基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和装置。所述方法包括：将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息；将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别；在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片；通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息，使得所述FPGA芯片根据所述模型信息实现SV订阅功能。本发明专利技术方案能够节省FPGA片内资源，并且有利于简化实现SV订阅功能所需的模型信息的解析过程。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和装置
本专利技术涉及电力系统控制
，特别是涉及一种基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的装置。
技术介绍
随着变电站自动化技术的不断发展和进步，智能变电站由于信息数字化的采用，为各种高级应用提供了基础，已经成为变电站自动化技术发展的主要方向。智能变电站中各种自动化设备对于高速数据吞吐能力的要求迅速提高。网络平台的引入使得智能电子设备(IntelligentElectronicDevice,简称IED)高度依赖网络报文的稳定传输，利用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)芯片强大的并行运算能力，相比主流DSP处理能力，可以有效针对网络风暴进行抑制，进行高效的网络报文管理，同时把数字化的继电保护装置的SV(SampledValue，采样值)订阅能力提高数倍。传统的继电保护装置一般通过CID文件(也称IED配置描述文件，即智能变电站所使用的资源信息文件)实现对变电站模型的解析。在使用CID文件作为实现SV订阅功能的原始模型文件时，解析时，FPGA片内逻辑需将CID文件中与实例IED有关的模拟量/采样值、开关量(例如跳闸命令)等映射信息剥离出来，片内解析环节和算法较复杂，耗费大量的FPGA逻辑资源。
技术实现思路
基于此，本专利技术实施例提供了基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和装置，能够节省FPGA片内资源。本专利技术一方面提供基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，包括：将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息；将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别；在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片；通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息，使得所述FPGA芯片根据所述模型信息实现SV订阅功能。本专利技术另一方面提供一种基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的装置，包括：信息提取单元，用于将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息；文件转换单元，用于将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别；文件下载单元，用于在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片；以及，解析单元，用于通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息，使得所述FPGA芯片根据所述模型信息实现SV订阅功能。基于上述实施例提供的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法和装置，通过对数字化继电保护装置的原始CID文件进行无损转换，并抽取其中SV订阅相关字段信息，配合数字化继电保护装置的FPGA芯片解析得到SV订阅功能所需是模型信息，有效降低FPGA芯片的片内资源占用，有利于简化实现SV订阅功能所需的模型信息的解析过程，提高配置效率。附图说明图1为一实施例的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法的示意性流程图；图2为一实施例的FPGA实现SV订阅功能的片内逻辑结构示意图；图3为一实施例的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的数据结构示意图；图4为一实施例的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的装置的示意性结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为一实施例的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法的示意性流程图；如图1所示，本实施例中的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法包括步骤：S11，将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息。.ini文件是InitializationFile的缩写，即初始化文件，是windows的系统配置文件所采用的存储格式，统管windows的各项配置，一般用windows提供的各项图形化管理界面就可实现相同的配置了。数字化继电保护装置的原始CID文件，指的是ConfiguredIEDDescription，即工程中实例化的IED配置描述文档，用于对IED进行工程配置，描述项目中实例化的IED。文件模型中包含了IED的当前地址，可能包含有与该IED有关的变电站模型，并且分配有工程特定的名称。通常情况下，数字化继电保护装置的原始CID文件中除了覆盖了较多其他信息，包括实现SV订阅功能的配置信息。SV订阅功能指的是基于发布/订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC标准帧之间的映射。在数字化变电站中，过程层电流/电压采样值经由SV报文数字化传输，是数字化变电站区别当前变电站自动化系统的重要技术特征。SV报文的订阅及模拟量处理是数字化变电站应用的重要技术组成部分。在一实施例中，SV订阅功能的实现具体可由IEC61850-9-2报文解析、模拟量低通滤波算法、采样值拉格朗日插值同步算法等几个功能模块组成。S12，将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别。bin配置文件为一种二进制文件，其用途依系统或应用而定，通常后缀名为".bin"，表明是binary格式。在一实施例中，通过预设的PC端软件完成FPGA可识别的bin配置文件的转换，实现.ini文件信息到bin配置文件的转换。优选地，还可内建数据校验以确保转换前后的数据完整性。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(LogicCellArray)这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输出输入模块IOB(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能。FPGA的不同逻辑可以并行执行，同时处理不同任务，使得基于FPGA实现数字化继电保护装置中的SV报文处理更有效率。所以，在数字化继电保护装置中采用FPGA芯片使得装置能够接入更大数据量以太网报文时，打破顺序执行的模式，在每个时钟周期内完成更多的处理任务，获得超越DSP(数字信号处理)的数据处理能力。S13，在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片。在一实施例中，将所述.ini文件中SV订阅相关字段信息抽象为3个功能域，分别提取所述3个功能域的配置信息，包括：全局配置域、订阅帧配置域和模拟量通道配置域。对应的，依次下载所述3个功能域的配置信息到FPGA芯片。S14，通过所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，包括：将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息；将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别；在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片；通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息，使得所述FPGA芯片根据所述模型信息实现SV订阅功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，包括：将数字化继电保护装置的原始CID文件转换为.ini文件，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息；将所述SV订阅相关字段信息转换为对应的bin配置文件，所述bin配置文件能够被所述数字化继电保护装置的FPGA芯片识别；在所述数字化继电保护装置上电之后，下载所述bin配置文件到所述FPGA芯片；通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息，使得所述FPGA芯片根据所述模型信息实现SV订阅功能。2.根据权利要求1所述的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，从所述.ini文件中提取SV订阅相关字段信息，包括：将所述.ini文件中SV订阅相关字段信息抽象为3个功能域，分别提取所述3个功能域的配置信息；所述3个功能域包括：全局配置域、订阅帧配置域和模拟量通道配置域。3.根据权利要求2所述的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，通过所述FPGA芯片的配置解析逻辑对所述bin配置文件进行解析，得到实现SV订阅功能所需的模型信息之后，还包括：将实现SV订阅功能所需的模型信息按照各自所属的功能域分别存储至所述FPGA芯片中为各功能域预留的块内存区。4.根据权利要求1所述的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，还包括：以SV订阅功能所对应的订阅模拟量通道为单位，在所述FPGA芯片内预先设置若干可寻址的标准RAM，并建立所述标准RAM与所述订阅模拟量通道的一一对应关系。5.根据权利要求4所述的基于FPGA实现继电保护装置SV订阅功能的方法，其特征在于，所述SV订阅功能所对应的订阅模拟量通道包括：FT3格式采样接入、AD采集接入和/或SMV报文接入。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚浩，李鹏，郭晓斌，习伟，蔡田田，陈波，陈浩敏，王辉，周涛，徐刚，陈秋荣，袁海涛，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，南方电网科学研究院有限责任公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44