一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备及实现方法技术

本发明专利技术提供一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备及实现方法，其包括：建立不同的文件目录并下装ICD模型配置文件、读取参数配置文件、解析装置内部ICD模型配置文件获取报文结构及参数和远程设置一对多报文的传输方式并发送报文。本发明专利技术提供的方法能够有效实现硬件架构与信息模型的解耦，实现同一硬件设备对多个不同设备的并行模拟仿真及串行模拟仿真，能够有效解决智能变电站改扩建工程对众多不同间隔模拟仿真的调试需求，进而有效构建智能变电站改扩建工程的仿真调试环境，为智能变电站改扩建工程的现场调试提供了有效的解决方案，同时也提高了自动化调试水平和调试效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力自动化领域，具体涉及一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备及实现方法。
技术介绍
IEC61850标准的推广应用实现了变电站从模拟量采集向网络化、数字化传输的转变，行业内将该阶段的变电站称为数字化变电站。2009年，随着国家电网公司“智能电网”发展规划的提出，涉及变电环节的变电站发展面临新的发展机遇，为支撑智能电网发展建设而提出的智能变电站成为了变电站发展的方向，该智能变电站是以数字化变电站发展为基础并进行的再次改进和提升。智能变电站仍然以IEC61850标准为基础，并采用SV、GOOSE和MMS等典型通信方式实现信息的传输。这一典型应用颠覆了传统变电站时期模拟量采样、开关跳闸动作均需要通过电缆进行连接的方式，使得以报文模拟与传输的调试方式成为了可能，并在智能变电站的产品测试、现场调试中得到了应用。当前，许多继电保护测试仪厂家也纷纷推出了面向智能变电站新需求的数字化测试设备，广州昂立、北京博电、武汉凯默等厂家纷纷推出了支持数字化采样传输的继电保护测试设备，它们能够发送基于IEC61850-9-2标准的SV采样报文，发送和接收基于IEC61850-8-1的GOOSE报文，但由于其目的是用来做单个继电保护装置的测试，而对于多个设备的集成调试并不适用。从某种角度看，这些数字化的测试仪是在作为合并单元智能终端集成装置实现对继电保护装置的功能和性能测试，这对于设备的单体测试是十分有利的，但对于智能变电站的集成调试或者改扩建环境下的仿真调试则是难以满足要求的，其原因在于这些数字化的测试设备有自己的ICD模型配置文件或配置参数，并不能通过解析其它设备的ICD文件来模拟任一设备。随着智能变电站发展建设的深入，这些继电保护测试厂家也纷纷增加了ICD模型解析功能，即可通过读取外部的ICD模型文件来模拟外部的合并单元或智能终端，但总体上仍然是模拟单个过程层设备来实现对继电保护装置的测试，不具备构建集成调试环境或者智能变电站改扩建调试环境。智能变电站已经建设投运上千座，其中不少变电站面临着改扩建的需求，现有的继电保护数字化测试仪难以搭建完整的测试环境，迫切需要虚拟二次设备来参与构建。由于改扩建的智能变电站面临着模拟在运间隔的需求，因此就需要借助虚拟二次设备来对不同运行间隔进行模拟和替换，由于过程层网络中SV和GOOSE传输的实时性要求较高，现有技术中所提及的虚拟二次设备仅能实现单个合并单元或单个智能终端的模拟仿真，难以同时实现多个过程层设备的同时仿真和模拟，也不能够方便地快速地实现同一虚拟二次设备对众多不同间隔过程层的连续仿真和模拟。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备及实现方法，解决了基于智能变电站改扩建工程需要模拟多个不同间隔过程层二次设备的需求的问题，基于通用的硬件平台，研制开发了一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备，可以通过该装置实现对多个不同间隔的并行仿真以及对多个不同间隔的串行仿真，不仅能够为智能变电站改扩建工程仿真调试环境的构建提供解决方案，同时还能够有效减少调试设备数量，提高自动化调试的水平，提高改扩建工程的调试效率，缩短调试时间，降低调试成本。实现上述目的所采用的解决方案为：一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备的实现方法，所述实现方法包括：(1)建立不同的文件目录并下装ICD模型配置文件；(2)读取参数配置文件；(3)解析装置内部ICD模型配置文件获取报文结构及参数；(4)远程设置一对多报文的传输方式并发送报文。优选的，所述步骤(1)包括：(1-1)在二次设备内部按照线路间隔、变压器间隔、母线间隔、3/2串间隔设立四大类文件夹；(1-2)针对各个类型的具体间隔数目建立不同的子文件目录，用来存放线路间隔、变压器间隔、母线间隔和3/2串间隔的ICD模型配置文件，并进行编号；(1-3)各个不同编号下的子文件目录下建立合并单元、智能终端和合并单元智能终端集成装置三个目录，用来存放不同的ICD模型配置文件；(1-4)通过FTP远程连接被模拟的设备，下装相应的配置文件。优选的，所述步骤(2)中，所述参数配置文件的读取包括默认读取方式和远程设置读取范围的方式。进一步的，参数配置文件的读取首先采用默认读取方式，具体如下：1)在无任何设置的情况下，虚拟二次设备自动按照顺序读取所有不同文件目录下的ICD模型配置文件；2)优先读取各自目录下合并单元和智能终端路径下的ICD模型配置文件，任一文件夹下只要获取相关ICD模型配置文件，则不再解析合并单元智能终端集成装置文件下的配置文件；否则读取合并单元智能终端集成装置文件下的配置文件；3)若子文件下合并单元、智能终端以及合并单元智能终端集成装置目录均为空时，退出该子文件夹，开始下一个文件夹中相关ICD模型配置文件的读取；4)若所有子文件夹都为空时，虚拟二次设备仍然正常启动，并自动给出告警和日志信息；5)若读取了相关ICD模型配置文件，虚拟二次设备则会记录相关ICD模型配置文件的读取路径及名称，并统一进行保存。进一步的，所述远程设置读取范围的方式，具体如下：1)将远程设置的配置文件读取范围文件下装到虚拟二次设备根目录下；2)ICD模型配置文件的读取范围可以按照需求单独设置成读取单个间隔的合并单元或智能终端或合并单元智能终端集成装置的ICD模型配置文件；也可设置成读取单个间隔的合并单元和智能终端的ICD模型配置文件；3)ICD模型配置文件的读取范围可以按照顺序设置多个间隔的合并单元ICD模型配置文件或者智能终端ICD模型配置文件，解析多个间隔的合并单元或者智能终端文件；4)可以设置成同时读取多个间隔的合并单元和智能终端ICD模型配置文件，解析多个间隔的合并单元和智能终端ICD模型配置文件。优选的，所述步骤(3)包括：(3-1)读取合并单元的ICD模型配置文件获取MSVCB控制模块参数、数据集的数量、数据类型，形成待发送的SV报文；(3-2)读取智能终端的ICD模型配置文件获取GoCB控制块的参数、数据集的数量、数据类型，形成待发送的GOOSE报文；(3-3)读取合并单元智能终端集成装置的ICD模型配置文件，获取MSVCB、GoCB控制块的参数、数据集数量及类型，形成待发送的SV和GOOSE报文。优选的，所述步骤(4)中，所述传输方式包括：并行传输和串行传输；所述并行传输包括：单个装置的模拟发送和多个装置的模拟发送；所述单个装置的模拟发送，可以实现相同报文通过多个不同的网口并行发送；所述多个装置的模拟发送，可以实现多个模拟装置通过不同网口并行发送；所述串行传输模拟的多个间隔ICD模型配置文件能够按照指定的时间和顺序逐一发送，并自动切换；报文发送的端口设置包括，人工远程动态设置和采用配置文件静态配置；发送报文的数据可以自行模拟或动态设置；所述自行模拟是根据参数的类型及初始值，将其自动取反后发送数据，并在设置的时间后恢复初始值。进一步的，所述串行传输各个间隔运行时间的开始及结束由虚拟二次设备内部建立的毫秒计时功能的线程来实现，计时线程每毫秒启动一次并进行统计计数，当统计数值超过设置的时间参数时设置间隔切换操作标识。进一步的，所述串行传输中多个间隔模拟装置在切换时需要核对当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括：(1)建立不同的文件目录并下装ICD模型配置文件；(2)读取参数配置文件；(3)解析装置内部ICD模型配置文件获取报文结构及参数；(4)远程设置一对多报文的传输方式并发送报文。

【技术特征摘要】
1.一种一对多的智能变电站过程层虚拟二次设备的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括：(1)建立不同的文件目录并下装ICD模型配置文件；(2)读取参数配置文件；(3)解析装置内部ICD模型配置文件获取报文结构及参数；(4)远程设置一对多报文的传输方式并发送报文。2.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：(1-1)在二次设备内部按照线路间隔、变压器间隔、母线间隔、3/2串间隔设立四大类文件夹；(1-2)针对各个类型的具体间隔数目建立不同的子文件目录，用来存放线路间隔、变压器间隔、母线间隔和3/2串间隔的ICD模型配置文件，并进行编号；(1-3)各个不同编号下的子文件目录下建立合并单元、智能终端和合并单元智能终端集成装置三个目录，用来存放不同的ICD模型配置文件；(1-4)通过FTP远程连接被模拟的设备，下装相应的配置文件。3.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述参数配置文件的读取包括默认读取方式和远程设置读取范围的方式。4.如权利要求3所述的实现方法，其特征在于，参数配置文件的读取首先采用默认读取方式，具体包括：1)在无任何设置的情况下，虚拟二次设备自动按照顺序读取所有不同文件目录下的ICD模型配置文件；2)优先读取各自目录下合并单元和智能终端路径下的ICD模型配置文件，
\t任一文件夹下只要获取相关ICD模型配置文件，则不再解析合并单元智能终端集成装置文件下的配置文件；否则读取合并单元智能终端集成装置文件下的配置文件；3)若子文件下合并单元、智能终端以及合并单元智能终端集成装置目录均为空时，退出该子文件夹，开始下一个文件夹中相关ICD模型配置文件的读取；4)若所有子文件夹都为空时，虚拟二次设备仍然正常启动，并自动给出告警和日志信息；5)若读取了相关ICD模型配置文件，虚拟二次设备则会记录相关ICD模型配置文件的读取路径及名称，并统一进行保存。5.如权利要求3所述的实现方法，其特征在于，所述远程设置读取范围的方式，具体包括：1)将远程设置的配置文件读取范围文件下装到虚拟二次设备根目录下；2)ICD模型配置文件的读取范围可以按照需求单独设置成读取单个间隔的合并单元或智能终端或合并单元智能终端集成装置的ICD模型配置文件；也可设置成读取单个间隔的合并单元和智能终端的ICD模型配置文件；3)ICD模型配置文件的读取范围可以按照顺序设置多个间隔的合并单元ICD模型配置文件或者智能终端ICD模型配置文件，解析多个间隔的合并单元或者智能终端文件；4)可以设置成同时读取多个间隔的合并单元和智能终端ICD模型配置文件，解析多个间隔的合并单元和智能终端ICD模型配置文件。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊陈，倪益民，赵国庆，袁浩，窦仁晖，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32