CN107122532A - 配送式变电站合智一体设备的仿真方法和系统 - Google Patents

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冯亮
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Abstract

一种配送式变电站合智一体设备的仿真方法和系统，该系统包括三个模块，合智一体设备配置信息提取模块，通过解析SCD文件获取到待检间隔层设备的虚端子信息和相关联过程层设备信息；合智一体设备仿真模块，解析提取的过程层信息配置信息，基于嵌入式实时平台，实现合智一体设备的仿真；通过测试信息交互操作模块，控制合智一体设备仿真模块仿真模拟过程层通信，发送预设的正常及异常过程层通信报文，实现对配送式变电站间隔层设备的功能测试。本发明解决了如何实施配送式变电站间隔层设备快速测试的需求，大大提高了变电站二次系统的维护效率和作业的自动化水平。

Description

配送式变电站合智一体设备的仿真方法和系统
技术领域
本发明涉及电网信息技术领域，具体为配送式变电站合智一体设备的仿真技术。
背景技术
近年来，配送式变电站技术在电力行业已经开始开展初步应用，大大提高了变电站的建设安装调试的效率，为用户创造了巨大的效益，但在配送式电站的运维检修环节，如何高效准确的实施对配送式变电站二次设备的快速维护，如何快速定位配送式变电站间隔层相关设备的故障成为变电站运维人员首先要考虑的事项。由于配送式电站间隔层设备的采样、通信及出口方式大大不同于传统保护装置，配送式变电站的运维人员面临着诸多急需解决的问题：其一，如何快速获取与选定待检间隔层设备的过程层通信虚端子信息。其二，如何快速获取与待检间隔层设备有SMV连线、GOOSE连线的过程层设备信息。其三，如何在不影响现场过程设备在线运行的情况下，快速搭建与现场运行环境相同的检测环境，实现对相关联合智一体设备的快速建模仿真，以实现对配送式变电站间隔层设备的测试。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种配送式变电站合智一体设备的仿真方法，通过解析SCD文件提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息，通过并根据配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成配送式变电站过程层通信测试环境的快速搭建，解决了如何实施配送式变电站间隔层设备快速测试的需求，大大提高了变电站二次系统的维护效率和作业的自动化水平。
本发明的目的可以这样实现，设计一种配送式变电站合智一体设备的仿真方法，包括以下步骤：
A、基于SCD文件的合智一体设备配置信息提取，通过基于XML文件的解析算法，按照字符索引的方式定位待检间隔层设备的描述；
B、访问其SVLD描述下的DO节点名称并分析与之相关联的MU索引路径及描述名称，获取MU模块的合智一体设备关键描述信息，合智一体设备关键描述信息包括APPID、SVID及MAC地址；
C、提取待检二次设备CTRL描述下的DO节点名称并分析与之相关联的STD索引路径及描述名称，并进一步获取STD模块的合智一体设备关键描述信息，合智一体设备关键描述信息包括APPID、SVID及MAC地址；
D、基于嵌入式平台实现合智一体设备通信，通过在嵌入式平台解析合智一体设备的APPID、SVID及MAC地址信息建立合智一体设备的配置信息模型，根据上位机的测试命令，进行仿真计算；
E、仿真出SMV报文所需的交流量暂态值信息和预设的GOOSE变位信息；
F、按照标准格式完成SMV报文及GOOSE报文的组帧，并通过光模块间隔发送SMV报文以及GOOSE报文，对间隔层设备进行检测。
本发明的另一目的在于提供一种配送式变电站合智一体设备的仿真系统，通过解析SCD文件提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息，通过并根据配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成配送式变电站过程层通信测试环境的快速搭建，解决了如何实施配送式变电站间隔层设备快速测试的需求，大大提高了变电站二次系统的维护效率和作业的自动化水平。
本发明的另一目的可以这样实现，设计一种配送式变电站合智一体设备的仿真系统，包括：
合智一体设备配置信息提取模块，通过解析SCD文件提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息；
合智一体设备仿真模块，根据过程层设备配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建；
测试信息交互操作模块，控制合智一体设备仿真模块仿真模拟过程层通信，发送预设的正常及异常过程层通信报文，实现对配送式变电站间隔层设备的功能测试。
本发明实现了待检间隔层设备相关过程层虚端子信息提取、待检间隔层设备SMV连线、GOOSE连线的过程层设备信息提取以及合智一体设备的建模仿真功能。在配送式变电站二次系统的运维作业场景中，具有重要的意义。首先，可以帮助运维人员迅速提取待检间隔层设备相关的过程层虚端子信息和相关联过程层设备的信息，避免了人工查看SCD文件效率低下和有遗漏的问题，大大提高了获取信息的效率。其次可以根据提取到的相关联过程层设备信息通过嵌入式实时平台实现仿真映射，迅速完成相关联合智一体设备的仿真，通过过程层通信遍历测试，极大的提高了作业效率。
附图说明
图1是本发明较佳实施例之合智一体设备配置信息提取模块的原理图；
图2是本发明较佳实施例之合智一体设备仿真模块的原理图；
图3是本发明较佳实施例之合智一体设备系统的架构图；
图4是本发明较佳实施例之合智一体设备应用实例图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，一种配送式变电站合智一体设备的仿真方法，包括以下步骤：
A、基于SCD文件(全站系统配置文件)101的合智一体设备配置信息提取，通过基于XML文件的解析算法，按照字符索引的方式定位待检间隔层设备的描述102；
B、访问其SVLD(采样值逻辑设备)描述下的DO节点名称104并分析与之相关联的MU(合并单元)索引路径及描述名称，获取MU模块的合智一体设备关键描述信息103，MU模块的合智一体设备关键描述信息包括MU模块的APPID(应用程序索引)、SVID(采样值索引地址)及MAC地址；
C、提取待检二次设备CTRL(控制信息)描述下的DO节点名称106并分析与之相关联的STD(智能终端)索引路径及描述名称，并进一步获取STD模块的合智一体设备关键描述信息105，STD模块的合智一体设备关键描述信息包括STD模块的APPID、SVID及MAC地址201；
D、基于嵌入式平台实现合智一体设备通信，通过在嵌入式平台解析合智一体设备的APPID、SVID及MAC地址信息建立合智一体设备的配置信息模型203，此信息模型为逻辑模型，包含了合智一体设备的所有描述信息，供其他处理程序实时调取查阅；配置信息模型203根据上位机的测试命令，进行仿真计算，计算公式为：
式中：U ins为电压瞬时值，U max为电压最大值，Iins为电流瞬时值，I max为电流最大值，ω为频率，t为时间，φ为初始相角；
E、仿真出SMV(采样测量值)报文所需的交流量暂态值信息和预设的GOOSE变位信息；
F、按照标准格式，基于FPGA驱动模块204完成SMV报文及GOOSE报文的组帧，并通过SFP光模块(千兆光电信号转换器)205间隔发送SMV报文以及GOOSE报文，对间隔层设备进行检测。
如图3所示，一种配送式变电站合智一体设备的仿真系统，包括：合智一体设备配置信息提取模块1、合智一体设备仿真模块2、测试信息交互操作模块3。
合智一体设备配置信息提取模块1，通过解析SCD文件提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息。SCD文件中包含待测二次设备的虚端子描述信息和相关联合智一体设备的SMV连线、GOOSE连线信息，本模块通过解析SCD文件，提取待检二次设备的SVLD描述下的DO节点名称并分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，并进一步获取MU的APPID、SVID及MAC地址等合并单元关键描述信息。提取待检二次设备CTRL描述下的DO节点名称并分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，并进一步获取智能终端的APPID、SVID及MAC地址等智能终端关键描述信息。
合智一体设备仿真模块2，根据过程层设备配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建。上位机通过以太网将合智一体设备的关键描述信息下传值嵌入式实时平台，嵌入式实时平台解析描述信息中的APPID、SVID及MAC地址等关键信息，实现对多个合智一体设备的仿真建模型，并根据上位机的测试命令，进行仿真计算，仿真出SMV报文所需的交流量暂态只信息和预设的GOOSE变位信息，按照标准格式完成SMV报文及GOOSE报文的组帧，并通过SFP光模块等间隔发送SMV报文以及GOOSE报文。
测试信息交互操作模块3，控制合智一体设备仿真模块仿真模拟过程层通信，发送预设的正常及异常过程层通信报文，实现对配送式变电站间隔层设备的功能测试。负责图形化显示的配置界面和交互界面，分为两个部分：测试信息信息显示模块和测试指令下传模块。
应用如图4所示，本发明根据上位机的测试命令，向间隔层设备发送SMV报文以及GOOSE报文。
本发明通过解析SCD文件，提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息，根据配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成配送式变电站过程层通信测试环境的快速搭建，解决了如何实施配送式变电站间隔层设备快速测试的需求，大大提高了变电站二次系统的维护效率和作业的自动化水平。

Claims (4)

1.一种配送式变电站合智一体设备的仿真方法，其特征在于包括以下步骤：
A、基于SCD文件的合智一体设备配置信息提取，通过基于XML文件的解析算法，按照字符索引的方式定位待检间隔层设备的描述；
B、访问其SVLD描述下的DO节点名称并分析与之相关联的MU索引路径及描述名称，获取MU模块的合智一体设备关键描述信息，合智一体设备关键描述信息包括APPID、SVID及MAC地址；
C、提取待检二次设备CTRL描述下的DO节点名称并分析与之相关联的STD索引路径及描述名称，并进一步获取STD模块的合智一体设备关键描述信息，合智一体设备关键描述信息包括APPID、SVID及MAC地址；
D、基于嵌入式平台实现合智一体设备通信，通过在嵌入式平台解析合智一体设备的APPID、SVID及MAC地址信息建立合智一体设备的配置信息模型，根据上位机的测试命令，进行仿真计算；
E、仿真出SMV报文所需的交流量暂态值信息和预设的GOOSE变位信息；
F、按照标准格式完成SMV报文及GOOSE报文的组帧，并通过光模块间隔发送SMV报文以及GOOSE报文，对间隔层设备进行检测。
2.根据权利要求1所述的配送式变电站合智一体设备的仿真方法，其特征在于，仿真计算公式为：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>U</mi> <mi> </mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>s</mi> <mo>=</mo> <mi>U</mi> <mi> </mi> <mi>max</mi> <mo>*</mo> <mi>sin</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <mi>&amp;phi;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>I</mi> <mi> </mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>s</mi> <mo>=</mo> <mi>I</mi> <mi> </mi> <mi>max</mi> <mo>*</mo> <mi>sin</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <mi>&amp;phi;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中：U ins为电压瞬时值，U max为电压最大值，Iins为电流瞬时值，I max为电流最大值，ω为频率，t为时间，φ为初始相角。
3.一种配送式变电站合智一体设备的仿真系统，其特征在于，包括：
合智一体设备配置信息提取模块，通过解析SCD文件提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息；
合智一体设备仿真模块，根据过程层设备配置信息实现在嵌入式实时平台的仿真建模，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建；
测试信息交互操作模块，控制合智一体设备仿真模块仿真模拟过程层通信，发送预设的正常及异常过程层通信报文，实现对配送式变电站间隔层设备的功能测试。
4.根据权利要求3所述的配送式变电站合智一体设备的仿真系统，其特征在于：测试信息交互操作模块分为测试信息信息显示模块和测试指令下传模块；测试信息信息显示模块负责图形化显示；测试指令下传模块发送预设的正常及异常过程层通信报文，对配送式变电站间隔层设备的功能进行测试。
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