CN117077339A - 基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法及终端 - Google Patents

基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，步骤包括：获取变电站二次系统拓扑信息；根据仿真模型库、所述变电站二次系统交换机配置信息、所述变电站二次系统物理连接信息，采用XML语言技术构建变电站二次系统仿真模型；根据所述变电站二次系统的信息流路径，验证所述变电站二次系统仿真模型的正确性；构建基于上述特征的变电站二次系统仿真项目文件，应用于变电站二次系统仿真软件。本发明解决了工程人员手工搭建智能变电站二次系统仿真模型低容错高耗时耗力的方法，使得工程人员能够通过仿真文件快速无误地建立与实际智能变电站二次系统拓扑和配置吻合的电站二次系统仿真模型进行仿真，提高了工程效率。

Description

基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法及 终端
技术领域
本发明涉及智能变电站技术领域，尤其涉及基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法及终端。
背景技术
近年来，智能变电站在新型电力系统的占比越来越大，实现了变电站二次系统的智能化，对于测试智能变电站二次系统的可靠性，传统方法采用在仿真软件中，例如仿真软件OPNET，工程人员根据实际智能变电站二次系统拓扑信息选择相应的仿真模型库的模型搭建智能变电站二次系统模型进行运行实测，但智能变电站二次系统拓扑信息中涉及上百台智能电子设备信息和海量的交换机配置信息，采用上述方法耗时耗力，工作效率低且容错率不高。
为了使仿真软件能够准确无误地根据智能变电站二次系统拓扑信息搭建二次系统仿真模型的功能需求，必须对智能变电站二次系统实际配置与仿真软件中已有的仿真模型进行准确地关联，实现二次系统的内仿真模型拓扑配置和模型之间的通信配置。然而，目前缺少正确处理智能变电站二次系统拓扑信息的方法，以及利用拓扑信息构建二次系统仿真模型进行仿真的通道。
发明内容
为解决现有技术方案的不足，本发明技术方案提供了一种基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，根据变电站二次系统拓扑信息和仿真软件中的仿真模型库，采用XML语言技术构建并验证变电站二次系统仿真模型，生成符合DTD规定的XML文件格式的仿真项目文件，将仿真项目文件应用于仿真软件，实现变电站二次系统的建模仿真，通过应用该方案，工程人员能够通过仿真文件快速地建立与实际智能变电站二次系统吻合的电站二次系统仿真模型进行仿真，提高了工程效率。
第一方面，本发明专利提供了基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，包括：
(1)获取变电站二次系统拓扑信息，所述变电站二次系统拓扑信息从智能变电站系统配置描述文件获取，包括变电站二次系统交换机配置信息，变电站二次系统物理连接信息，变电站二次系统的信息流路径；
(2)根据仿真模型库、所述变电站二次系统交换机配置信息、所述变电站二次系统物理连接信息，采用XML语言技术构建变电站二次系统仿真模型，所述仿真模型库包括子网模型、元件模型、链路模型，构建所述变电站二次系统仿真模型包括子网模型配置、元件模型配置、链路模型配置；
(3)根据所述变电站二次系统的信息流路径，验证所述变电站二次系统仿真模型的正确性；
(4)构建基于上述特征的变电站二次系统仿真项目文件，所述变电站二次系统仿真项目文件符合DTD规定，被应用于变电站二次系统仿真软件；
第二方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法步骤。
附图说明
图1，本专利具体实施案例基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法的流程图；
图2，本发明具体实施例提供的变电站二次系统物理连接信息示意图；
图3，本发明具体实施例提供的变电站二次系统交换机配置信息示意图；
图4，本发明具体实施例提供的变电站二次系统的信息流路径示意图；
图5，本发明具体实施例提供的变电站二次系统仿真项目文件示意图；
图6，本发明具体实施例的变电站二次系统仿真项目文件应用于OPNET仿真软件后的示意图；
图7，本发明具体实施例提供的一种终端示意图。
具体实施方式
为使本技术方案的技术特点更加清晰，下面结合附图对本发明技术方案进行全面详细阐述，所叙述的实施方式作为示例说明，不是对本发明的限制。
实施例一
本发明实施例中以OPNET软件作为仿真平台，具体的算例说明本专利的新一代自主可控智能变电站二次系统内220kV线路间隔仿真项目文件生成方法，本专利提出的方法不仅仅只能用于OPNET仿真软件。
所述OPNET仿真软件的模型库内，元件模型包括：采集执行单元模型MU_IT_CAIJI，保护单元模型ethernet_server_adv_protect、测控单元模型ethernet_server_adv_measure、网络交换机模型ethernet16_switch_adv，链路模型包括：光纤链路模型fc；
参阅图1，展示了本技术方案实施案例提供的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法的流程图。
步骤1，获取变电站二次系统拓扑信息，包括变电站二次系统物理连接信息，变电站二次系统交换机配置信息，变电站二次系统的信息流路径；
优选地，所述变电站二次系统拓扑信息从智能变电站配置描述文件获取；
优选地，所述变电站二次系统物理连接信息包括：子网名称、连接到子网的智能电子设备的名称、连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性包括端口标识、接口类型、连接的其他智能电子设备名称、连接的其他智能电子设备的端口标识，参阅图2，为本发明实施例提供的变电站二次系统物理连接信息示意图；
优选地，所述变电站二次系统交换机配置信息包括交换机名称，VLAN信息，端口VLAN信息，所述VLAN信息包括VLAN ID、VLAN端口列表、Utag列表，所述端口VLAN信息包括端口描述、端口VLAN ID，参阅图3，为本发明实施例提供的变电站二次系统交换机配置信息示意图；
优选地，所述变电站二次系统的信息流路径包含源端智能电子设备的发送端口、依次经过的中间智能电子设备的接受端口和发送端口、目的智能电子设备的接受端口，参阅图4，为本发明实施例提供的变电站二次系统的信息流路径示意图；
步骤2，根据仿真模型库、所述变电站二次系统物理连接信息、所述变电站二次系统交换机配置信息，采用XML语言技术构建变电站二次系统仿真模型；
构建所述变电站二次系统仿真模型包括子网模型配置、元件模型配置、链路模型配置；
其中，子网模型配置，根据所述变电站二次系统物理连接信息内子网数量，构建相应数量子网元素subnet，实现所述子网元素subnet包括：名称属性name，名称属性值为子网名称，举例而言，本实施例中的子网元素的name属性值为220kV GOOSE_A；
进一步地，在子网元素内，根据所述连接到子网的智能电子设备数量和所述元件模型，构建相应数量的节点元素node，实现元件模型配置，所述元件模型配置，在所述节点元素内，包括：
名称属性name，名称属性值为所述连接到子网的智能电子设备的名称；
模型类型属性model，model属性值为所述元件模型；
举例而言，根据图2内的220kV线路保护A构建的node元素，其name属性值为P_L2201A，model属性值为ethernet_server_adv_protect；
其中，在节点元素内，根据变电站二次系统交换机配置信息，构建空元素实现所述网络交换机模型的配置，包括：
name属性值为“Switch Port Name”的空元素attr，其value属性值为所述端口VLAN信息的端口描述；
name属性值为“Port VLAN Identifier”的空元素attr，其value属性值为所述端口VLAN信息的端口VLAN ID；
name属性值为“Supported VLANs Identifier”的空元素attr，描述所述网络交换机模型的端口支持的VLAN ID，其value属性值根据所述VLAN信息的VLAN ID和对应的VLAN端口列表设置，包括若VLAN信息内VLAN端口列表中出现该端口，对应的VLAN ID为该端口支持的VLAN ID，
name属性值为Tagging的空元素，描述所述网络交换机模型的端口支持的VLAN经过端口发送时是否保留Tag，所述属性值包括send tagged和send untagged，根据所述VLAN信息的VLAN ID和对应Utag列表进行设置，包括若VLAN ID的Utag列表内包含该端口，则设置为send untagged，否则，设置为send tagged。
进一步地，在子网元素内，在根据所述智能电子设备端口数量和所述链路模型，构建相应数量链路元素，实现所述链路模型配置，所述链路元素内，包括：
模型类型属性model，所述模型类型属性值为所述链路模型；
源端节点名称属性srcNode，所述源端节点名称属性值为所述变电站二次系统物理连接信息的连接到子网的智能电子设备的名称；
目的节点名称属性destNode，所述目的节点名称属性描述所述链路模型的目的端连接的元件模型的名称，所述目的节点名称属性值为所述连接的其他智能电子设备名称；
源端端口属性transmitter，所述源端端口属性值根据所述连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性内的端口标识设置；
目的端口属性receiver，所述目的端口属性值根据所述连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性内的连接的其他智能电子设备的端口标识设置。
举例而言，根据图2内的220kV线路测控的4-A端口的物理属性构建link元素，其model属性值为fc，srcNode属性值为C_L2201X，destNode属性值为SWV001A，transmitter属性值为C_L2201X.4-A，receiver属性值为SWV0001A.2；
步骤3，根据所述变电站二次系统的信息流路径，验证所述变电站二次系统仿真模型的正确性，包括：
(1)获取第一验证信息流路径，所述第一验证信息流路径包括所述变电站二次系统仿真模型的所有元件模型作为目的端的通信路径；
(2)检索所述变电站二次系统的信息流路径，获取第二验证信息流路径，所述第二验证信息流路径包括所有智能电子设备作为目的端的通信路径；
(3)比对所述第一验证信息流路径和所述第二验证信息流路径，根据所述比对结果所述变电站二次系统仿真模型的正确性，所述比对内容至少包括：源端智能电子设备的名称和发送端口标识，依次经过的中间智能电子设备的名称和端口标识，目的端智能电子设备的名称和接受端口标识，所述比对结果包括对比所述第一验证信息流路径和第二验证信息流路径，若第一验证信息流路径和第二验证信息流路径一致或者相对应，则确定所述变电站二次系统仿真模型的正确性结果为通过。检索所述变电站二次系统的信息流路径；
举例而言，获取220kV线路测控模型作为目的端的通信路径作为第一验证信息流路径，第一验证信息流路径为“[[MIL2201A,3-C]-[SWV001A,2]-[SWV001A,1]-[C_L2201A,4-A]]”，通过220kV线路测控的名字C_L2201A检索所述变电站二次系统的信息流路径，获取第二验证信息流路径的内容为“[[MIL2201A,3-C]-[SWV001A,2]-[SWV001A,1]-[C_L2201A,4-A]]”，通过对比第一验证信息流路径和第二验证信息流路径，确定220kV线路测控模型的正确性。
步骤4，构建变电站二次系统仿真项目文件，所述变电站二次系统仿真项目文件符合DTD规定，被应用于OPNET仿真软件，包括：
构建根元素network，所述根元素network内包括上述所有的子网元素subnet；
为每个network元素、node元素、link元素构建name属性值为x position空元素和name属性值为x position空元素，用于描述每个仿真模型的位置；
参阅图5，为本发明实施例提供的变电站二次系统仿真项目文件示意图；
参阅图6，为本发明实施例的变电站二次系统仿真项目文件应用于OPNET仿真软件后的示意图；
实施例二
参阅图7，一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现上述基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法的步骤；
所述终端可以是桌上计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，图7仅仅是本实施例的提供的终端示例，并不构成对终端的限定，所述存储器可以所述计算设备的硬盘或内存，所述存储器也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如所述电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等；
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，包括：
(1)获取变电站二次系统拓扑信息，包括变电站二次系统物理连接信息，变电站二次系统交换机配置信息，变电站二次系统的信息流路径；
(2)根据仿真模型库、所述变电站二次系统物理连接信息、所述变电站二次系统交换机配置信息，采用XML语言技术构建变电站二次系统仿真模型；
所述仿真模型库包括子网模型、元件模型、链路模型；
构建所述变电站二次系统仿真模型包括子网模型配置、元件模型配置、链路模型配置；
(3)根据所述变电站二次系统的信息流路径，验证所述变电站二次系统仿真模型的正确性；
(4)构建基于上述特征的变电站二次系统仿真项目文件，所述变电站二次系统仿真项目文件符合DTD规定，被应用于变电站二次系统仿真软件。
2.根据权利要求1所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，所述XML语言技术采用建立元素的方式来构建所述变电站二次系统仿真模型，所述元素包括属性、属性值、空元素，所述空元素内包含name属性和value属性。
3.根据权利要求1所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，所述子网模型配置，根据所述变电站二次系统物理连接信息和所述仿真模型库，采用XML语言技术构建子网元素，实现所述子网模型配置，包括：
所述变电站二次系统物理连接信息包括：子网名称、连接到子网的智能电子设备的名称、连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性包括端口标识、接口类型、连接的其他智能电子设备名称、连接的其他智能电子设备的端口标识；
构建子网元素，所述子网元素包括：名称属性，所述名称属性值为所述子网名称；根据所述连接到子网的智能电子设备名称和所述元件模型，构建节点元素，实现所述元件模型配置；根据所述智能电子设备端口的物理属性和所述链路模型，构建链路元素，实现所述链路模型配置。
4.根据权利要求3所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，根据所述连接到子网的智能电子设备名称和所述元件模型，构建节点元素，实现所述元件模型配置，所述节点元素包括：
名称属性，所述名称属性值为所述连接到子网的智能电子设备的名称；
模型类型属性，所述模型类型属性值为所述元件模型，所述元件模型包括采集执行单元，合并单元模型，智能终端模型、保护单元模型、测控单元模型、网络交换机模型。
5.根据权利要求3所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，根据所述智能电子设备端口的物理属性和所述链路模型，构建链路元素，实现所述链路模型配置，所述链路元素包括：
模型类型属性，所述模型类型属性值为所述链路模型，所述链路模型类型包括光纤模型、100Base-T模型；
源端节点名称属性，所述源端节点名称属性值为所述变电站二次系统物理连接信息的连接到子网的智能电子设备的名称；
目的节点名称属性，所述目的节点名称属性值为所述连接的其他智能电子设备名称；
源端端口属性，所述源端端口属性值根据所述连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性内的端口标识设置；
目的端口属性，所述目的端口属性值根据所述连接到子网的智能电子设备的端口的物理属性内的连接的其他智能电子设备的端口标识设置。
6.根据权利要求3所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于所述元件模型配置，还包括根据变电站二次系统交换机配置信息，构建空元素实现所述网络交换机模型的配置，所述变电站二次系统交换机配置信息包括：交换机名称，VLAN信息，端口VLAN信息，所述VLAN信息包括VLAN ID、VLAN端口列表、Utag列表，所述端口VLAN信息包括端口描述、端口VLAN ID。
7.根据权利要求1所述的基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法，其特征在于，根据所述变电站二次系统的信息流路径，验证所述变电站二次系统仿真模型的正确性，步骤包括：
(1)获取第一验证信息流路径，所述第一验证信息流路径包括所述变电站二次系统仿真模型的所有元件模型作为目的端的通信路径；
(2)检索所述变电站二次系统的信息流路径，获取第二验证信息流路径，所述第二验证信息流路径包括所有智能电子设备作为目的端的通信路径；
(3)比对所述第一验证信息流路径和所述第二验证信息流路径，根据所述比对结果所述变电站二次系统仿真模型的正确性，所述比对内容至少包括：源端智能电子设备的名称和发送端口标识，依次经过的中间智能电子设备的名称和端口标识，目的端智能电子设备的名称和接受端口标识，所述比对结果包括对比所述第一验证信息流路径和第二验证信息流路径，若第一验证信息流路径和第二验证信息流路径一致或者相对应，则确定所述变电站二次系统仿真模型的正确性结果为通过。
8.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实现如上的权利要求1至8中任一项所述基于变电站二次系统拓扑信息的仿真项目文件生成方法的步骤。
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