一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及系统，通过PC解析变电站工程配置文件，分析数据结构及模型，建立虚拟网络通讯节点，与变电站真实设备或子系统相对接，形成闭环网络，通过PC端仿真虚拟网络通讯节点流量、吞吐、模拟风暴等，验证该闭环网络性能。本发明专利技术可应用于新一代智能变电站在改扩建前，预先对改扩建后的变电站通讯网络进行仿真校验，或者应用于变电站各个子系统网络故障查错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统自动化
，特别是一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及系统。
技术介绍
随着新一代智能变电站的推广建设，变电站智能化水平不断提高，其中，通信网络是变电站内各个子系统及设备之间联系的桥梁,其性能极大影响到电力系统的安全性和可靠性。目前对变电站内通信网络仿真应用技术较少，尤其是在新一代变电站改扩建过程中，缺少一种虚实结合的通信网络仿真技术，能够将现有真实通讯网络与预改扩建虚拟通讯节点相结合，仿真验证改扩建后通讯网络性能。因此，智能变电站通讯网络仿真相关技术手段亟待提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及系统，本专利技术能够与变电站真实设备或子系统相对接，形成闭环网络，通过PC端仿真虚拟网络通讯节点流量、吞吐、模拟风暴等，验证该闭环网络性能。本专利技术采用以下方案实现：一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法，具体包括以下步骤：步骤S1：导入智能变电站SCD文件，选择需要模拟的网络节点，并建立虚拟网络通讯节点；步骤S2：安装真实网络接入硬件模块及驱动软件，选择所使用的硬件模块办卡；步骤S3：选择交换机进行VLAN配置；步骤S4：启动网络仿真，模拟数据的吞吐；步骤S5：进行压力测试，验证系统网络承受能力；步骤S6：进行网络风暴仿真，验证网络性能；步骤S7：将步骤S6得到的仿真结果生成仿真报告，显示网络是否存在风险。进一步地，所述网络节点的吞吐数据格式及内容的生成模式包括根据SCD文件自动生成与手动配置生成。本专利技术还提供一种基于上文所述方法的系统，包括IEC61850通讯模块、真实网络接入模块、网络通讯节点仿真模块、同步时钟模块。进一步地，所述IEC61850通讯模块用以建立IEC61850通讯模型、提供协议模块标准接口、定义输入输出接口及数据模型，并将各个协议形成插件，通过动态添加插件的方式添加各个协议模块。进一步地，所述真实网络接入模块为实现真实网络与虚拟网络相结合的中间对接模块，所述真实网络接入模块内的PC端配备千兆网卡，用以承载真实网络与虚拟网络之间的数据交互。进一步地，所述网络通讯节点仿真模块根据变电站SCD文件动态建模，模拟变电站的二次设备及交换机，即每一个二次设备或交换机为一个网络节点，所述网络通讯节点仿真模块实现每一个网络节点的数据发送接收、对每个网络节点进行配置、设置节点的数据吞吐量及数据的内容；所述二次设备包括智能终端、保护装置、合并单元、测控装置。进一步地，所述同步时钟模块模拟建立变电站同步时钟系统，支持IEE1588及GPS同步报文格式。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术建设新一代智能变电站虚实结合的网络仿真系统，可应用于变电站新建前，全站网络运行仿真模拟，验证全站通信配置正确性、性能及稳定性，有效的提前预估站内网络通信配置潜在风险隐患，为网络性能验证提供一个高效的检测手段。同时，本专利技术可应用于新一代智能变电站在改扩建前的网络性能评估，系统可将预改扩建设备模拟为虚拟节点，仿真数据吞吐，配置数据格式，并接入现有的真实变电站网络，与其形成闭环仿真，建立真实网络与虚拟网络之间的交互联系。同样，可验证预改扩建设备在接入现有变电站网络后存在的风险。附图说明图1为本专利技术实施例的系统原理示意图。图2为本专利技术实施例的流程原理示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1、图2所示，本实施例提供了一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及系统。本实施例通过PC解析变电站工程配置文件（SCD），分析数据结构及模型，建立虚拟网络通讯节点，与变电站真实设备或子系统相对接，形成闭环网络，通过PC端仿真虚拟网络通讯节点流量、吞吐、模拟风暴等，验证该闭环网络性能。本专利技术可应用于新一代智能变电站在改扩建前，预先对改扩建后的变电站通讯网络进行仿真校验，或者应用于变电站各个子系统网络故障查错。本实施例包括包括IEC61850通讯模块、真实网络接入模块、网络通讯节点仿真模块、同步时钟模块。在本实施例中，所述IEC61850通讯模块是指建立IEC61850通讯模型，提供协议模块标准接口，定义输入输出接口及数据模型，各个协议形成插件，通过动态添加插件的方式添加各个协议模块，支持SV/GOOSE/MMS等IEC61850报文协议，可模拟实现报文接收发送，其中SV报文支持4K、12.8K的采样率，GOOSE报文支持5S心跳包，且可配置。在本实施例中，所述真实网络接入模块是指实现真实网络与虚拟网络相结合的中间对接模块，为了实现真实网络与虚拟网络的无缝链接，本模块需为PC端扩展千兆网卡，才能够承载真实网络与虚拟网络之间的数据交互。其中该模块需实现数据的中转及大数据的并发承受性能。在本实施例中，所述网络通讯节点仿真模块，需根据变电站配置文件（SCD）动态建模，模拟新一代变电站的二次设备（二次设备包含智能终端、保护装置、合并单元、测控装置）及交换机，即每一个二次设备或交换机为一个网络节点，并且实现每一个网络节点的数据发送接收，如智能终端发送接收GOOSE报文、保护装置接收SV报文、保护装置接收发送MMS报文、合并单元发送SV、测控装置接收发送GOOSE。该模块可对每个网络节点进行配置，设置节点的数据吞吐量，及数据的内容。在本实施例中，所述同步时钟模块，即模拟建立新一代智能变电站同步时钟系统，支持IEE1588及GPS同步报文格式。较佳的，在本实施例中，虚实结合的新一代智能变电站通信网络仿真系统工作流程，包括以下步骤：步骤一，导入智能变电站SCD文件，选择需要模拟的网络节点，此时网络节点的吞吐数据格式及内容可根据SCD自动生成，也可手动配置；步骤二，安装真实网络接入硬件模块及驱动软件，系统选择所使用的硬件模块办卡；步骤三，选择交换机进行VLAN配置；步骤四，启动网络仿真，模拟数据的吞吐；步骤五，进行压力测试，验证系统网络承受能力；步骤六，进行网络风暴仿真，验证网络性能；步骤七，仿真完毕，自动生成仿真报告，显示网络存在风险。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：导入智能变电站SCD文件，选择需要模拟的网络节点，并建立虚拟网络通讯节点；步骤S2：安装真实网络接入硬件模块及驱动软件，选择所使用的硬件模块办卡；步骤S3：选择交换机进行VLAN配置；步骤S4：启动网络仿真，模拟数据的吞吐；步骤S5：进行压力测试，验证系统网络承受能力；步骤S6：进行网络风暴仿真，验证网络性能；步骤S7：将步骤S6得到的仿真结果生成仿真报告，显示网络是否存在风险。

【技术特征摘要】
1.一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：导入智能变电站SCD文件，选择需要模拟的网络节点，并建立虚拟网络通讯节点；步骤S2：安装真实网络接入硬件模块及驱动软件，选择所使用的硬件模块办卡；步骤S3：选择交换机进行VLAN配置；步骤S4：启动网络仿真，模拟数据的吞吐；步骤S5：进行压力测试，验证系统网络承受能力；步骤S6：进行网络风暴仿真，验证网络性能；步骤S7：将步骤S6得到的仿真结果生成仿真报告，显示网络是否存在风险。2.根据权利要求1所述的一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法，其特征在于：所述网络节点的吞吐数据格式及内容的生成模式包括根据SCD文件自动生成与手动配置生成。3.一种基于权利要求1所述的虚实结合的智能变电站网络仿真方法的系统，其特征在于：包括IEC61850通讯模块、真实网络接入模块、网络通讯节点仿真模块、同步时钟模块。4.根据权利要求3所述的一种虚实结合的智能变电站网络仿真系统，其特征在于：所述IEC61850通讯模块用以建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志军，蔡振才，王云茂，林国栋，翟博龙，邹焕雄，陈锦山，林文彬，余斯航，胡文旺，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：福建;35