[發明專利]一種智能變電站過程層虛擬二次設備及其實現方法

有效

• 申請號: 201510082694.2
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104600848B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 樊陳;倪益民;竇仁暉;趙國慶
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H04L29/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種智能變電站過程層虛擬二次設備，其特征在于，包括：

CPU板，基于模型驅動的方式模擬發送過程層SV報文采樣數據；基于模型驅動的方式模擬發送和接收過程層GOOSE報文數據；實現IRIG-B對時；當模擬單個線路間隔的智能變電站合并單元和智能終端時，所述二次設備包括一塊CPU板；當模擬多個線路間隔的智能變電站合并單元和智能終端時，通過總線背板擴展多個CPU板來實現；所有所述CPU板的硬件結構和應用模塊完全相同，根據不同的ICD文件進行驅動，具有互換性；

總線背板，用于實現所有板件間總線通信；

電源板：為裝置提供工作電源；

所述CPU板包括：

現場可編程門陣列FPGA，用于模擬SV報文采樣數據的點對點傳輸；

PowerPC處理器，模擬生成SV報文采樣數據和GOOSE報文數據；模擬網絡傳輸所述過程層GOOSE報文數據；模擬網絡傳輸過程層SV報文采樣數據；

所述現場可編程門陣列FPGA包括：

光纖網絡傳輸模塊，模擬等間隔點對點傳輸IEC61850-9-2標準的所述SV報文采樣數據；

光纖串口傳輸模塊，模擬點對點發送和接收IEC60044-8標準的報文采樣數據；

所述PowerPC處理器包括報文數據生成模塊，模擬生成所述SV報文采樣數據和GOOSE報文數據；

網絡傳輸模塊，模擬網絡傳輸所述GOOSE報文數據；模擬網絡傳輸IEC61850-9-2標準的SV報文采樣數據；

所述報文數據生成模塊包括:

存儲模塊，存儲過程層合并單元和智能終端的ICD文件；

讀取模塊，讀取所述ICD文件中的SV采樣數據控制模塊MSVCB和GOOSE數據控制模塊GoCB的數量，讀取SV采樣數據控制模塊MSVCB和GOOSE數據控制模塊GoCB的信息；

獲取模塊，獲取SV采樣數據控制模塊MSVCB和GOOSE數據控制模塊GoCB的數據集內各數據屬性FCDA的數據類型、數據數量和數據順序；

數據模塊，根據所述讀取模塊和獲取模塊的信息生成所述IEC61850-9-2標準的SV報文采樣數據、IEC60044-8標準的報文采樣數據和GOOSE報文數據；

錄波模塊，存儲所述虛擬二次設備的錄波配置文件，讀取錄波文件獲取SV報文采樣數據，并替換所述數據模塊中的SV報文采樣數據；

所述報文數據生成模塊還包括：

SV采樣數據設置模塊，通過所述網絡傳輸模塊人工設置SV采樣數據；

SV采樣數據異常模塊，模擬SV采樣數據的異常情況，實現對智能變電站間隔層的保護測控裝置處于異常能力的檢測；

自動對點模塊，實現GOOSE報文數據的自動對點；

測試模塊，實現GOOSE報文數據收發的測試；

所述SV采樣數據設置模塊包括：

參數設置模塊，設置虛擬二次設備發送的互感器一二次電壓分別和電流的變比；

數值設置模塊，設置發送的SV報文采樣數據的模擬值；

獲取數據模塊，根據所述參數設置模塊和數據設置模塊的信息，生成電壓電流波形函數并抽取其離散數據；

轉換模塊，將所述離散數據進行轉換形成IEC61850-9-2標準或IEC60044-8標準的報文采樣數據，通過相應的所述傳輸模塊進行發送；

所述SV采樣數據異常模塊包括：

報文跳點模塊，設置隨機數據發生函數，模擬發送SV報文采樣在連續10個采樣點以內的報文采樣跳點的異常報文數據；

報文錯序模塊，設置采樣序號隨機挑選函數，將后續報文提前發送，模擬報文錯序異常報文數據；

數據品質切換模塊，在發送采樣數據時隨機更改采樣數據的品質位。

2.一種虛擬二次設備的實現方法，包括如權利要求1所述的二次虛擬設備，其特征在于，包括：

模擬發送過程層SV報文采樣數據；

模擬發送和接收所述過程層GOOSE報文數據。