CN106327355B - 一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法，系统包括：站控层模块、间隔层模块和过程层模块；站控层模块通过站控层网络与间隔层模块连接；过程层模块通过过程层网络与间隔层模块连接；过程层模块包括：过程层虚拟二次设备和/或真实过程层设备，间隔层模块包括：间隔层虚拟二次设备和/或真实间隔层设备，站控层模块包括：虚拟客户端和/或一体化监控系统、网络记录分析仪和同步对时装置；本发明提供的系统，能够为智能变电站改扩建二次设备提供系统性的检测调试环境，不仅能够有效提高检测调试效率，还能够减少现场带电调试的工作量和工作时间，提升改扩建工程的安全水平。
Description
技术领域
本发明涉电力自动化领域，具体涉及一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法。
背景技术
随着智能变电站全站信息数字化的推进，规约、模型的统一，接线的简化及接口标准化，变电站自动化系统的硬件回路将逐渐减少，以往大量的二次电缆连接模式演变成了虚端子、虚回路的配置。相比于传统变电站围绕着纸质图纸，智能变电站围绕着SCD文件，设计工作和系统集成工作将逐渐融合，设计可以直接提交出包含全站模型信息的SCD文件并提供给各设备厂商，供其直接导入，完全避免了原先对照图纸、依靠人力进行信息输入和现场接线的弊端，从而在工程实施这个关键环节体现智能变电站的魅力和价值，实现“最大化工厂工作量，最小化现场工作量”。另外，智能变电站中，电子式互感器、智能终端、交换机、状态监测系统、对时同步技术等大量新设备、新技术的应用，使变电站的信息传输方式和表现形式发生了变化，使得变电站内部的结构、接线方式都发生了巨大变化：
(1)传统的电缆二次回路的被光纤和网络所代替；
(2)交流电流、电压信号以及直流控制、位置、告警信号被SV、GOOSE所取代；
(3)装置的功能及各装置间联接关系体现在全站SCD配置文件的模型及虚端子中；
由于上述一系列的改变，智能变电站的检测调试模式也随之进行了调整，涉及的调试内容、调试方法也随着新设计、新设备和新技术的发展而发生变化，常规的模拟量和开关量输入、输出被数字形式的SV和GOOSE所取代，这给智能变电站的调试带来了挑战。
我国自2009年开展智能变电站的发展建设以来，截至到2015年底已经建成投运1000多座智能变电站，随着智能变电站的不断发展建设，新建智能变电站的检测调试手段和调试方法也日益完善。但由于新建智能变电站建设规模较大，不少早期建成投运的智能变电站如今已面临着改扩建的需求，而目前已经投运的1000多座智能变电站也将逐步面临同样的问题。
从当前智能变电站改扩建工程的施工现状来看看，改扩建工程因施工现场部分设备带电，施工现场复杂，由于当前实际开展的改扩建工程数量较少，且各自改扩建的内容也存在较大差异，因此现有工程中实际可借鉴的工程经验非常少。另外，与以往常规变电站扩建时电缆点对点联系的清晰可见不同，智能变电站扩建时，需要根据IEC 61850标准，配置修改系统中使用的说明文档、设备的配置参数文档、系统数据、信息模型文档及系统和设备的配置文件等项目。每个IED装置ICD功能描述文件的增加或变动，都需同步更新全站SCD系统配置文件，然后导出IED配置描述文件(CID)进行下装，这给在运设备的文件配置带来了潜在的风险。面向通用对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE)采用网络发布，待联调的改扩建设备与其他运行设备可能接入到同一台交换机，在安全措施隔离上无法实现断开光纤等直观的安措隔离点，这给调试带来了挑战，也增加了调试的难度和工作量。
从当前已有的智能变电站改扩建调试的开展情况来看，这些改扩建工程的二次调试都在现场设备带电运行的情况下开展，安全性风险较大。也有具体工程的现场调试提及了建议采用虚拟设备来模拟SV或者GOOSE报文实现对现场信号的配置，但并未提及具体的功能或产品描述。虽然当前的数字化继电保护测试仪在一定程度上可以模拟SV和GOOSE报文，但往往只能针对单台设备进行测试。也有测试仪厂家通过增加多个端口的方式实现多路SV和GOOSE报文的模拟，但仍然是针对各自的保护测控设备，并未能够从系统角度构建仿真调试环境。更为重要的是，智能变电站改扩建仿真调试环境很大程度上需要开展新增设备与在运设备之间的关联调试，需要模拟在运设备与真实二次设备之间开展关联信号调试，而这是当前测试仪所不具备的。
发明内容
本发明提供一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法，其目的是能够为智能变电站改扩建二次设备提供系统性的检测调试环境，实现对智能变电站改扩建工程二次设备的单体调试、系统调试以及联合仿真调试，不仅能够有效提高检测调试效率，还能够减少现场带电调试的工作量和工作时间，提升改扩建工程的安全水平。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种智能变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统，其改进之处在于，包括：站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块包括：过程层虚拟二次设备和/或真实过程层设备，所述间隔层模块包括：间隔层虚拟二次设备和/或真实间隔层设备，所述站控层模块包括：虚拟客户端和/或一体化监控系统、网络记录分析仪和同步对时装置。
优选的，所述过程层虚拟二次设备，用于解析所述真实过程层设备的ICD文件，模拟所述真实过程层设备的SV、GOOSE报文的实时传输；
所述间隔层虚拟二次设备，用于解析所述真实间隔层设备的ICD文件，模拟传输所述真实间隔层设备的MMS报文，并模拟发送和接收所述真实间隔层设备的GOOSE报文和SV报文；
所述虚拟客户端，用于模拟所述一体化监控系统实现与所述真实间隔层设备之间发送和接收MMS报文。
优选的，所述真实过程层设备包括：合并单元和智能终端，所述真实间隔层设备包括：继电保护装置和测控装置。
进一步的，分别将所述真实过程层设备和所述真实间隔层设备的ICD文件作为硬件构架的运行驱动，构建所述过程层虚拟二次设备和所述间隔层虚拟二次设备，其中，所述硬件构架基于Vxworks嵌入式操作系统，采用FPGA+PowerPC相结合的硬件架构，并支持IRIG-B和IEEE1588对时；所述硬件构架配置光纤以太网通信接口和RJ45以太网通信接口，且均为100M带宽；所述硬件构架采用SD卡扩展硬件平台的文件存储空间，用于存放ICD文件。
进一步的，采用仿真软件解析所述真实间隔层设备的ICD文件构建所述间隔层虚拟二次设备。
优选的，所述过程层网络配置单独的过程层交换机，用于接入待测试过程层设备和/或待测试间隔层设备，其中，所述待测试过程层设备包括：真实待测试过程层设备和/或待测试过程层虚拟二次设备，且所述待测试过程层虚拟二次设备模拟运行待测试过程层设备的ICD文件，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件；
所述站控层网络配置单独的站控层交换机，用于接入待测试间隔层设备，其中，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件。
一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统实现方法，其改进之处在于，所述方法包括：
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接；
通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接；
配置与所述站控层网络级联的单独的站控层交换机，将所述站控层交换机与站控层网络连接；
配置与所述过程层网络级联的单独的过程层交换机，将所述过程层交换机与过程层网络连接；
将待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备接入所述过程层交换机，对所述待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备进行测试；
将待测试间隔层设备接入所述站控层交换机，对所述待测试间隔层设备进行测试。
优选的，通过站控层模块、间隔层模块和过程层模块分别模拟改扩建变电站在运站控层系统、间隔层二次设备和过程层二次设备；
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接，通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接测试，形成测试系统，利用过程层模块、间隔层模块中的虚拟二次设备模拟构建改扩建变电站在运设备；
通过单独配置的站控层交换机将站控层待测试设备与间隔层待测试设备连接，通过单独配置的过程层交换机将间隔层待测试设备与过程层待测试设备连接，构建改扩建新增设备的待测试系统；
将测试系统中过程层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的过程层网络交换机进行连接，形成新的过程层网络；将测试系统中站控层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的站控层网络交换机进行连接，形成新的站控层网络。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法，利用虚拟二次设备及真实二次设备构建改扩建工程二次设备仿真调试系统，能够为智能变电站改扩建二次设备提供系统性的检测调试环境，实现对智能变电站改扩建工程二次设备的单体调试、系统调试以及联合仿真调试，不仅能够有效提高检测调试效率，还能够减少现场带电调试的工作量和工作时间，提升改扩建工程的安全水平。
附图说明
图1是本发明一种智能变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的接入改扩建工程二次设备后完整的仿真调试系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种智能变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统，如图1所示，包括：站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块包括：过程层虚拟二次设备和/或真实过程层设备，所述间隔层模块包括：间隔层虚拟二次设备和/或真实间隔层设备，所述站控层模块包括：虚拟客户端和/或一体化监控系统、网络记录分析仪和同步对时装置。
所述过程层虚拟二次设备，用于解析所述真实过程层设备的ICD文件，模拟所述真实过程层设备的SV、GOOSE报文的实时传输；
所述间隔层虚拟二次设备，用于解析所述真实间隔层设备的ICD文件，模拟传输所述真实间隔层设备的MMS报文，并模拟发送和接收所述真实间隔层设备的GOOSE报文和SV报文；
所述虚拟客户端，用于模拟所述一体化监控系统实现与所述真实间隔层设备之间发送和接收MMS报文。
进一步的，可以通过硬件构架构建虚拟二次设备，基于Vxworks嵌入式实时操作系统，采用FPGA+PowerPC的硬件架构，同时配置了百兆ST光口和RJ45网口，支持IRIG-B和IEEE1588对时。由于硬件结构相同，因此只需切换不同的模型文件即可实现对不同类型二次设备的模拟，具体包括：
分别将所述真实过程层设备和所述真实间隔层设备的ICD文件作为硬件构架的运行驱动，构建所述过程层虚拟二次设备和所述间隔层虚拟二次设备，其中，所述硬件构架基于Vxworks嵌入式操作系统，采用FPGA+PowerPC相结合的硬件架构，并支持IRIG-B和IEEE1588对时；所述硬件构架配置光纤以太网通信接口和RJ45以太网通信接口，且均为100M带宽；所述硬件构架采用SD卡扩展硬件平台的文件存储空间，用于存放ICD文件。
也可以，采用仿真软件解析所述真实间隔层设备的ICD文件构建所述间隔层虚拟二次设备。其中，该仿真软件即可运行于PC机上，也可运行与工控机。
所述真实过程层设备包括：合并单元和智能终端，所述真实间隔层设备包括：继电保护装置和测控装置。
智能变电站通常为典型的三层两网结构，参照这一典型结构，由虚拟二次设备和/或真实二次设备构建测试系统，具体的，所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接，所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接之后，还包括：
对待测试设备进行测试需接入待测试设备或系统，如图2所示，所述过程层网络配置单独的过程层交换机，用于接入待测试过程层设备和/或待测试间隔层设备，其中，所述待测试过程层设备包括：真实待测试过程层设备和/或待测试过程层虚拟二次设备，且所述待测试过程层虚拟二次设备模拟运行待测试过程层设备的ICD文件，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件；
所述站控层网络配置单独的站控层交换机，用于接入待测试间隔层设备，其中，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件。
一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统实现方法，所述方法包括：
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接；
通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接；
配置与所述站控层网络级联的单独的站控层交换机，将所述站控层交换机与站控层网络连接；
配置与所述过程层网络级联的单独的过程层交换机，将所述过程层交换机与过程层网络连接；
将待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备接入所述过程层交换机，对所述待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备进行测试；
将待测试间隔层设备接入所述站控层交换机，对所述待测试间隔层设备进行测试。
进一步的，通过站控层模块、间隔层模块和过程层模块分别模拟改扩建变电站在运站控层系统、间隔层二次设备和过程层二次设备；
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接，通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接测试，形成测试系统，利用过程层模块、间隔层模块中的虚拟二次设备模拟构建改扩建变电站在运设备；
通过单独配置的站控层交换机将站控层待测试设备与间隔层待测试设备连接，通过单独配置的过程层交换机将间隔层待测试设备与过程层待测试设备连接，构建改扩建新增设备的待测试系统；
将测试系统中过程层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的过程层网络交换机进行连接，形成新的过程层网络；将测试系统中站控层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的站控层网络交换机进行连接，形成新的站控层网络。
基于本发明提供的一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法，本发明还提供一种变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统及实现方法的实施例：
虚拟二次设备配置及模拟。虚拟二次设备采用通用硬件平台，基于Vxworks嵌入式实时操作系统，采用FPGA+PowerPC的硬件架构，同时配置了百兆ST光口和RJ45网口，支持IRIG-B和IEEE1588对时。由于硬件结构相同，因此只需切换不同的模型文件即可实现对不同类型二次设备的模拟，具体如下：
(1)利用虚拟二次设备解析合并单元的ICD文件，模拟发送IEC61850-9-2采样报文，且采样数据的模拟发送频率为4kHz，即80点/周波，合并单元采样数据的发送采用FPGA实现，能够保证每一个采样点数据的离散性小于10us。虚拟合并单元也支持IEC60044-8扩展规约的传输，能够满足对于智能变电站继电保护采样所要求的点对点传输。对于智能终端的模拟，只需运行智能终端的ICD文件，即可模拟GOOSE报文的传输，其中各个GOOSE报文中数据的数值可以根据需求人工设置，也可按照需求进行自动连续变位和切换，便于对其它设备进行检测和调试。通常情况下，一块CPU板运行一类设备，如合并单元或智能终端，也可根据需求，配置多块CPU板模拟多个不同间隔的合并单元或智能终端，这也意味着所需要模拟的设备数量仅需通过CPU板件数量的配置即可实现，由于所有硬件板件都采用了相同的设置，因此硬件CPU板具有可互换性，届时只需更换需要模拟的ICD文件即可。
(2)利用虚拟二次设备模拟间隔层保护测控装置。采用通用的硬件平台，运行保护测控装置的ICD文件，虚拟设备可以模拟包括测控装置的外部数据接口和数据交互方式。该虚拟二次设备可以与站控层监控系统进行MMS报文传输，发送电压、电流等测量量以及开关位置、动作告警等状态量，同时支持后台的遥控操作；同时还能够接收过程层的SV采样报文、GOOSE报文，实现对电压、电流数据的计算及相关状态信息的获取。当然，在虚拟保护测控装置的实现上，还存在软件的实现方式，即通过运行于PC机或者工控机上的软件来实现虚拟保护测控装置的模拟。这一方式能够采用一方面是因为智能变电站的数据交互从传统的电缆连接转变为报文传输，另外也是因为间隔层MMS通信对实时性要求较低，并没有过程层SV和GOOSE等报文有较高的实时性要求，因此，通过软件的方式实现虚拟保护和测控装置仍然是较好的实现方式。采用软件实现的方式也是通过解析保护测控的ICD文件，获取MMS的BRCB和URCB报告控制模块，获取GOOSE报文发送控制模块，获取SV报文的接收配置，接收SV报文和GOOSE报文。当然，由于是软件实现，因此GOOSE报文的实时性并不能保证，但却仍然能够进行信号配置和关联正确性的验证和测试。若需要同时模拟多个间隔层的保护测控装置，可以载入多个ICD文件来模拟，本发明中的软件至少可同时支持32个间隔保护测控装置的同时模拟。
(3)虚拟客户端的模拟。智能变电站间隔层的保护和测控装置为MMS通信的服务器端，而后台监控系统通常为客户端。为了实现对保护测控装置MMS通信的交互，采用了软件开发的虚拟客户端，用来连接保护测控装置获取遥测、遥信信息，同时也实现遥控操作，在一定程度上类似简化版的监控系统。当然，虚拟客户端可以同时连接至少32个及以上的保护测控装置，为具体的检测调试提供了便利。由于虚拟客户端也直接运行于PC机上，因此可以根据调试需求灵活移动，十分便利。同样，考虑到改扩建仿真调试系统可以在实验室构建，也可采用已有的监控系统来构建客户端，即采用国内二次设备厂家典型的一体化监控系统来构建仿真调试系统的站控层模块，由于监控系统可以有更好的数据库及图形界面的支持，因此会使得整个调试更加直接和清晰。为了提供更好地完善调试环境，在实验室环境下构建改扩建仿真调试系统时，也可以增加网络报文记录分析仪和同步对时装置。网络报文记录分析仪用来记录和分析过程层SV和GOOSE报文、站控层MMS报文，为检测调试过程提供有益的补充。同步对时装置支持IRIG-B和IEEE1588对时，主要用来针对基于硬件平台实现的虚拟二次设备进行对时，便于针对改扩建的实际情况，更加真实的模拟在运设备。当然，这些真实的设备并非改扩建调试系统中必不可缺的元素，仅仅是为了进一步完善调试系统的整体架构，为实际提供辅助的分析手段。
虚拟二次设备或/和真实二次设备构建仿真调试系统。智能变电站通常为典型的三层两网结构，因此，采用虚拟二次设备构建全站网络时也是参照这一结构，具体实现的方案如下：
(1)过程层网络构建。优先利用虚拟合并单元、虚拟智能终端构建过程层网络，考虑到智能变电站中合并单元和智能终端既有分散的方式，也有集成的方式，因此即可按照SV和GOOSE单独组网的模式搭建网络，也可采用SV和GOOSE共网的方式，并由此构建过程层通信网络。另外，可以根据实际的需求，利用多个不同的CPU板模拟合并单元或者模拟智能终端，进而更加便利的构建过程层网络。此外，若具有数字化测试仪、真实的合并单元、智能终端设备，也可同时接入过程层网络，形成过程层虚拟二次设备与真实过程层二次设备共存的过程层网络。
(2)虚拟间隔层保护测控装置或/和真实间隔层保护测控装置接入过程层网络。由于间隔层二次设备跨接过程层网络和站控层网络，一方面需要接入过程层网络获取SV采样报文和GOOSE状态信息，同时也需要接入站控层网络通过MMS报文实现与站控层设备及系统间的信息交互。虚拟间隔层保护测控装置，无论是基于硬件平台的方式还是基于软件的方式，只需接入过程层网络即可；而对于真实的间隔层保护测控装置，也是采用相同的方式接入过程层网络。
(3)站控层网络构建。将虚拟间隔层保护测控装置和/或真实间隔层保护测控装置的MMS通信网口接入站控层交换机，由此构成了控层通信网络。由于站控层通信以MMS报文为主，因此采用RJ45的百兆网口即可满足需求。无论是基于硬件平台还是软件实现的虚拟保护测控装置，亦或真实的保护测控装置，其对外传输的接口和方式完全相同。当采用硬件平台的方式实现虚拟保护测控装置时，若需要模拟多个装置，仅需配置多块CPU板，并设置不同的IP地址即可。当采用软件的方式实现保护测控装置的模拟时，若需要模拟多个装置，仅需同时读取多个ICD文件即可，并针对解析ICD获取的模拟IED配置不同的IP地址即可。
(4)站控层模块接入。在构建完站控层网络以后，此时就需要将站控层模块中的虚拟客户端接入站控层网络。若构建环境时具有厂家的一体化监控系统，则将其接入站控层网络即可，此时一体化监控系统以及虚拟的监控系统(虚拟客户端)都接入了站控层网络。另外，根据该系统搭建的环境和条件，若具有网络报文记录分析仪设备，则将其分别接入过程层网络和站控层网络，用来抓取、存储网络报文便于后续的检测调试；若具有同步对时装置，也将其接入搭建的调试系统，若采用IRIG-B对时方式，则直接连接基于硬件平台开发的虚拟二次设备，包括过程层和间隔层真实二次设备或者虚拟二次设备；若采用IEEE1588对时，则直接将其接入过程层网络即可。
基于上述步骤构建的仿真调试系统，该系统具备了对变电站二次设备进行单体调试、系统集成调试的能力。此时需要将被测试的设备接入该调试系统。
改扩建新增二次设备构建待测试系统。若改扩建变电站新增二次设备能够直接接入调试系统，则直接按照改扩建工程的实际情况分别组建过程层网络和站控层网络形成待测试系统，并以系统性的方式接入仿真调试系统，这一过程和上述基于虚拟二次设备或/和真实二次设备构建仿真调试系统类似。若没有改扩建变电站新增二次设备无法接入仿真调试系统，即由于这些新增设备直接运到了现场或者因为工期延误等，在即将开展调试时还未收到改扩建新增二次设备，在此情况下没有真实的合并单元、智能终端和保护测控装置，为保障改扩建工程检测调试的顺利开展，此时采用虚拟二次设备进行替代，即利用虚拟二次设备模拟改扩建工程真实二次设备的ICD模型文件，通过形成的过程层虚拟二次设备、间隔层虚拟二次设备以及站控层虚拟客户端构建待测试系统。由此可以看出，待测试系统即可以是改扩建新增二次设备构建的真实的待测试系统，也可以是由虚拟二次设备模拟改扩建新增二次构建的虚拟的待测试系统。
将构建的仿真调试系统与待测系统的站控层网络进行连接，将构建的仿真调试系统与待测系统的过程层网络进行连接，由此形成完整的测试系统并开展测试。当然，如此级联构建的系统都是基于网络传输的方式，这对于非继电保护类装置是完全可行的。但由于现阶段智能变电站的继电保护装置的采用点对点连接的方式，即直采直跳，因此在具体系统搭建时针对继电保护装置采用直接连接的方式即可，而这种情况下，基于软件实现的虚拟保护装置就不再适用，因为软件运行的平台为PC机，且过程层网络都是采用光纤进行连接，因此需要基于通用硬件平台来搭建测试环境。
当上述整个测试系统构建完成后，即可开展对改扩建新增二次设备的调试，其中仿真调试系统中的虚拟二次设备可灵活参与后续的检测调试，当需要与改扩建新增二次设备进行关联测试时，可利用该仿真调试系统中的虚拟二次设备模拟在运二次设备的ICD文件，实现与改扩建新增设备之间的关联测试。
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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种智能变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统，其特征在于，所述系统包括：站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块包括：过程层虚拟二次设备和/或真实过程层设备，所述间隔层模块包括：间隔层虚拟二次设备和/或真实间隔层设备，所述站控层模块包括：虚拟客户端和/或一体化监控系统、网络记录分析仪和同步对时装置；
所述过程层虚拟二次设备，用于解析所述真实过程层设备的ICD文件，模拟所述真实过程层设备的SV、GOOSE报文的实时传输；
所述间隔层虚拟二次设备，用于解析所述真实间隔层设备的ICD文件，模拟传输所述真实间隔层设备的MMS报文，并模拟发送和接收所述真实间隔层设备的GOOSE报文和SV报文；
所述虚拟客户端，用于模拟所述一体化监控系统实现与所述真实间隔层设备之间发送和接收MMS报文；
所述过程层网络配置单独的过程层交换机，用于接入待测试过程层设备和/或待测试间隔层设备，其中，所述待测试过程层设备包括：真实待测试过程层设备和/或待测试过程层虚拟二次设备，且所述待测试过程层虚拟二次设备模拟运行待测试过程层设备的ICD文件，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件；
所述站控层网络配置单独的站控层交换机，用于接入待测试间隔层设备，其中，所述待测试间隔层设备包括：真实待测试间隔层设备和/或待测试间隔层虚拟二次设备，且所述待测试间隔层虚拟二次设备模拟运行待测试间隔层设备的ICD文件。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真实过程层设备包括：合并单元和智能终端，所述真实间隔层设备包括：继电保护装置和测控装置。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，分别将所述真实过程层设备和所述真实间隔层设备的ICD文件作为硬件构架的运行驱动，构建所述过程层虚拟二次设备和所述间隔层虚拟二次设备，其中，所述硬件构架基于Vxworks嵌入式操作系统，采用FPGA+PowerPC相结合的硬件架构，并支持IRIG-B和IEEE1588对时；所述硬件构架配置光纤以太网通信接口和RJ45以太网通信接口，且均为100M带宽；所述硬件构架采用SD卡扩展硬件平台的文件存储空间，用于存放ICD文件。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，采用仿真软件解析所述真实间隔层设备的ICD文件构建所述间隔层虚拟二次设备。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述的变电站改扩建工程二次设备仿真调试系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括：
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接；
通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接；
配置与所述站控层网络级联的单独的站控层交换机，将所述站控层交换机与站控层网络连接；
配置与所述过程层网络级联的单独的过程层交换机，将所述过程层交换机与过程层网络连接；
将待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备接入所述过程层交换机，对所述待测试间隔层设备和/或待测试过程层设备进行测试；
将待测试间隔层设备接入所述站控层交换机，对所述待测试间隔层设备进行测试。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过站控层模块、间隔层模块和过程层模块分别模拟改扩建变电站在运站控层系统、间隔层二次设备和过程层二次设备；
通过站控层网络将站控层模块与间隔层模块连接，通过过程层网络将过程层模块与间隔层模块连接测试，形成测试系统，利用过程层模块、间隔层模块中的虚拟二次设备模拟构建改扩建变电站在运设备；
通过单独配置的站控层交换机将站控层待测试设备与间隔层待测试设备连接，通过单独配置的过程层交换机将间隔层待测试设备与过程层待测试设备连接，构建改扩建新增设备的待测试系统；
将测试系统中过程层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的过程层网络交换机进行连接，形成新的过程层网络；将测试系统中站控层网络与待测试系统中改扩建新增设备中单独配置的站控层网络交换机进行连接，形成新的站控层网络。
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