CN105005658A - 变电站综自系统设备逻辑仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站综自系统设备逻辑仿真方法,包括设备组态模块开发,仿真模块库管理,仿真工程组态/管理,仿真组态规则检查,仿真编译,仿真运行控制,仿真激励控制,仿真监视。本发明对变电站内综自系统按照站控层、间隔层、过程层三层结构进行设备的逻辑功能解耦,形成可重组逻辑及实现功能的仿真模块库,再由组态模块搭建生成与实际变电站系统相同的二次系统的仿真目标系统,通过施加或导入激励量进行仿真运行,并进行全过程仿真监视。该方法有助于快速掌握变电站二次系统及设备内部的工作原理及掌握相关检修维护技能,为事故分析处理提供手段。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域,尤其涉及一种变电站综自系统设备逻辑仿真方法。
背景技术
变电站作为电网发、输、变、配、用、调各个环节中呈上启下的关键环节,承担电力系统测量计算、运行监视、操作控制、继电保护的重要作用,是电网基础运行数据的采集源头和命令执行单元,在电网中处于核心地位,其正常运行和正确工作,对确保电力系统的安全、稳定、可靠、经济运行都至关重要。站内继电保护系统的稳定可靠工作,以及运维人员的运行检修水平,直接影响变电站的可靠运行。
随着智能电网的发展,智能变电站技术的推广,使得变电站内信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能也发生了重大变化,站内二次系统及继电保护设备等的功能和原理也发生了重大变化。现场检修运维人员对系统和设备的性能、原理、工作特性、试验方法、维护技能在没有掌握的情况下,很难做到故障正确排查、缺陷彻底处理。由于电力系统在国民经济和人民生活中的特殊地位,不可能在运行的实际系统中进行大量试验,使得保护及运维人员难以得到充分的训练。电力系统故障分析和继电保护动作行为评价,一直是继电保护工作者所面临的问题。在传统的故障分析方式中,通过电力系统故障录波器装置正确地记录电网事故、电网异常和继电保护的动作行为,但只能对记录下的数据进行静态的分析研究,不能通过试验手段直观、准确地再现故障时的真实情况,也无法对继电保护设备内部工作原理以及潜在缺陷进行深入分析。
变电站仿真技术为学习和掌握变电站工作原理、操作技能,以及变电站运行状态及故障分析提供了技术手段。现有的仿真系统往往以预设规模的一次系统或预设功能的二次设备为基础,无法按实际目标自由搭建仿真系统,难以利用仿真系统进行从保护模块开发、综自系统搭建、缺陷分析处理、到运行故障过程的全真展现,灵活性不够,仿真相似度差。随着计算机技术的发展,面向对象的软件设计思想、模块化编程理念以及图形可视化技术的不断深入应用,软件逻辑组态技术应运而生,其组态灵活、模块可视、易监测维护、功能可配置、接口可裁剪、代码重用率高、实施成本低的特点得到了广泛的应用。将逻辑组态技术与变电站仿真技术相结合,依据智能变电站二次系统及设备的组成原理及实现特点进行变电站仿真系统开发,有助于生成与变电站内实际设备相对应的二次设备仿真模型,并由此组态搭建变电站仿真系统,通过施加与变电站运行或故障时相同的激励量或故障量,较好展示变电站系统内部行为过程及再现故障。为相关工作人员掌握变电站二次系统及设备内部的工作原理提供了培训工具,也为变电站运维检修和故障分析提供了分析手段。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种变电站综自系统设备逻辑组态仿真方法,对变电站内综自系统按照站控层、间隔层、过程层三层结构进行设备的逻辑功能解耦,形成可重组逻辑及实现功能的仿真模块库,再由组态模块搭建生成与实际变电站系统相同的二次系统的仿真目标系统,通过施加或导入激励量进行仿真运行,并进行全过程仿真监视。该方法有助于快速掌握变电站二次系统及设备内部的工作原理及掌握相关检修维护技能,为事故分析处理提供手段。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种变电站综自系统设备逻辑仿真方法,包括
设备组态模块开发:对变电站内二次设备按逻辑功能进行解耦和抽象,用编程和图元的手段构成组态模块开发库,按所需目标设备功能和接口要求从所述组态模块开发库中选取所需设备逻辑功能模块,进行二次设备组态逻辑组建及模块配置,通过编译形成可模拟实际二次设备功能与接口的仿真组态设备模型;
仿真模块库管理:导入所述仿真组态设备模型到仿真模块库中,实现仿真模块库的加载、删除、刷新、备份操作,对仿真模块库中的仿真组态模块按设备类型、功能进行组织和管理;
仿真工程组态/管理:从所述仿真模块库中选取所需组态图元模块,进行仿真组态工程建模,并对仿真工程进行仿真组态配置,生成的仿真组态工程图及配置数据保存于仿真工程文件中,从而进行仿真工程文件的导入和导出备份管理操作,其中,所有管理操作通过消息窗口给出信息提示或错误告警;
仿真组态规则检查:对仿真建模工程中组态模块间的信号匹配和逻辑对应关系、组态配置数据进行合法性检查,给出明确的提示或告警,并根据提示或告警快速定位错误所在及相应图元位置;
仿真编译:将通过仿真组态规则检查的仿真建模工程,根据仿真组态工程图中的组态图元模块关联所述仿真模块库中对应的模块代码,生成仿真工程目标代码,通过编译生成可执行的仿真目标;
仿真运行控制:进行仿真参数设置,控制仿真工程按既定的步骤运行仿真过程;手动或自动控制仿真工程启动/停止/暂停运行过程;其中,仿真运行过程中支持进行仿真设备参数修改,使被仿真工程与真实的变电站综自系统具备相似或相同的功能,并可模拟设备运行过程;
仿真激励控制:通过仿真信号源配置获取仿真运行激励量数据,按给定的仿真激励数据执行仿真运行过程,其中,激励量由外部导入或内部生成;
仿真监视:通过仿真工程中的监视模块,监视并记录与监视模块关联的设备模块在仿真执行过程中的输入输出数据及事件信息,通过监视窗口动态输出,其中,监视模块支持仿真过程监视数据的浏览、实时曲线显示、查询、对比操作。
进一步的,所述仿真模块库,由组态模块图元库和组态模块代码库组成,提供了变电站仿真所需的设备和功能模块,包含:过程激励模块,二次设备模型模块,监控模块和通讯连接模块,并实现模块的分类管理;
所述组态模块图元库,按功能分类并以库文件的形式保存;所述库文件描述模块关联的图元信息、输入输出接口描述、模块配置信息、关联目标代码文件和接口函数信息;
所述组态模块代码库,包含各个仿真组态模块或装置模块的源代码文件,提供接口函数供仿真运行时关联调用;
所述过程激励模块,提供仿真运行过程中过程层电量采集信息和开关量信息的输入,包括:常规模拟量模块、常规开关量模块、合并单元模块、智能单元模块;其中,所述常规模拟量模块和常规开关量模块提供传统变电站电量和开关量信息的输入,所述合并单元模块和智能单元模块提供智能变电站电量和开关量信息的输入;
所述二次设备模型模块,由设备组态开发过程按照既定规则和接口规范组态生成的具有符合相应功能特点的二次设备模型,具备模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关量输入接口、开关量输出接口、控制命令输入接口、监视信息输出接口、同步接口;其中,通过组态开发生成的设备类型包括:各类保护设备、测控设备以及保护测控一体设备;
所述监控模块,用于仿真变电站系统中站控层的控制和监视,分为监视模块和控制模块两类,其中,所述控制模块包含:遥控模块、直控模块、软压板控制模块;所述监视模块,通过关联仿真组态设备模块的监视输出接口,对仿真执行过程中设备的输入输出数据和运行信息进行监视和记录,并通过监视窗口输出实时的设备运行数据信息;所述控制模块,通过关联仿真组态设备模块的控制命令输入接口,仿真各类控制命令的执行过程;
所述通讯连接模块,对仿真组态模块间复杂的信号传递关系进行连接或通讯传输,包括:聚合输入模块、分支输出模块、交换机模块;所述聚合输入模块,实现多个输入信号的聚合输入,即多对一;所述分支模块,实现信号的一发多收,即一对多;所述交换机模块,仿真智能变电站中数据的组网传输。
进一步的,所述仿真工程组态包括步骤:
从所述组态模块图元库中选取所需组态模块图元,通过拖放和引脚连线的方式按仿真对象的工作逻辑进行建模,支持添加、删除、复制、剪切、粘贴、移动、缩放、撤销、恢复、查找、选中、修改属性和分页布局操作,生成的组态逻辑图保存于仿真工程文件中;
所述对仿真工程进行仿真组态配置包括步骤:
依据仿真需求对仿真工程中的组态功能模块进行模块参数配置、仿真激励量配置、设备定值配置、关联模块间交互数据配置。
进一步的,所述仿真组态配置通过导入SCD文件与组态工程关联实现组态功能模块的自动模块参数配置,具体步骤包括:
依据仿真需求,从仿真模块库中选取模块进行仿真工程组态建模;
导入SCD文件,以设备为单位实现SCD文件的解析;
通过SCD文件解析,选取相应设备节点与仿真工程中的组态模块关联;
组态模块通过解析关联的SCD文件中设备节点的配置信息实现模块的自动配置,并依据文件中数据映射关系实现组态模块间信号的关联;
其中,所述仿真工程文件存储了仿真组态和组态配置过程生成的仿真组态工程图和组态配置数据。
进一步的,所述仿真组态规则检查,具体检查规则为:
检查组态图中组态模块配置信息的合法性;
检查组态图中组态模块输入关联驱动信号的唯一性;
检查组态图中模块输入数据类型或格式与驱动信号的一致性;
检查组态图中互连组态模块间交互数据关联配置的正确性。
进一步的,所述仿真运行控制的仿真参数配置包括:设置仿真时间、仿真步长等用于控制仿真的配置;
所述仿真设备参数修改为被仿实际二次设备运行过程中的设备参数,以保证仿真装置的行为与实际装置一致,修改后的设备参数自动保存于仿真设备参数文件中。
进一步的,所述仿真信号源配置通过配置激励模块关联信号源,从而使得仿真工程在仿真执行过程中获取到相应的输入数据;其中,所述仿真信号源分为由内部配置的内部信号源和通过导入通用暂态数据交换COMTRADE文件解析后获取的外部信号源,通过解析的信号源支持可选配置,实现信号源的灵活施加。
实施本发明,具有如下有益效果:通过将与实际设备功能相同的二次设备组态功能模块,组态搭建变电站仿真工程,适用于传统变电站和智能变电站,可实现单设备功能仿真、单间隔多设备仿真、全站二次系统等仿真,可实现仿真目标的全程运行状态监测,掌握系统或设备工作原理,为变电站系统掌握检修维护技能以及故障分析提供了手段。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明提供的变电站综自系统设备逻辑仿真方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提供的变电站综自系统设备逻辑仿真方法的一个实施例的流程示意图,包括步骤:
S101、设备组态模块开发。
具体步骤为,对变电站内站控层、间隔层、过程层内二次设备的逻辑功能及输入输出接口进行解耦和抽象,用编程和图元的手段构成组态模块开发库,然后根据变电站仿真中所需二次设备的功能和接口需求从设备组态功能开发库中选取所需功能元件组态搭建与实际二次设备功能相同的设备组态模型,存储于仿真模块库中,可与其他二次设备组态模型搭建变电站仿真工程从而进行变电站仿真;设备模块组态开发模块,还具备设备组态模块升级、维护、管理等功能。
S102、仿真模块库管理。
具体的,S102实现了按设备类型、功能对仿真模块库中的仿真组态模块进行组织和管理,导入经设备组态模块开发生成的设备模型到仿真模块库中,并可实现仿真模块库的加载、删除、刷新、备份等操作。
其中,所述仿真模块库,是由遵循相同规则和接口规范具有不同逻辑功能的组态模块组成,分为组态模块图元库和组态模块代码库,提供了变电站仿真所需的设备和功能模块,包含:过程激励模块,二次设备模型模块,监控模块和通讯连接模块,并实现模块的分类管理;
所述组态模块图元库,按功能分类并以库文件的形式保存;所述库文件描述模块关联的图元信息、输入输出接口描述、模块配置信息、关联目标代码文件和接口函数信息等;用于仿真组态逻辑搭建、模块配置过程,以及仿真编译时进行模块目标代码关联,模块图元库中模块按功能分类并以库文件的形式保存;
所述组态模块代码库,包含各个仿真组态模块或装置模块的源代码文件,并按模块功能分类保存,供仿真编译时通过图元模块关联调用,组成仿真工程代码,通过编译生成可执行仿真目标;
所述过程激励模块,提供仿真运行过程中过程层电量采集信息和开关量信息的输入,包括:常规模拟量模块、常规开关量模块、合并单元模块、智能单元模块;其中,所述常规模拟量模块和常规开关量模块提供传统变电站电量和开关量信息的输入,所述合并单元模块和智能单元模块提供智能变电站电量和开关量信息的输入;
所述二次设备模型模块,是由设备组态开发过程按照既定规则和接口规范组态生成的具有符合相应功能特点的二次设备模型,与实际二次设备具有较高的相似度,通过设备模型间组态搭建变电站二次仿真工程实现与实际系统较好的相似度;设备模型模块主要仿真模拟了变电站中间隔层的二次设备,包括各类保护设备、测控设备、保护测控一体设备等,但并不限于上述设备;为了避免因实际二次设备通讯接口差异而导致仿真组态的复杂性,对二次设备通讯接口进行概括和抽象,形成统一的设备模型接口规范,包括模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关量输入接口、开关量输出接口、控制命令输入接口、监视信息输出接口、同步接口;其中,通过组态开发生成的设备类型包括:各类保护设备、测控设备以及保护测控一体设备;
所述监控模块,用于仿真变电站系统中站控层的控制和监视,主要分为监视模块和控制模块两类,其中,通过监视模块,与设备模型模块的监视接口关联,监视和记录仿真过程中二次设备的输入输出数据及事件信息,并通过监视窗口输出实时数据信息;通过控制模块,模拟变电站站控层控制命令发送,记录和观察仿真系统中控制命令的执行过程,所述控制模块包含:遥控模块、直控模块、软压板控制模块等;
所述通讯连接模块,用于简化仿真组态模块间复杂的信号连接关系,仿真变电站中数据的组网传输,包括:聚合输入模块、分支输出模块、交换机模块;所述聚合输入模块,实现多个输入信号的聚合输入,即多对一;所述分支模块,实现信号的一发多收,即一对多;所述交换机模块,仿真智能变电站中数据的组网传输。
S103、仿真工程组态/管理:从所述仿真模块库中选取所需组态图元模块,进行仿真组态工程建模,并对仿真工程进行仿真组态配置,生成的仿真组态工程图及配置数据保存于仿真工程文件中,从而进行仿真工程文件的导入和导出备份管理操作,其中,所有管理操作通过消息窗口给出信息提示或错误告警。
具体的,所述仿真工程组态包括步骤:用户依据实际变电站二次系统中设备间逻辑关系,从所述组态模块图元库中选取所需组态模块图元,通过拖放和引脚连线的方式按仿真对象的工作逻辑进行建模,在图形化软件组态界面中对模块间进行输入输出管脚连线,建立模块间的互联关系,从而搭建目标系统的仿真工程,可实现对任一电压等级、不同规模变电站二次系统实现单设备组态、单间隔多设备组态、全站二次系统组态支持添加、删除、复制、剪切、粘贴、移动、缩放、撤销、恢复、查找、选中、修改属性和分页布局操作,但并不限于上述功能,编辑生成的仿真组态图保存于仿真组态工程文件中;
所述对仿真工程进行仿真组态配置包括步骤:依据仿真需求对仿真工程中的组态功能模块进行模块参数配置、仿真激励量配置、设备定值配置、关联模块间交互数据配置,依据实际系统中设备间数据的关联关系,对组态模块间交互数据进行关联配置。所述仿真组态配置通过导入SCD文件与组态工程关联实现组态功能模块的自动模块参数配置,具体步骤包括:
依据仿真需求,从仿真模块库中选取模块进行仿真工程组态建模;
导入SCD文件,以设备为单位实现SCD文件的解析;
通过SCD文件解析,选取相应设备节点与仿真工程中的组态模块关联;
组态模块通过解析关联的SCD文件中设备节点的配置信息实现模块的自动配置,并依据文件中数据映射关系实现组态模块间信号的关联;
其中,所述仿真工程文件存储了仿真组态和组态配置过程生成的仿真组态工程图和组态配置数据。
S104、仿真组态规则检查:对仿真建模工程中组态模块间的信号匹配和逻辑对应关系、组态配置数据进行合法性检查,给出明确的提示或告警,并根据提示或告警快速定位错误所在及相应图元位置。
具体的,所述仿真组态规则检查,具体检查规则为:
检查组态图中组态模块配置信息的合法性;
检查组态图中组态模块输入关联驱动信号的-唯一性;
检查组态图中模块输入数据类型或格式与驱动信号的一致性;
检查组态图中互连组态模块间交互数据关联配置的正确性。
S105、仿真编译:将通过仿真组态规则检查的仿真建模工程,根据仿真组态工程图中的组态图元模块关联所述仿真模块库中对应的模块代码,生成仿真工程目标代码,通过编译生成可执行的仿真目标。
S106、仿真运行控制:在仿真运行前,进行仿真时间、仿真步长等仿真参数设置,控制仿真工程按既定的步骤运行仿真过程;手动或自动控制仿真工程启动/停止/暂停等运行过程;其中,仿真运行过程中支持进行仿真设备参数修改,使被仿真工程与真实的变电站综自系统具备相似或相同的功能,并可模拟设备运行过程。所述仿真设备参数修改为被仿实际二次设备运行过程中的设备参数,以保证仿真装置的行为与实际装置一致,修改后的设备参数自动保存于仿真设备参数文件中。
S107、仿真激励控制:通过仿真信号源配置获取仿真运行激励量数据,按给定的仿真激励数据执行仿真运行过程,其中,激励量由外部导入或内部生成。
具体的,所述仿真信号源配置通过配置激励模块关联信号源,从而使得仿真工程在仿真执行过程中获取到相应的输入数据;其中,所述仿真信号源分为由内部配置的内部信号源和通过导入通用暂态数据交换COMTRADE文件解析后获取的外部信号源,通过解析的信号源支持可选配置,实现信号源的灵活施加。
S108、仿真监视:通过仿真工程中的监视模块,监视并记录与监视模块关联的设备模块在仿真执行过程中的输入输出数据及事件信息,通过监视窗口动态输出,其中,监视模块支持仿真过程监视数据的浏览、实时曲线显示、查询、对比操作。
本发明实施例的仿真运行过程的具体步骤包括:
载入仿真参数,包含:仿真时间、仿真步长等;
载入仿真信号源,初始化仿真激励量模块,为运行提供输入源信号;
仿真初始化,具体包括:组态模块初始化,包括:载入配置参数,申请数据缓存空间等;初始化模块间数据交换区;初始化设备组态模块运行线程,使得各个设备模块可独立运行;
启动仿真运行,各个设备模块线程按设定的节奏运行,与关联模块通过数据交换区进行数据交互,依据模块自身的功能算法进行数据计算,并输出相应的计算数据、控制命令和监视信息,动态的仿真变电站运行工况;
仿真控制,通过仿真控制功能,发出控制指令控制仿真的启动、停止、暂停,以及仿真设备参数修改,控制仿真运行过程。
本发明的有益效果是:通过将与实际设备功能相同的二次设备组态功能模块,组态搭建变电站仿真工程,适用于传统变电站和智能变电站,可实现单设备功能仿真、单间隔多设备仿真、全站二次系统等仿真,可实现仿真目标的全程运行状态监测,掌握系统或设备工作原理,为变电站系统掌握检修维护技能以及故障分析提供了手段。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统和方法可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,包括
设备组态模块开发:对变电站内二次设备按逻辑功能进行解耦和抽象,用编程和图元的手段构成组态模块开发库,按所需目标设备功能和接口要求从所述组态模块开发库中选取所需设备逻辑功能模块,进行二次设备组态逻辑组建及模块配置,通过编译形成可模拟实际二次设备功能与接口的仿真组态设备模型;
仿真模块库管理:导入所述仿真组态设备模型到仿真模块库中,实现仿真模块库的加载、删除、刷新、备份操作,对仿真模块库中的仿真组态模块按设备类型、功能进行组织和管理;
仿真工程组态/管理:从所述仿真模块库中选取所需组态图元模块,进行仿真组态工程建模,并对仿真工程进行仿真组态配置,生成的仿真组态工程图及配置数据保存于仿真工程文件中,从而进行仿真工程文件的导入和导出备份管理操作,其中,所有管理操作通过消息窗口给出信息提示或错误告警;
仿真组态规则检查:对仿真建模工程中组态模块间的信号匹配和逻辑对应关系、组态配置数据进行合法性检查,给出明确的提示或告警,并根据提示或告警快速定位错误所在及相应图元位置;
仿真编译:将通过仿真组态规则检查的仿真建模工程,根据仿真组态工程图中的组态图元模块关联所述仿真模块库中对应的模块代码,生成仿真工程目标代码,通过编译生成可执行的仿真目标;
仿真运行控制:进行仿真参数设置,控制仿真工程按既定的步骤运行仿真过程;手动或自动控制仿真工程启动/停止/暂停运行过程;其中,仿真运行过程中支持进行仿真设备参数修改,使被仿真工程与真实的变电站综自系统具备相似或相同的功能,并可模拟设备运行过程;
仿真激励控制:通过仿真信号源配置获取仿真运行激励量数据,按给定的仿真激励数据执行仿真运行过程,其中,激励量由外部导入或内部生成;
仿真监视:通过仿真工程中的监视模块,监视并记录与监视模块关联的设备模块在仿真执行过程中的输入输出数据及事件信息,通过监视窗口动态输出,其中,监视模块支持仿真过程监视数据的浏览、实时曲线显示、查询、对比操作。
2.如权利要求1所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,
所述仿真模块库,由组态模块图元库和组态模块代码库组成,提供了变电站仿真所需的设备和功能模块,包含:过程激励模块,二次设备模型模块,监控模块和通讯连接模块,并实现模块的分类管理;
所述组态模块图元库,按功能分类并以库文件的形式保存;所述库文件描述模块关联的图元信息、输入输出接口描述、模块配置信息、关联目标代码文件和接口函数信息;
所述组态模块代码库,包含各个仿真组态模块或装置模块的源代码文件,提供接口函数供仿真运行时关联调用;
所述过程激励模块,提供仿真运行过程中过程层电量采集信息和开关量信息的输入,包括:常规模拟量模块、常规开关量模块、合并单元模块、智能单元模块;其中,所述常规模拟量模块和常规开关量模块提供传统变电站电量和开关量信息的输入,所述合并单元模块和智能单元模块提供智能变电站电量和开关量信息的输入;
所述二次设备模型模块,由设备组态开发过程按照既定规则和接口规范组态生成的具有符合相应功能特点的二次设备模型,具备模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关量输入接口、开关量输出接口、控制命令输入接口、监视信息输出接口、同步接口;其中,通过组态开发生成的设备类型包括:各类保护设备、测控设备以及保护测控一体设备;
所述监控模块,用于仿真变电站系统中站控层的控制和监视,分为监视模块和控制模块两类,其中,所述控制模块包含:遥控模块、直控模块、软压板控制模块;所述监视模块,通过关联仿真组态设备模块的监视输出接口,对仿真执行过程中设备的输入输出数据和运行信息进行监视和记录,并通过监视窗口输出实时的设备运行数据信息;所述控制模块,通过关联仿真组态设备模块的控制命令输入接口,仿真各类控制命令的执行过程;
所述通讯连接模块,对仿真组态模块间复杂的信号传递关系进行连接或通讯传输,包括:聚合输入模块、分支输出模块、交换机模块;所述聚合输入模块,实现多个输入信号的聚合输入,即多对一;所述分支模块,实现信号的一发多收,即一对多;所述交换机模块,仿真智能变电站中数据的组网传输。
3.如权利要求2所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,所述仿真工程组态包括步骤:
从所述组态模块图元库中选取所需组态模块图元,通过拖放和引脚连线的方式按仿真对象的工作逻辑进行建模,支持添加、删除、复制、剪切、粘贴、移动、缩放、撤销、恢复、查找、选中、修改属性和分页布局操作,生成的组态逻辑图保存于仿真工程文件中;
所述对仿真工程进行仿真组态配置包括步骤:
依据仿真需求对仿真工程中的组态功能模块进行模块参数配置、仿真激励量配置、设备定值配置、关联模块间交互数据配置。
4.如权利要求3所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,所述仿真组态配置通过导入SCD文件与组态工程关联实现组态功能模块的自动模块参数配置,具体步骤包括:
依据仿真需求,从仿真模块库中选取模块进行仿真工程组态建模;
导入SCD文件,以设备为单位实现SCD文件的解析;
通过SCD文件解析,选取相应设备节点与仿真工程中的组态模块关联;
组态模块通过解析关联的SCD文件中设备节点的配置信息实现模块的自动配置,并依据文件中数据映射关系实现组态模块间信号的关联;
其中,所述仿真工程文件存储了仿真组态和组态配置过程生成的仿真组态工程图和组态配置数据。
5.如权利要求1所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,所述仿真组态规则检查,具体检查规则为:
检查组态图中组态模块配置信息的合法性;
检查组态图中组态模块输入关联驱动信号的唯一性;
检查组态图中模块输入数据类型或格式与驱动信号的一致性;
检查组态图中互连组态模块间交互数据关联配置的正确性。
6.如权利要求1所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,
所述仿真运行控制的仿真参数配置包括:设置仿真时间、仿真步长等用于控制仿真的配置;
所述仿真设备参数修改为被仿实际二次设备运行过程中的设备参数,以保证仿真装置的行为与实际装置一致,修改后的设备参数自动保存于仿真设备参数文件中。
7.如权利要求1所述的变电站综自系统设备逻辑仿真方法,其特征在于,所述仿真信号源配置通过配置激励模块关联信号源,从而使得仿真工程在仿真执行过程中获取到相应的输入数据;其中,所述仿真信号源分为由内部配置的内部信号源和通过导入通用暂态数据交换COMTRADE文件解析后获取的外部信号源,通过解析的信号源支持可选配置,实现信号源的灵活施加。
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