[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
地址：	100031 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種智能變電站過程虛擬二次設備及其實現方法
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【說明書】：

技術領域：

本發明涉及電力自動化領域，更具體涉及一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備及其實現方法。

背景技術：

IEC61850標準的應用推動了變電站從模擬量采集到數字化采集的轉變，并逐步從數字化變電站發展到智能變電站，如今已成為智能變電站發展建設的重要基礎性技術。IEC61850標準具有典型的特征之一就是采用標準的信息模型實現所有數據的建模，并通過SV、GOOSE、MMS等典型的傳輸方式實現不同廠家設備之間的互操作。

由于智能變電站所有數據都基于網絡方式傳輸，因此對變電站檢測調試已從傳統的模擬量輸入轉變成報文傳輸。但在變電站集成調試或現場調試中，經常需要對被檢測設備進行功能檢測，這就需要相關設備能夠發送數據報文。

當前智能變電站廣泛采用的數字化測試儀能夠模擬智能變電站過程層的合并單元、智能終端發送數據，以實現對變電站間隔層保護、測控設備的檢測和調試。但當前的一些數字化測試儀對模擬報文的結構、參數及數據多采用人工配置的方式，模擬仿真時配置工作量較大。

也有改進后的數字化測試儀能夠通過獲取設備的模型來模擬報文的發送，但其僅僅只能模擬單臺設備的數據，或者說僅僅實現單設備的模擬，一旦進行變電站聯合調試，需要模擬多個間隔的合并單元、智能終端時，僅靠一臺測試儀是難以滿足測試要求的，迫于實際檢測調試的環境，也不可能采購大量真實的合并單元、智能終端來進行調試，況且采購的真實設備都是各廠家私有的設備，不具有通用性，難以滿足今后不斷變化的不同變電站的調試需求。

雖然也有相關軟件的工具的開發能夠模擬發送SV采樣報文和GOOSE報文，但由于這類軟件多運行于WINDOWS系統，難以滿足工程中實時性的要求，智能變電站對繼電保護裝置對SV報文發送的離散型要求小于lOus，對GOOSE報文網絡傳輸的延時性小于3ms，而運行于筆記本或臺式機的軟件都是WINDOWS系統，其任務調度時間都是幾十甚至上百毫秒，根本無法滿足工業化的應用需求。

截止到2014年初，國家電網公司已建成智能變電站840多座，后續還有上千座智能變電站計劃建設，尤其是隨著今后智能變電站的大規模建設，新建智能變電站的數量也越來越多，所帶來的檢測調試工作量也將增加。為此，本發明提供了一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備及其實現方法，不僅可以實現單間隔合并單元、智能終端的模擬和仿真，同時也可同時模擬多個間隔的合并單元與智能終端的模擬和仿真，可基于全站SCD文件構建整個變電站的集成調試環境，為智能變電站的單設備檢測調試、系統集成調試提供了有效的手段，可有效減少調試工作量，提高調試效率。

發明內容：

本發明的目的是提供一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備及其實現方法，能夠替代真實的合并單元、智能終端參與檢測調試，且能夠按照調試需求設置模擬數據數值，實現整個變電站仿真調試環境的構建。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備，包括：

CPU板，模擬發送過程層SV報文采樣數據；模擬發送和接收過程層GOOSE報文數據；實現IRIG-B對時；

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。

本發明提供的一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備，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。

本發明提供的一種基于模型驅動的智能變電站過程層虛擬二次設備，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采樣報文數據；

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；