CN105606929B - 一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法，设置数据执行模块中的注册项目表中的跳转路径；通过数据接收交互模块接收报文数据；数据接收交互模块对接收到报文数据加上时间戳和进口标号后发送到数据执行模块；数据执行模块根据报文数据的种类、报文数据的进口标号在注册项目表中查找对应的跳转路径，将报文数据发送到对应数据发送交互模块的发送队列或放弃报文数据的发送；发送队列按照优先级的顺序依次对报文数据进行发送。本发明分配转发的最小单元为一个或者一类数据对象。可以定义一种类型或者一批类型报文的走向。可以定义报文转发的优先级，可以定义过滤不需要的报文，保证不存在超流量丢包。

Description

一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法

技术领域

本发明涉及电力系统智能变电站二次系统继电保护测试领域，具体涉及一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法。

背景技术

智能变电站由智能一次化设备和网络二次化设备分层构建，在标准化信息的平台上，把一次电信号数字化，实现全站信息化、自动化的新一代变电站。建立在IEC61850标准的基础上，将常规变电站孤立子系统的信息规整到统一的信息平台，保证站内外信息资源共享和互操作性，实现智能状态检测、保护控制和信息管理等功能。智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，保证二次系统结构简单，占地面积小；建立光纤通信网络，避免了电缆二次接线复杂，抗干扰能力差和系统扩展性差的缺点；具备电网实时监控能力，提高自动化水平，消除大量安全隐患等，是完善智能电网的基础和支撑。

国网公司2009-2010年进行了第一批和第二批智能变电站试点项目，共涉及新建和改造变电站共74座，2011年后，智能变电站进入规模建设阶段，新建变电站几乎都采用智能变电站模式。2013年国家电网公司在智能变电站建设与运行的基础上，开始进行新一代智能变电站试点与推广工作，新一代智能变电站采用了诸多新的技术与设计思想，其中包括：采用稳定可靠的电子互感器技术，采用隔离式断路器等新型一次设备，优化主接线设计及总平面布局，采用就地化装置，实现站域后备保护和站域智能控制策略，构建一体化监控系统，深化高级应用功能。新一代智能站试点及推广工作的展工，将把智能变电站的研究、应用及实践引入至一个新的阶段。

继电保护系统的测试、校验是智能变电站建设及运行维护中最重要的一项工作之一。智能变电站因自身技术特点，在变电站继电保护调试方面存在以下问题：

1、新一代智能变电站大多采用了电子互感器，及智能组件（合并单元与智能终端一体化）技术，智能组件至保护装置采用一对光纤连接，光纤中包含智能组件向保护装置发送的采样SV控制块信号，及断路器位置GOOSE控制块信号，同时接收保护装置的跳闸GOOSE命令。光电互感器至智能组件采用光纤连接，传输方式有同步方式及异步方式，但传输规约在IEC61850中没有明确规定，目前大多是各厂家的私有规约，帧格式多样化且不具通用性。

2、变电站继电保护调试及校验是一个复杂的工作，如果只针对单独的保护装置测试是完全不够的，因此带断路器传动试验，是一般保护定检、检修及调试时必须要做的一个试验项目，如在智能组件前端加电压电流量进行试验，存在协议的私有性及不通用性，如模拟智能组件输出对保护装置进行测试，拔掉光纤，保护至智能组件的GOOSE链路断开，没法实现带断路器的保护传动测试。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法。可实现智能变电站继电保护的正常测试，及保护装置与断路器的一体化传动测试。

一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法，包括以下步骤：

步骤1、设置数据执行模块中的注册项目表中的跳转路径，

步骤2、通过数据接收交互模块接收报文数据；

步骤3、数据接收交互模块对接收到报文数据加上时间戳和进口标号后发送到数据执行模块，每个数据接收交互模块对应一个进口标号；

步骤4、数据执行模块根据报文数据的种类、报文数据的进口标号在注册项目表中查找对应的跳转路径，并且依照跳转路径将报文数据发送到对应数据发送交互模块的发送队列或者放弃报文数据的发送；

步骤5、数据发送交互模块按照发送队列的优先级的顺序，依次对报文数据进行发送。

如上所述的跳转路径包括非等同点跳转路径和等同点跳转路径，

所述的跳转路径设置包括：

设置非等同点跳转路径中的控制位、进口标号、报文种类、出口标号、发送队列号；

设置等同点跳转路径中的进口标号和出口标号；

如上所述的步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、数据执行模块根据报文数据的种类以及报文数据的进口标号找到对应的跳转路径，

步骤4.2、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为非屏蔽位，则根据跳转路径中的出口标号以及发送队列号将报文数据发送到与出口标号对应的数据发送交互模块中的与发送队列号对应的发送队列中；

步骤4.3、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为屏蔽位，则放弃报文数据的发送；

步骤4.4、若跳转路径为等同点跳转路径，则根据跳转路径中的出口标号将报文数据发送到出口标号对应的数据发送交互模块中的优先级最高的发送队列中。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本方法与VLAN技术相比：VLAN分配转发的最小单元为一个通信接口，包含这个通信接口里所有的数据对象，本方法分配转发的最小单元为一个或者一类数据对象，相比VLAN更灵活。

2、本方法与静态组播技术相比：静态组播分配转发对象为以目标组播地址为标识的数据对象，实际对应到某一种类型报文，当网络中有大量类型报文，则会受制于静态组播总条目数限制或者因为不能罗列所有报文类型而无法定义正确的数据流走向；本方法可以定义一种类型或者一批类型报文的走向，同时定义集合中没有列出类型的报文走向。

3、本方法与镜像技术相比：镜像将所有被镜像端口的数据对象转发至镜像端口，不对报文转发顺序进行控制、无法处理超流量的丢包；本方法可以定义报文转发的优先级从而控制报文转发的顺序，可以定义过滤不需要的报文，保证不存在超流量丢包。

附图说明

图1为本发明的电气实施示意图。

图2为本发明的另一种电气实施示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对发明作进一步的说明。

智能变电站中，智能组件不但把采集到的电压电流信号和开关位置信号以SV报文和GOOSE报文的形式通过光纤传递到保护装置，而且还会接收保护装置发送的GOOSE跳闸命令。

其中，保护装置包括线路保护、母线保护、变压器保护等；智能组件包括智能终端和合并单元功能的装置。

由于在IEC61850标准中，没有对电子互感器采集器至智能组件传输的电压电流采样信号进行规范，各设备制造厂家都采用的是各自私有规约，因此需要把智能组件传递给保护装置的SV报文进行隔离，并且发送测试的SV控制块，完成变电站继电保护调试及校验。

一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法，包括以下步骤：

步骤1、设置数据执行模块中的注册项目表，

设置注册项目表包括设置跳转路径， 跳转路径包括非等同点跳转路径和等同点跳转路径，

设置非等同点跳转路径：设置非等同点跳转路径中的控制位、进口标号、报文种类、出口标号、发送队列号，

设置等同点跳转路径：设置等同点跳转路径中的进口标号和出口标号，

步骤2、通过数据接收交互模块接收智能组件发送的报文数据；

其中，数据接收交互模块为多个，报文数据包括SV报文和GOOSE报文；

步骤3、数据接收交互模块对接收到报文数据加上时间戳和报文数据的进口标号后发送到数据执行模块，每个数据接收交互模块对应一个进口标号；

步骤4、数据执行模块根据报文数据的种类、报文数据的进口标号在注册项目表中查找对应的跳转路径，并且依照跳转路径将报文数据发送到对应数据发送交互模块的发送队列或者放弃报文数据的发送；

具体为：

步骤4.1、数据执行模块根据报文数据的种类以及报文数据的进口标号找到对应的跳转路径，

步骤4.2、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为非屏蔽位，则根据跳转路径中的出口标号以及发送队列号将报文数据发送到与出口标号对应的数据发送交互模块中的与发送队列号对应的发送队列中；

步骤4.3、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为屏蔽位，则放弃报文数据的发送；

步骤4.4、若跳转路径为等同点跳转路径，则根据跳转路径中的出口标号将报文数据发送到出口标号对应的数据发送交互模块中的优先级最高的发送队列中。

步骤5、数据发送交互模块按照发送队列的优先级的顺序，依次对报文数据进行发送。

本发明中的等同点路径为固定延时路径，即通过FPGA预先设置每个数据接收交互模块与各个数据发送交互模块之间的固定延时路径，当跳转路径为等同点跳转路径时，数据接收交互模块发出的报文数据通过固定延时路径传输到数据发送交互模块中的优先级最高的发送队列中。保证报文数据的传输延时固定。

作为一种优选方案，如图1所示，数据交互接口为集成的数据接收交互模块和数据发送交互模块，数据交互接口的数据发送交互模块中只有一个发送队列。

作为一种优选方案，如图2所示，数据接收交互模块和数据发送交互模块可以集成为数据接收发送交互模块。数据接收发送交互模块分别对应一个进口标号和一个出口标号。

通过本发明可以有选择性的将智能组件发给保护装置的部分报文数据替换成测试用的报文数据，例如，将第一数据接收交互模块接入继电保护测试仪，将第二数据接收交互模块接入智能组件，设置注册项目表中的跳转路径，使得继电保护测试仪输出的SV报文以及智能组件输出的GOOSE报文跳转到第一数据发送交互模块中的第一发送队列和第二发送队列，实现继电保护测试仪输出的SV报文和智能组件输出的GOOSE报文的合并。继而可以完成变电站继电保护调试及校验。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种智能变电站继电保护测试信号隔离与重组方法，包括以下步骤：

步骤1、设置数据执行模块中的注册项目表中的跳转路径，

步骤2、通过数据接收交互模块接收报文数据；

步骤3、数据接收交互模块对接收到报文数据加上时间戳和进口标号后发送到数据执行模块，每个数据接收交互模块对应一个进口标号；

步骤4、数据执行模块根据报文数据的种类、报文数据的进口标号在注册项目表中查找对应的跳转路径，并且依照跳转路径将报文数据发送到对应数据发送交互模块的发送队列或者放弃报文数据的发送；

步骤5、数据发送交互模块按照发送队列的优先级的顺序，依次对报文数据进行发送，

跳转路径包括非等同点跳转路径和等同点跳转路径，

所述的跳转路径设置包括：

设置非等同点跳转路径中的控制位、进口标号、报文种类、出口标号、发送队列号；

设置等同点跳转路径中的进口标号和出口标号，

所述的步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、数据执行模块根据报文数据的种类以及报文数据的进口标号找到对应的跳转路径，

步骤4.2、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为非屏蔽位，则根据跳转路径中的出口标号以及发送队列号将报文数据发送到与出口标号对应的数据发送交互模块中的与发送队列号对应的发送队列中；

步骤4.3、若跳转路径为非等同点跳转路径且控制位为屏蔽位，则放弃报文数据的发送；

步骤4.4、若跳转路径为等同点跳转路径，则根据跳转路径中的出口标号将报文数据发送到出口标号对应的数据发送交互模块中的优先级最高的发送队列中。