CN113079051A - 基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法 - Google Patents

基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法 Download PDF

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CN113079051A CN202110385227.2A CN202110385227A CN113079051A CN 113079051 A CN113079051 A CN 113079051A CN 202110385227 A CN202110385227 A CN 202110385227A CN 113079051 A CN113079051 A CN 113079051A
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刘永新
张超
郑翔
杨力强
江波
刘千令
罗华煜
李友军
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段崇崇
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State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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    • H04L41/14Network analysis or design

Abstract

本发明公开了一种基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,涉及自动化技术领域,用于解决现有难以实现变电站国产化通信协议仿真调试与测试的问题,该方法包括以下步骤:加载基于IEC61850标准的SCD模型文件及状态序列配置库;解析SCD模型文件得到变电站智能电子设备(IED)模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库及状态序列;配置网络通信环境;并行启动若干基于国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程;进行变电站站控层通讯服务的调试仿真。本发明通过批量并行仿真智能电子设备,可替代物理设备,快速仿真构建厂站级的站控层网络通信环境。

Description

基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域,尤其涉及一种基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法。
背景技术
IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准,IEC61850标准实现了智能变电站的工程实施与运作的规范化与标准化,得到了很多国内外电力设备厂家的支持,并在电力系统中得到了广泛的应用。
IEC61850标准通过采用抽象通讯服务接口(ACSI),以便统一定义所有通讯服务的服务原语、交互流程与参数,并通过特定通信服务映射(SCSM)的方法将通讯服务映射到具体的通信协议,实现电力系统的通信功能。其中,IEC61850-8-1定义了将ACSI映射到制造报文规范MMS(ISO9506-1、ISO9506-2)的方法,实现了变电站站控层网络架构下的自动化监控系统与智能电子设备(IED)间的数据监控通信服务。
但是IEC61850标准的变电站ACSI通讯服务通过映射到MMS协议实现,存在以下问题和缺点:
1)MMS作为工业领域通信协议,为了兼容不同的工业领域通信需求,MMS协议内部机制十分复杂,并没有对变电站站控层服务进行针对性设计,因此在映射的实现方法上存在局限性,不宜扩展;
2)MMS标准层次复杂,实现困难,且目前国内电力设备厂家大多依赖于国外的商业软件库,自主化程度较差;
3)ACSI服务中没有定义安全认证相关内容,并且MMS在实际使用过程中也暴露出层次复杂,协议可攻击点较多,安全性较差等问题;
4)MMS协议的数据编码采用了ASN.1的BER编码方式,此编码方式包含了冗余信息,增大了网络传输的负荷量。
为了解决国内变电站核心网络通信协议对国外产品的严重依赖,提升通讯技术与产品的自主化水平,并摆脱国内产品MMS标准网络层次复杂,安全性较差等问题,国家电网公司提出了通过制定并使用变电站控层国产化通信协议《DL/T860通信报文规范》来替代MMS协议的技术方案,以实现IEC61850标准的国产化。《DL/T860通信报文规范》定义了一种将抽象通信服务接口直接映射到TCP/IP传输协议子集的方法,以消除OSI网络中间层协议转换部分,替换了原有MMS协议,从而使得ACSI服务的通信性能得到提升;同时协议增加了信息加密和安全认证的内容,提升了变电站通信的安全性。
目前《DL/T860通信报文规范》被广泛应用于变电站自动化系统,在通信协议的推广运行阶段,不同厂家的电力系统自动化设备与自动化系统之间需要进行互操作,以达到通讯一致性的要求,并对变电站网络通讯配置和通讯行为进行验证。但是,变电站国产化通信协议《DL/T860通信报文规范》的仿真调试与测试,目前还缺少针对性的成熟技术手段和工具软件。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其通过加载变电站模型配置,进而实现变电站国产化通信协议《DL/T860通信报文规范》的仿真调试与测试。
本发明采用以下技术方案实现:基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,包括以下步骤:
加载IEC61850模型文件及状态序列配置库;
解析变电站SCD模型文件,得到变电站IED模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库及状态序列;
配置网络通信环境;
并行启动若干基于国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程;
进行变电站站控层通讯服务的调试仿真。
进一步地,解析变电站SCD模型文件,得到变电站IED模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库,包括以下步骤:
根据IED->LD->LN->DO->DA层次关系创建动态模型树结构的IED视图及数据对象,并基于所述动态模型树叶子节点创建内存数据库,作为与所述IED仿真对象对应的仿真信号数据库;
从所述IED数据对象中筛选出与预设数据类型相匹配的数据,根据筛选出的数据,建立所述IED视图对象与所述IED数据对象的映射关系。
进一步地,所述预设数据类型包括信号、定值数据及可控对象数据。
进一步地,所述叶子节点中记录的数据包括reference、数据类型、功能约束、CDC、数据集索引信息、关联数据集报告控制块索引信息、视图界面模型树节点地址。
进一步地,所述动态模型树的刷新过程,包括以下步骤:
解析所述IED模型中的实例化信息,根据所述实例化信息刷新所述动态模型树叶子节点的初始化值,并实时更新所述内存数据库。
进一步地,配置网络通信环境,包括以下步骤:
提取IED配置中站控层通信参数IP地址;
根据所述网络数据及所述通信参数IP地址配置网络通信环境。
进一步地,并行启动若干基于国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程,包括以下步骤:
并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程,所述任务子进程的启动参数包括模型文件路径、IP地址及共享内存访问标识符;
初始化仿真数据;
创建共享内存,所述共享内存用于仿真操作界面主进程及通信任务子进程的交互。
进一步地,并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程后,还包括:定时发送心跳状态,所述心跳状态包括通信任务子进程投运状态及停运状态。
进一步地,进行变电站站控层通讯服务的调试仿真,包括:根据所述仿真信号数据库执行站控层通讯服务仿真;所述仿真包括手动设值仿真、自动状态序列仿真、控制操作仿真、定值操作仿真、模拟保护装置故障录波仿真、装置运行状态仿真、基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真及全站雪崩信号仿真中的一种或多种。
进一步地,当执行手动设值仿真时,接收手动设值的状态值,当状态值变化时,发送变化报告;
当执行自动状态序列仿真时,进行仿真状态序列配置,将配置好的信息存入状态序列缓存队列,轮询状态序列缓存队列并发送将状态序列变化报告;
当执行控制操作仿真时,接收控制命令,根据所述控制命令改变控制对象的位置信号状态值,并发送状态值变化报告;
当执行定值操作仿真时,接收定值修改指令,根据所述定值修改指令进行仿真操作,将所述仿真操作的结果反馈至国产协议通信任务子进程,通过所述通信任务子进程发送所述仿真结果;
当执行模拟保护装置故障录波仿真时,接收录波信号,根据所述录播信号生成故障波波形文件,生成与所述故障波波形文件对应的录波事件报告并发送;
当执行装置运行状态仿真时,根据接收到的装置运行内部信号进行仿真,并发送仿真结果报告;
当执行基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真时,接收请求命令,根据所述请求命令进行仿真,并发送仿真结果;
当执行全站雪崩信号仿真时,根据接收到的雪崩仿真参数及雪崩命令,执行全站雪崩信号仿真,并发送仿真结果。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明的仿真方法,可用于对采用变电站国产化通信协议的智能电子设备的通信行为进行仿真。一方面,国产化通信协议会对不同厂家的智能电子设备的配置和通讯行为进行验证,解决了国产化变电站自动化系统投运过程中不同厂家设备之间通讯一致性和互操作的问题;另一方面,通过批量并行仿真智能电子设备,可替代物理设备,快速仿真构建厂站级的站控层网络通信环境,对复杂网络环境下的系统级调试和验证提供支撑。
附图说明
图1是本发明实施例一的软件架构图;
图2是本发明实施例一的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法流程图;
图3是本发明实施例一的仿真流程的流程图;
图4是本发明实施例一的远方控制仿真流程的流程图;
图5是本发明实施例一的定值仿真流程的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明进行更为详细的描述,需要说明的是,以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的,而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合,以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
实施例一
实施例一提供了一种基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,旨在通过利用国产化通信协议,结合并行执行仿真的方式,实现变电站国产化通信协议仿真。
智能电子设备(IED)模型反映了该设备对外通信的所有信息和配置。IEC61850标准规定的典型模型文件包括ICD、CID、SCD、SSD等文件,SCD(SubStation ConfigurationDescription)文件包含了整个变电站内智能电子设备运行的完整信息,因此,本实施例基于SCD文件对全站智能电子设备进行批量并行仿真。
请参照图1所示,图1显示了仿真软件的架构图,图1中,状态序列配置库及仿真信号数据库在创建后被配置在仿真操作界面,即主进程中;主进程主要用于将仿真数据反馈给用户,例如定值、IED列表等,子进程主要用于实现仿真的具体过程,子进程与主进程保持实时交互状态,图中的通信服务任务子进程即本实施例中的通信任务子进程,该子进程是利用国产化通信协议运行的仿真进程。
以下请参照图2所示,对本发明进行详细说明,具体地,一种基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,包括以下步骤:
S110、加载IEC61850模型文件及状态序列配置库;
上述IEC61850模型文件指的是基于IEC61850通信的设备模型,此处的设备模型指的是需要进行仿真实验的设备模型,设备模型的具体构建方法是常规技术手段,本实施例不对此做过对赘述;具体的设备模型或设备模型数量可以根据实际仿真需求进行设置。
S110中的状态序列配置库是用于存储各种仿真状态的数据库,可以根据实际仿真需求及仿真IED数量等进行库的配置。
S120、解析SCD模型文件,得到变电站IED模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库;
上述的SCD模型文件是用于为创建的仿真对象提供配置信息,包括仿真模型对象的配置信息、实例配置、通信参数等。
S120具体包括以下步骤:
S1201根据IED->LD->LN->DO->DA层次关系创建动态模型树结构的IED视图及数据对象,并基于所述动态模型树叶子节点创建内存数据库,作为与所述IED仿真对象对应的仿真信号数据库;
S1202从所述IED数据对象中筛选出与预设数据类型相匹配的数据,根据筛选出的数据,建立所述IED视图对象与所述IED数据对象的映射关系;所述预设数据类型包括信号、定值数据及可控对象数据。
S1201中视图对象的作用是为了将仿真数据渲染至仿真操作界面,数据对象是为了记录仿真数据。
S1201中叶子节点记录的数据包括reference、数据类型、功能约束、CDC、数据集索引信息、关联数据集报告控制块索引信息、视图界面模型树节点地址。
S1201中内存数据库是一个实时内存数据库,其实时更新过程包括:解析所述IED模型中的实例化信息,根据所述实例化信息刷新所述动态模型树叶子节点的初始化值,并实时更新所述内存数据库。
更新内存数据库时,会遍历动态模型树,记录生成的所有数据集信息,并实时根据对应仿真的信号,将叶子节点的数据创建到内存实时数据库中,用于保护定值和参数仿真操作。遍历内存数据库时,会依据CDC信息及ctlModel值挑选出所有可控对象,用于控制仿真操作。视图对象对应的用户端还会提供手动录波操作、定值操作、控制操作、装置闭锁信号模拟、装置检修压板操作、远方/就地模拟、是否运行远方控制模拟、是否允许远方修改定值模拟等仿真操作功能及数据的显示。
通过S1202中建立的映射关系就可以实现视图与内存数据库的映射关联,实现了用户在用户端操作界面可以实时了解到仿真的具体数据及结果。
S130、配置网络通信环境;
S130具体包括以下步骤:
S1301、提取IED站控层通信参数IP地址;
上述的IP地址包括IED设备的A、B网IP地址。
S1302、根据所述网络数据及所述通信参数IP地址配置网络通信环境。
上述的配置网络通信环境包括将IP地址通过API接口设置到指定的网络设备中。
S140、并行启动若干基于国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程;
S140具体包括以下步骤:
S1401、并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程,所述任务子进程的启动参数包括模型文件路径、IP地址及共享内存访问标识符;
上述的并行具体实现方法可以通过多线并行任务、CPU多核并行任务、并行任务本身的并发等方法实现,本实施例不对具体方法加以限定。
S1402、初始化仿真数据;
S1402中初始化指的是初始化IEC61850模型任务,还包括根据S1301中的IP地址完成通信网络TCP/IP链路层初始化。
S1403、创建共享内存,所述共享内存用于仿真操作界面主进程及通信任务子进程的交互。
上述的仿真操作界面主进程可参照图1中的仿真操作界面主进程,通过共享内存访问标识符初始化共享内存,就可实现人机操作主进程及通信任务子进程的交互,上述的交互具体包括仿真数据、操作命令以及诊断信息之间的交互。
并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程后,还包括:定时发送心跳状态,所述心跳状态包括通信任务子进程投运状态及停运状态。
上述的心跳状态发送指的是发送至仿真操作界面主进程,仿真操作界面主进程依据该心跳状态就可以判断通信任务子进程处于投运状态或停运状态,具体地,在仿真操作界面主进程中可以将进程状态显示在智能电子设备(IED)列表中,智能电子设备(IED)列表即图1中的IED列表。
S150、进行变电站站控层通讯服务的调试仿真。
S150调试仿真的流程请参照图3显示的仿真流程图,仿真的具体操作信号、操作命令是基于图中的IEC61850/国产化协议客户端实现的。对智能电子设备与自动化系统进行通信测试时,例如信号仿真实验,可以使用直流电电击装置开入信号端子来产生数字量开入信号,借助测试仪器产生模拟信号产生模拟量。本方法通过信号变化实现仿真流程,仿真时,智能电子设备通信可以采用手动或自动的方式触发模拟信号状态值,通过通信服务将信号发送给IEC61850国产化协议客户端,该客户端主要用于发送命令及接收信号。
本实施例中,仿真流程包括单步信号变化和状态序列信号变化两种模式。单步信号变化模式用于模拟智能电子设备装置配合人工设置遥信产生的变位过程,状态序列变化模式用于模拟智能电子设备配置自动化测试仪器在多个时序分别触发多个信号同时变位的过程。单步信号变化仿真时,人工设置仿真信号的状态值及品质,仿真执行端会将仿真值与仿真信号内存实时数据库(仿真信号数据库)中的值进行比对,如果发生变化,更新信号的时标为即时的系统时间,并将仿真值发送给IE61850/国产化协议客户端,同时更新内存实时数据库及视图页面。状态序列仿真时,首先需要确定所需运行状态的数量,设定每个状态值及其触发时间和变化次数,设定状态序列是否需要反复进行,仿真执行端会定时检查这些状态序列是否达到触发时间,如果达到就将这些状态的信号值发送给IE61850/国产化协议客户端。此外,可以根据实际仿真需求及简化仿真序列配置,按照类型将仿真信号分为遥信类和遥测类,一般遥信类数据类型是BOOL或双点类型,仿真执行端会自动按照分合状态交替变化其仿真值,遥测类型则按照其配置的上下限值取随机数进行信号值设置。针对非缓存类型事件,仿真执行端会提供仿真信号变化发送的次数统计功能,以便IEC61850/国产化协议客户端进行仿真信号的统计比对,判断是否存在信号丢失的现象。另外,为简化配置,仿真客户端还可以支持多对象的状态序列复制、清空等操作。
仿真时,既可以通过本地控制仿真,也可以通过远方控制仿真。
本地控制仿真时,会对智能电子设备的控制开关、刀闸、压板等可控对象的操作处理流程进行仿真,仿真时,其会选择控制对象,并根据当前选择对象的状态值,更新仿真信号数据库(内存实时数据库),同时将控制对象变位事件发送给IEC61850/国产化协议客户端。
远方控制仿真流程请参照图4所示,远方控制仿真流程会模拟远方遥控开关、刀闸、压板等可控对象对应智能电子设备的响应和处理流程。仿真信号数据库(内存实时数据库)初始化时,已经为每个可控对象根据其数据类型初始其初始值状态,如果需要修改可以通过本地控制仿真修改其状态值。仿真时,收到来自IEC61850/国产化协议客户端的控制命令后,仿真程序会检查装置控制环境,例如通过读取远方/就地信号,判断是否允许远方控制等。满足条件情况下,仿真程序会继续进行控制命令有效性判断,如判断是否控制对象的当前位置信号是否有效等。之后,仿真程序改变控制对象状态值,如果是遥控选择命令就将控制结果返回给IEC61850/国产化协议客户端,等待客户端的遥控执行命令;如果是遥控执行命令,则更新可控对象在实时数据库中对应的状态值并刷新控制仿真页面,将控制结果及变位事件发送给IEC61850/国产化协议客户端,从而完成一个完整闭环控制流程。
定值仿真流程请参照图5所示,本地定值仿真时,会通过模拟保护装置基于修改的定值及活动定值区进行切换操作。远方定值操作仿真时,会模拟远方修改定值、切换定值运行时智能电子设备的响应和处理流程。仿真时,首选判断装置当前运行环境是否允许修改定值或切换定值运行区,判断条件是装置闭锁信号、远方/就地信号,是否允许远方修改定值,及三个信号是否满足条件,这些条件可以在仿真界面上进行设值控制,不满足条件直接返回IEC61850/国产化客户端否定响应,满足条件,继续判断定值修改值是否有效,如定值对象是否存在、步长是否合法、是否满足定值范围要求等,如果是切区操作,判断切换区号是否越限,命令有效,则更新定值内存缓冲区数据,并返回定值操作结果给IEC61850客户端。
基于上述仿真流程对常用的仿真流程进行解释和说明。S150中的调试仿真包括:根据所述仿真信号数据库执行站控层通讯服务仿真;所述仿真包括手动设值仿真、自动状态序列仿真、控制操作仿真、定值操作仿真、模拟保护装置故障录波仿真、装置运行状态仿真、基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真及全站雪崩信号仿真中的一种或多种。
1)当执行手动设值仿真时,接收手动设值的状态值,当状态值变化时,发送变化报告。
具体地,手动设值仿真时,状态值是手动设置的,并将产生信号值变化的报告发送给IE61850/国产化协议客户端;设值时可以基于模型树或数据集两种方式进行,两种方式还需判断当前信号是否支持仿真操作,支持仿真操作时,通过设置值与实时数据库的值比对,判断值或品质是否变化,如变化,通过通信服务子进程将值变化或品质变化报告发送给IE61850/国产化协议客户端。
2)当执行自动状态序列仿真时,进行仿真状态序列配置,将配置好的信息存入状态序列缓存队列,轮询状态序列缓存队列并发送将状态序列变化报告。
具体地,可以基于模型树或数据集两种方式进行自动状态序列仿真操作。首先进行仿真状态序列配置,配置信息主要有间隔时间、仿真上限值、仿真下限值、仿真次数。针对BOOL或双点类型的位置信号,其仿真值按分、合状态值进行自动翻转,其它数据类型则按上限值取随机数;仿真次数是状态序列值变化的总次数,如果无限循环可以将次数配置为0,状态序列配置完成以后,其配置信息会被记录到状态序列缓存队列中。启动状态序列仿真功能后,在定时任务中循环检查状态序列队列信息并自动执行状态序列值变化,并将值变化报告通过通信服务子进程发送给IEC61850/国产化客户端,另外,还可提供缓存类事件发送计数统计功能,便于IEC61850/国产化客户端接收事件统计比对用。
3)当执行控制操作仿真时,接收控制命令,根据所述控制命令改变控制对象的位置信号状态值,并发送状态值变化报告。
具体地,包括本地和远方控制仿真,本地控制仿真用于模拟智能电子设备装置的控制操作,然后由通信服务进子程,即本实施例中的通信任务子进程将控制对象位置信号变化报告发送IEC61850/国产化协议客户端;远方控制仿真,接收IEC61850/国产化协议客户端的远方控制命令,改变控制对象的位置信号状态值,然后有通信服务子进程将变位信号发送给IEC61850/国产化协议客户端。
4)当执行定值操作仿真时,接收定值修改指令,根据所述定值修改指令进行仿真操作,将所述仿真操作的结果反馈至国产协议通信任务子进程,通过所述通信任务子进程发送所述仿真结果。
具体地,包括本地和远方定值仿真,本地定值仿真操作时,直接进行定值修改操作或定值切区操作,操作完成后更新内存定值缓存区并发送定值变化事件给国产化协议通信服务子进程,即本实施例中的通信任务子进程更新其定值数据;远方定值仿真操作时,模拟来自IEC61850国产化协议客户端的修改定值及参数的各种操作,如切换当前定值区、修改定值等,人机界面主进程收到通信协议服务子进程的保护定值或装置参数操作命令完成保护定值或装置参数的仿真操作,并将操作结果返回给国产协议通信任务子进程,国产协议通信任务子进程刷新动态模型树并将仿真操作结果返回给IEC61850/国产化协议客户端。
5)当执行模拟保护装置故障录波仿真时,接收录波信号,根据所述录播信号生成故障波波形文件,生成与所述故障波波形文件对应的录波事件报告并发送。
具体地,通过触发手动录波信号,生成故障录波波形文件,产生录波事件并由国产化协议通信任务子进程将录波事件报告发送给IEC61850/国产化协议客户端,由IEC61850/国产化协议客户端通过ACSI文件服务来进行录波文件的的召唤。
6)当执行装置运行状态仿真时,根据接收到的装置运行内部信号进行仿真,并发送仿真结果报告。
具体地,通过设置内部信号,如装置闭锁、检修、远方/就地、允许远方修改定值、允许远方控制、手动录波等,实现对智能电子装置实际运行状态的模拟,可以配合用于控制、定值、故障录波等功能组合逻辑的仿真。
7)当执行基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真时,接收请求命令,根据所述请求命令进行仿真,并发送仿真结果。
具体地,单步仿真模式下,接收到IEC61850/国产化协议客户端请求后,按ACSI服务类型,通过人机交互界面,设置所期望的响应结果对IEC61850/国产化协议客户端的请求进行响应。
8)当执行全站雪崩信号仿真时,根据接收到的雪崩仿真参数及雪崩命令,执行全站雪崩信号仿真,并发送仿真结果。
具体地,通过人机界面发送雪崩信号启动命令给所有并行仿真对象,仿真执行端根据命令中的参数启动雪崩信号仿真任务,该参数通常包括报告控制块、触发间隔时间、持续时间等,再基于模型数据集挑选仿真信号,并按参数设置的时间间隔进行信号变位触发,直至仿真总计时到或收到雪崩停止命令。
需要说明的是,以上仅是列举出的部分仿真方式,实际操作时,并不限于以上列举的仿真方式,只要是通过本实施例所描述的仿真方法可以实现的仿真实施方法,都可适用。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:
加载变电站SCD模型文件及状态序列配置库;
解析SCD模型文件,得到变电站IED模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库;
配置网络通信环境;
并行启动若干基于变电站站控层国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程;
进行变电站站控层通讯服务的调试仿真;
所述的国产化通信协议为DL/T860通信报文规范。
2.如权利要求1所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,解析SCD模型文件,得到变电站IED模型,根据所述IED模型创建若干IED仿真对象,并创建仿真信号数据库,包括以下步骤:
解析IEC61850模型文件,根据IED->LD->LN->DO->DA层次关系创建动态模型树结构的IED视图及数据对象,并基于所述动态模型树叶子节点创建内存数据库,作为与所述IED仿真对象对应的仿真信号数据库;
从所述IED数据对象中筛选出与预设数据类型相匹配的数据,根据筛选出的数据,建立所述IED视图对象与所述IED数据对象的映射关系。
3.如权利要求2所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,所述预设数据类型包括信号、定值数据及可控对象数据。
4.如权利要求2所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,所述叶子节点中记录的数据包括reference、数据类型、功能约束、CDC、数据集索引信息、关联数据集的报告控制块索引信息、视图界面模型树节点地址。
5.如权利要求2所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,所述动态模型树的刷新过程,包括以下步骤:
解析所述IED模型中的实例化信息,根据所述实例化信息刷新所述动态模型树叶子节点的初始化值,并实时更新所述内存数据库。
6.如权利要求1所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,配置网络通信环境,包括以下步骤:
提取IED站控层通信参数IP地址;
根据所述网络数据及所述通信参数IP地址配置网络通信环境。
7.如权利要求1所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,并行启动若干基于国产化通信协议的IEC61850服务端通信任务子进程,包括以下步骤:
并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程,所述任务子进程的启动参数包括模型文件路径、IP地址及共享内存访问标识符;
初始化仿真数据;
创建共享内存,所述共享内存用于仿真操作界面主进程及通信任务子进程的交互。
8.如权利要求7所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,并行启动待仿真IED对应的通信任务子进程后,还包括:定时发送心跳状态,所述心跳状态包括通信任务子进程投运状态及停运状态。
9.如权利要求1所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于,进行变电站站控层通讯服务的调试仿真,包括:根据所述仿真信号数据库执行站控层通讯服务仿真;所述仿真包括手动设值仿真、自动状态序列仿真、控制操作仿真、定值操作仿真、模拟保护装置故障录波仿真、装置运行状态仿真、基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真及全站雪崩信号仿真中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的基于变电站国产化通信协议的并行仿真方法,其特征在于:
当执行手动设值仿真时,接收手动设值的状态值,当状态值变化时,发送变化报告;
当执行自动状态序列仿真时,进行仿真状态序列配置,将配置好的信息存入状态序列缓存队列,轮询状态序列缓存队列并发送将状态序列变化报告;
当执行控制操作仿真时,接收控制命令,根据所述控制命令改变控制对象的位置信号状态值,并发送状态值变化报告;
当执行定值操作仿真时,接收定值修改指令,根据所述定值修改指令进行仿真操作,将所述仿真操作的结果反馈至国产协议通信任务子进程,通过所述通信任务子进程发送所述仿真结果;
当执行模拟保护装置故障录波仿真时,接收录波信号,根据所述录播信号生成故障波波形文件,生成与所述故障波波形文件对应的录波事件报告并发送;
当执行装置运行状态仿真时,根据接收到的装置运行内部信号进行仿真,并发送仿真结果报告;
当执行基于变电站站控层国产化通信协议的单步仿真时,接收请求命令,根据所述请求命令进行仿真,并发送仿真结果;
当执行全站雪崩信号仿真时,根据接收到的雪崩仿真参数及雪崩命令,执行全站雪崩信号仿真,并发送仿真结果。
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