上报分析结果的信息记录及分析系统;
[0023] 所述的用户操作界面、待测物理智能装置、信息记录及分析系统和数字物理混合 仿真系统分别通过物理接口连接到通信网络。
[0024] 所述的数字物理混合仿真系统由变电站一次数值计算模块、智能控制器仿真模 块、数字信号合并单元模块、报文模拟模块和人机界面模块组成;变电站一次数值计算模块 的输出端连接智能控制器仿真模块的输入端,智能控制器仿真模块的输出端连接数字信号 合并单元模块的输入端,数字信号合并单元模块的输出端连接报文模拟模块的输入端,报 文模拟模块的输出端连接人机界面模块的输入端。
[0025] 所述信息记录及分析系统包括记录模块和分析模块,记录模块的输入端通过通信 网络与分析模块连接。
[0026] 所述的待测物理智能装置为符合IEC61850标准的广泛应用于智能化/数字化变电 站的IH)装置,如继电保护装置或测量控制装置或安全稳定控制装置。
[0027]智能变电站报文仿真测试与关联报文分析系统的仿真方法,包括以下几个步骤: [0028]步骤一:用户通过用户操作界面编辑待仿真的变电站一次系统的单线图,并在单 线图上,通过图库模一体化手段,定义各类变电站一次系统的各电力设备的电气参数;将编 辑好的一次系统配置发布到数字物理混合仿真系统,用于后续的仿真,该变电站一次系统 配置中被同时发往信息记录及分析系统用于后续的信息实时分析;
[0029] 步骤二:用户操作界面根据符合IEC61850标准的配置文件,配置和变电站一次系 统配合的二次系统,导入描述二次系统设备间信息交互格式及交互方式的配置信息,并将 配置好的配置信息上传给数字物理混合仿真系统,并同时发生给信息记录及分析系统; [0030]步骤三:数字物理混合仿真系统根据用户操作界面对变电站一次系统的配置信 息,用电力系统业界广泛采用的机电和电磁暂态仿真计算的方法,模拟产生变电站一次系 统的电气条件,并通过物理接口利用通信网络将代表电气条件的信息传递给待测物理智能 装置;
[0031] 步骤四:待测物理智能装置根据数字物理混合仿真系统模拟产生的变电站一次系 统的电气条件产生响应信息;并将该响应信息通过物理接口利用通信网络传递给数字物理 混合仿真系统;
[0032] 步骤五:数字物理混合仿真系统根据待测物理智能装置的响应信息,重新模拟产 生变电站一次系统的后续响应电气条件信息,从而形成闭环来完成本次测试;
[0033]步骤六:信息记录及分析系统通过网络接口捕获并记录数字物理混合仿真系统及 智能物理装置的所有交互信息,并根据变电站二次系统的配置模型,对接收到的信息进行 实时分析比较,并将分析比较的结果传递给用户操作界面,呈现给用户。
[0034]所述步骤一中用户通过用户操作界面编辑待仿真的变电站一次系统的单线图;具 体步骤为:
[0035] A1:利用文件解析模块分别解析出被测智能电子装置发送报文的标识和内容、接 收报文的标识和内容和被测系统中接收报文的智能电子装置;
[0036] A2:建立被测智能电子装置和被测系统中接收报文的智能电子装置之间的信息交 互的静态关联关系;
[0037] A3:把被测智能电子装置和被测系统中接收报文的智能电子装置之间的信息交 互的静态关联关系记录到数据库表中。
[0038]所述步骤二中配置和变电站一次系统配合的二次系统的具体步骤为:
[0039]首先通过被测系统提供的界面,自定义测试信息,并利用配置读取模块,提取出相 关测试用例所需要的基本信息并对相关测试用例进行设置,形成一个完整的测试用例; [0040] 然后根据解析SCD文件所产生的数据模型及相关报文的数据结构,制定出针对该 测试用例的触发条件报文模板和响应报文特征模板,并将这两个模板和所设定的测试用 例,一起记入模块用例管理子系统的内部专家数据库,此即为变电站一次系统配合的二次 系统。
[0041] 所述步骤五中的测试用例模板包含有关联装置之间的相互报文交互过程的特征 信息、代表每个过程特征报文特征值和过程初始触发特征值。
[0042] 本发明提供一种智能变电站报文仿真测试与关联分析系统及方法,具有模拟仿真 产生特定调测用例的触发报文或事件,自动全面地摄取系统响应报文,并与预先录制的针 对该调测用例的模板响应报文进行智能化模糊比较,针对该调测用例自动检测系统响应行 为、从而判定系统是否正常工作的优点,是针对日益复杂化的变电站的自动化、智能化调测 的有效工具。
附图说明
[0043]图1为本发明所述系统的结构示意图;
[0044]图2为本发明所述的智能站一二次配置模型读取与下发流程图;
[0045]图3为本发明所述的信息交互与处理流程示意图;
[0046]图4为本发明组装后的结构示意图;
[0047]图5为本发明所述报文分析比较模块工作的流程图。
具体实施方式
[0048]如图1所示,下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。一种智能变电站报 文仿真测试与关联分析系统,包括用于将变电站一次系统的配置信息送入通信网络3的用 户操作界面1;所述用户操作界面1编辑待仿真试验的变电站一次系统,并针对变电站一次 系统配置与变电站一次系统配合的二次系统,并将变电站一次系统的配置信息送入通信网 络3;
[0049]用于产生变电站一次系统的电气条件的数字物理混合仿真系统6;所述的数字物 理混合仿真系统6由变电站一次数值计算模块、智能控制器仿真模块、数字信号合并单元模 块、报文模拟模块和人机界面模块组成。变电站一次数值计算模块的输出端连接智能控制 器仿真模块的输入端,智能控制器仿真模块的输出端连接数字信号合并单元模块的输入 端,数字信号合并单元模块的输出端连接报文模拟模块的输入端,报文模拟模块的输出端 连接人机界面模块的输入端,人机界面模块的输出端连接变电站一次数值计算模块的输 入端。
[0050]所述数字物理混合仿真系统6结合用户通过用户操作界面1对变电站一次系统的 配置信息,用数值计算方法,模拟产生变电站一次系统的电气条件,并通过物理接口 4利用 通信网络3传递给第三方的待测物理智能装置2;
[0051]用于和数字物理混合仿真系统6进行信息交互的待测物理智能装置2;所述的所述 待测物理智能装置2为符合IEC61850标准、为提供保护功能,测控功能的智能电子装置。 [0052]所述待测物理智能装置2根据数字物理混合仿真系统6模拟产生的变电站一次系 统的电气条件产生的相应信息,响应信息通过物理接口 4利用通信网络3送入数字物理混合 仿真系统6,完成和待测物理智能装置2的交互;
[0053]用于捕获数字物理混合仿真系统6及智能物理装置的各交互信息,并根据变电站 一次系统的配置,对接收到的各交互信息进行实时分析、上报分析结果的信息记录及分析 系统5;
[0054] 如图4所示:所述的信息记录及分析系统5包括记录模块和分析模块,所述的记录 模块的输入端与通信网络3连接。
[0055]所述记录模块包括:
[0056] 模板及用例管理模块,用来收录并管理测试用例及针对测试用例的标准响应模 板;
[0057]报文记录模块,用于捕获所有与该测试用例相关的装置在触发条件发出后的一段 时间内(时间段可以配置。系统缺省设置为5秒)响应发出的报文、产生的事件和告警;
[0058]配置读取模块,提取出相关测试用例所需要的基本信息;
[0059]用户界面模块,用于收录测试用例、模板并显示分析结果。
[0060]所述分析模块包括:
[0061] SCD文件解析模块,解析变电站配置描述SCD文件,并将其转换为系统内部的模型 数据库;
[0062]智能装置接口仿真模块,仿真发送完全符合IEC 61850规范的SMV或GOOSE或MMS等 相关报文;
[0063]报文分析模块,用于比较实际报文时序列表中是否包含和测试用例的模板一致的 过程对应的特征报文以及发送的先后顺序,并根据比较结果进行判断。
[0064] 所述信息记录及分析系统5捕获数字物理混合仿真系统6及智能物理装置的各交 互信息,并根据变电站一次系统的配置,对接收到的各交互信息进行实时分析,上报分析结 果。
[0065] 所述的用户操作界面1、待测物理智能装置2、信息记录及分析系统5和数字物理混 合仿真系统6分别通过物理接口 4连接到通信网络3。
[0066]本发明所述的基于智能变电站仿真实验系统的一种智能变电站仿真方法,用户可 通过用户操作界面1,编辑待仿真实验的变电站一次系统,同时通过符合IEC61850标准的 SCL (Substation Configuration Language)配置文件,配置和变电站一次系统配合的二次 系统,数字物理混合仿真系统6结合用户通过用户操作界面1对变电站一次系统的配置信 息,用数值计算方法,模拟产生变电站一次系统的电气条件,并通过物理接口 4,将代表电气 条件的信息传递给第三方的待测物理智能装置2,数字物理混合仿真系统6同时接收待测物 理智能装置2根据电气条件产生的响应信息,根据响应信息内容的不同,数字物理混合仿真 系统6重新计算系统电气条件,完成和待测物理智能装置2的交互,信息记录及分析系统5完 整、实时、无损的记录整个系统信息,并根据系统配置,对接收到的信息进行实时分析,上报 分析结果,用户操作界面1将数字物理混合系统和信息记录分析系统结合在一起,完成系统 的配置、控制及记录、分析结果的显示。
[0067] 具体步骤如下:
[0068] 步骤一:用户通过用户操作界面1编辑待仿真的变电站一次系统的单线图,并在单 线图上,通过图库模一体化手段,定义各类变电站一次系统的各电力设备的电气参数;具体 包括以下步骤:
[0069] 首先,利用文件解析模块,解析变电站配置描述SCD文件,并将其转换为系统内部 的模型数据库及报文框架;
[0070] 然后,提取测试用例所需要的信息,并设置测试用例的测试信息,制定出针对测试 用例的触发条件报文模板和响应报文特征模板,并记入测试用例内部的专家数据库;如图2 所示:其中步骤201到203,表示了对待模拟的变电站一次系统的配置过程,在步骤201中,用 户通过用户操作界面1绘制待模拟的电力系统一次单线图,并在单线图上,通过成熟的图库 模一体化手段,定义变电站一次系统中的各类电力设备的电气参数,在步骤202中,将201步 骤编辑好的一次系统配置发布到数字物理混合仿真系统6,用于后续的仿真,该变电站一次 系统配置在步骤203中将被同时发往信息记录及分析系统5用于后续的信息实时分析。
[0071] 步骤二:用户操作界面1根据符合IEC61850标准的配置文件,配置和变电站一次系 统配合的二次系统,导入描述二次系统设备间信息交互格式及交互方式的配置信息,并将 配置好的配置信息上传给数字物理混合仿真系统6,并同时发生给信息记录及分析系统5; 如图2所示:步骤204到207,表示了二次系统的配置过程,在步骤204中,用户以SCL的形式导 入描述二次系统设备间信息交互格式及交互方式的配置信息,在步骤205中,该配置的相关 信息被发给数字物理混合仿真系统6,从而使数字物理混合仿真系统6可以通过预先配置好 的信息格式及方式与待测物理智能装置2交互。在步骤206中,相关配置信息被发给信息记 录及分析系统5,使信息记录及分析系统5能够结合步骤203中获得的变电站一次系统的信 息,对数字物理混合仿真系统6及待测物理智能装置2发出的信息进行包括信息格式及信息 正确合理性的实时校验。在步骤207中,相关配置信息被发给待测物理智能装置2,从而实现 待测物理智能装置2与数字物理混合仿真系统6间的信息交互。
[0072]步骤三:数字物理混合仿真系统6根据用户操作界面1对变电站一次系统的配置信 息,用数值计算方法,模拟产生变电站一次系统的电气条件,并通过物理接口 4利用通信网 络3将代表电气条件的信息传递给第三方的待测物理智能装置2;
[0073] 步骤四:待测物理智能装置2根据数字物理混合仿真系统6模拟产生的变电站一次 系统的电气条件产生响应信息;并将该响应信息通过物理接口 4利用通信网络3传递给数字 物理混合仿真系统6;
[0074] 步骤五:数字物理混合仿真系统6根据待测物理智能装置2的响应信息,重新模拟 产生变电站一次系统的电气条件信息,进一步仿真;
[0075] 步骤六:信息记录及分析系统5捕获数字物理混合仿真系统6及智能物理装置的各 交互信息,并根据变电站一次系统的配置,对接收到的信息进行实时分析,并将分析过程中 发现的异常传递给用户操作界面1,呈现给用户。如图5所示,步骤六中,当需要针对测试用 例开始测试时,报文分析比较模块根据步骤二中已设立的触发条件报文模板,利用智能装 置接口仿真模块,仿真发送完全符合IEC 61850规范的SMV或GOOSE或MMS的相关报文;
[0076]然后,报文分析比较模块利用报文记录模块捕获所有与测试用例相关的装置在触 发条件发出后的一段时间内响应发出的报文、产生的事件和告警,并按捕获时间先后顺序 排列,即为实际报文时序列表;
[0077]同时,报文分析比较模块比较实际报文时序列表与测试用例模板中对应的特征报 文以及发送的先后顺序是否一致,若实际报文时序列表中包含和模板中顺序一致的关键报 文,而且报文中的信息和模板包含的特征信息相符,自动判断响应是否正确,并通过用户界 面模块显示出来,若不一致则不会通过用户界面模板显示出来。
[0078]如图3所示,表示了本发明系统的控制、信息记录、分析及显示流程示意图:其中步 骤301到304,表示了对系统进行的控制以及系统对控制的相关响应。在步骤301中,用户通 过用户操作界面1对被模拟系统发出控制请求,以模拟各种操作或异常条件。该控制请求在 步骤302中被传递至数字物理混合仿真系统6,使数字物理混合仿真系统6能根据所请求的 操作及条件,仿真产生各种电气量,这些电气量在步骤303中,通过物理接口 4作为输入,传 递给待测物理智能装置2。待测物理智能装置2对这些电气量的反应,通过同样的物理接口 4,在步骤304中传递给数字物理混合仿真系统6以便数字物理混合仿真系统6根据待测物理 智能装置2的响应,对系统进行进一步的仿真。
[0079]步骤3〇5到309表示了系统对信息的记录、分析及结果的展示过程。上述步骤中数 字物理混合仿真系统6及待测物理智能装置2的各类交互信息在步骤305及306中被实时、全 景及无损捕获、记录。步骤307对捕获的信息,根据步骤203及206中传递的配置信息进行实 时分析。对分析过程中发现的异常通过步骤308报告给用户操作界面1,从而在步骤309中呈 现给用户。
[0080]本发明通过将仿真结果及对结果的分析有机的结合在一起,很大程度上提高对仿 真系统的整体测试效率,探索和形成针对智能化变电站精细化调测的一系列方法和手段, 填补该领域的技术空白,逐步形成智能变电站调测准则。进一步的本发明能对整个系统进 行仿真,解决了对跨间隔的装置实验的难题,在智能站现场调测基础上,获取站内保护、测 控典型方案和典型关联报文数据库,将系统推入到应用级水平。本发明采用仿真系统对真 实系统中很难遇到的条件比如变压器的匝间短路,母线接地进行模拟,从而解决了对物理 装置实验的完备性问题,通过系统应用,大幅度提高智能化变电站现场调测能力,增加调测 覆盖面和质量,缩短调测周期,提高二次系统运行的可靠性。而且仿真信息和系统对仿真响 应信息的统一处理,实现了信息共享,从而可以对多次仿真的整个过程进行深度智能分析, 广泛应用于智能站现场调测中,作为智能站调测、验收的必备工具。
[0081]用户通过用户操作界面1,编辑待仿真实验的变电站一次系统,同时通过符合 IEC61S50标准的配置文件,配置和变电站一次系统配合的二次系统,数字物理混合仿真系 统6结合用户通过用户操作界面1对变电站一次系统的配置信息,模拟产生变电站一次系统 的电气条件,并将电气条件的信息传递给第三方的待测物理智能装置2,数字物理混合仿真 系统6同时接收待测物理智能装置2的响应信息,根据响应信息内容的不同,数字物理混合 仿真系统6重新确定变电站一次系统的电气条件,完成和待测物理智能装置2的交互,信息 记录及分析系统5捕获数字物理混合仿真系统6及智能物理装置的各交互信息,并根据变电 站一次系统的配置信息,对接收到的各交互信息实时分析,上报分析结果,用户操作界面1 显示分析结果。
[0082]上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范 围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1. 基于智能变电站报文仿真测试与关联报文分析系统的仿真方法,智能变电站报文仿 真测试与关联分析系统,包括用于将变电站一次系统的配置信息送入通信网络的用户操作 界面;用于产生变电站一次系统的电气条件的数字物理混合仿真系统;所述的数字物理混 合仿真系统由变电站一次数值计算模块、智能控制器仿真模块、数字信号合并单元模块、报 文模拟模块和人机界面模块组成;变电站一次数值计算模块的输出端连接智能控制器仿真 模块的输入端,智能控制器仿真模块的输出端连接数字信号合并单元模块的输入端,数字 信号合并单元模块的输出端连接报文模拟模块的输入端,报文模拟模块的输出端连接人机 界面模块的输入端;用于和数字物理混合仿真系统进行信息交互的待测物理智能装置;用 于捕获数字物理混合仿真系统及智能物理装置的各交互信息,并根据变电站一次系统的配 置,对接收到的交互信息进行实时分析、上报分析结果的信息记录及分析系统;所述的用户 操作界面、待测物理智能装置、信息记录及分析系统和数字物理混合仿真系统分别通过物 理接口连接到通信网络;其特征在于:包括以下几个步骤: 步骤一:用户通过用户操作界面编辑待仿真的变电站一次系统的单线图,并在单线图 上,通过图库模一体化手段,定义各类变电站一次系统的各电力设备的电气参数;将编辑好 的一次系统配置发布到数字物理混合仿真系统,用于后续的仿真,该变电站一次系统配置 中被同时发往信息记录及分析系统用于后续的信息实时分析; 步骤二:用户操作界面根据符合IEC61850标准的配置文件,配置和变电站一次系统配 合的二次系统,导入描述二次系统设备间信息交互格式及交互方式的配置信息,并将配置 好的配置信息上传给数字物理混合仿真系统,并同时发送给信息记录及分析系统; 步骤三:数字物理混合仿真系统根据用户操作界面对变电站一次系统的配置信息,用 电力系统业界广泛采用的机电和电磁暂态仿真计算的方法,模拟产生变电站一次系统的电 气条件,并通过物理接口利用通信网络将代表电气条件的信息传递给待测物理智能装置; 步骤四:待测物理智能装置根据数字物理混合仿真系统模拟产生的变电站一次系统的 电气条件产生响应信息;并将该响应信息通过物理接口利用通信网络传递给数字物理混合 仿真系统; 步骤五:数字物理混合仿真系统根据待测物理智能装置的响应信息,重新模拟产生变 电站一次系统的后续响应电气条件信息,从而形成闭环来完成本次测试; 步骤六:信息记录及分析系统通过网络接口捕获并记录数字物理混合仿真系统及智能 物理装置的所有交互信息,并根据变电站二次系统的配置模型,对接收到的信息进行实时 分析比较,并将分析比较的结果传递给用户操作界面,呈现给用户。
2. 根据权利要求1所述的基于智能变电站报文仿真测试与关联报文分析系统的仿真方 法,其特征在于:所述步骤一中用户通过用户操作界面编辑待仿真的变电站一次系统的单 线图;具体步骤为: A1:利用文件解析模块分别解析出被测智能电子装置发送报文的标识和内容、接收报 文的标识和内容和被测系统中接收报文的智能电子装置; A2:建立被测智能电子装置和被测系统中接收报文的智能电子装置之间的信息交互的 静态关联关系; A3:把被测智能电子装置和被测系统中接收报文的智能电子装置之间的信息交互的 静态关联关系记录到数据库表中。
3. 根据权利要求2所述的基于智能变电站报文仿真测试与关联报文分析系统的仿真方 法,其特征在于:所述步骤二中配置和变电站一次系统配合的二次系统的具体步骤为: 首先通过被测系统提供的界面,自定义测试信息,并利用配置读取模块,提取出相关测 试用例所需要的基本信息并对相关测试用例进行设置,形成一个完整的测试用例; 然后根据解析SCD文件所产生的数据模型及相关报文的数据结构,制定出针对该测试 用例的触发条件报文模板和响应报文特征模板,并将这两个模板和所设定的测试用例,一 起记入模块用例管理子系统的内部专家数据库,此即为变电站一次系统配合的二次系统。
4. 根据权利要求3所述的基于智能变电站报文仿真测试与关联报文分析系统的仿真方 法,其特征在于:所述步骤二中的测试用例包含有关联装置之间的相互报文交互过程的特 征信息、代表每个过程特征报文特征值和过程初始触发特征值。
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