IEC61850站控层网络通讯服务仿真的服务端和仿真方法技术

本发明专利技术提供了IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端和仿真方法，加载并解析仿真测试配置脚本获得全站智能电子设备仿真通讯服务所需的智能电子设备模型数据以及仿真测试行为参数；根据智能电子设备模型数据创建仿真信号内存实时数据库；配置网络通信环境；基于所有智能电子设备批量创建全站智能电子设备通信服务仿真对象；针对各仿真对象，基于网络通信环境、智能电子设备模型数据以及配置仿真测试行为参数，执行以进程的方式批量创建的IEC61850通信仿真任务。本发明专利技术通过对全站SCD模型配置信息进行剪裁，能够节省大量系统资源；可用于变电站全站内大数量级的智能电子设备IEC61850并发通信仿真行为。备IEC61850并发通信仿真行为。备IEC61850并发通信仿真行为。

【技术实现步骤摘要】
IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端和仿真方法


[0001]本专利技术属于变电站自动化系统的应用领域，涉及基于IEC 61850标准针对智能变电站全站智能电子设备站控层网络通信服务的仿真方法，具体涉及IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端和仿真方法。

技术介绍

[0002]IEC 61850是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，在智能变电站工程中广泛应用。IEC61850标准通过抽象通讯服务接口（Abstract communication service interface，简称ACSI），定义了通讯服务的服务原语、交互流程与参数，并且通过特殊通信服务映射（SCSM），将ACSI服务映射到不同的通信协议，实现具体的通信功能。
[0003]目前国内外检测机构和电力二次设备制造厂家开发了IEC61850服务端仿真调试软件，往往针对单一的智能电子设备的通信服务进行仿真，主要用来验证IEC 61850的ACSI服务的一致性。对于厂站级的系统集成调试及通信性能测试，往往需要对全站上百个、甚至几百个智能电子设备构成的站控层通信网络通信服务进行系统仿真，同时批量仿真运行部署在间隔层的全站智能电子设备的通信服务端，从而模拟智能电子设备的四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）通信服务以及一些例如“雪崩”的海量变化数据通信场景。要实现这些功能，对仿真系统的厂站级数量的数据处理能力和速度都要求极高：一方面，对仿真系统的CPU、内存等资源要求高；另一方面，基于仿真系统CPU、内存等资源瓶颈限制，面对厂站级超级数量的仿真信号，需要对系统仿真信号进行轻量化设计，重构IEC61850通信服务，实时、统一管理所有智能电子设备的仿真信号数据源。
[0004]目前对基于IEC 61850标准的智能电子设备服务器进行仿真，一般是通过解析智能电子设备信息模型，建立与模型匹配的内存数据库，然后启动IEC61850服务端通讯服务，提取各类用于仿真的模型信息，产生虚拟信号库，进而开展基于MMS协议的各类通信仿真操作。
[0005]目前针对单一IED设备仿真的技术路线，往往通过从变电站全站模型配置文件（SCD文件，Substation Configuration Description变电站配置描述文件）中导出单一智能电子设备的模型文件（CID文件，Configured IED Description已配置IED描述文件），通过解析CID文件来创建完整的动态模型数据库，再从模型数据库中提取通信服务所需要的模型数据信息，进行通信服务仿真。
[0006]如果仿真变电站内所有智能电子设备的通信服务，需要解析全站模型配置SCD文件，加载数百个设备模型配置信息。如果基于完整的模型来创建仿真数据库，则需要消耗大量系统资源，对于运行仿真系统的硬件环境提出了较高的要求，在单机上实现存在较大困难。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的提供一种基于IEC 61850的变电站全站智能电子设备的站控层通讯
服务仿真方法，通过解析全站SCD模型文件并对配置信息进行剪裁，根据剪裁后的配置信息建立IED模型数据，能够节省大量系统资源。
[0008]为实现上述技术目的，别专利技术采用以下技术方案。
[0009]一方面，本专利技术提供IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，包括：信息获取模块，用于加载并解析仿真测试配置脚本，获得全站智能电子设备仿真通讯服务所需的智能电子设备模型数据以及仿真测试行为参数；仿真信号内存实时数据库，用于管理智能电子设备仿真实时数据；网络通信模块，用于站控层进行网络通信；仿真对象创建模块，用于基于所有智能电子设备批量创建全站智能电子设备通信服务仿真对象；仿真任务执行模块，用于针对仿真对象创建模块创建的各仿真对象，基于网络通信模块、信息获取模块获取的智能电子设备模型数据以及配置仿真测试行为参数，制定并执行以进程的方式批量创建的IEC61850通信服务端仿真任务。
[0010]进一步地，所述服务端还包括仿真测试配置脚本生成模块，所述仿真测试配置脚本生成模块，用于获取全站SCD模型配置信息，并对全站SCD模型配置信息进行剪裁并针对变电站站控层选定通信服务的仿真行为生成仿真测试配置脚本。
[0011]再进一步地，所述仿真测试配置脚本生成模块获取全站SCD模型配置信息，并对全站SCD模型配置信息进行剪裁获取用于仿真测试的配置信息，并针对变电站站控层选定通信服务的仿真行为生成仿真测试配置脚本，包括：获取全站所有智能电子设备名称，以及用于站控层网络通信的IP地址和子网掩码配置信息；获取智能电子设备的所有逻辑设备名称；获取报告控制块配置信息，基于报告控制块所引用的数据集中具有特定功能约束的单个数据属性的对象所属的公共数据类；遍历所有数据集的配置信息，记录数据集内各数据对象的功能约束FC的数据属性集合或具有特定功能约束的单个数据属性在数据集内的索引、数据引用路径、相对应的数据对象的描述、数据对象所属的公共数据类以及对应数据模板中数据属性的基本数据类型信息；根据数据集内各数据对象所属的公共数据类，判断是遥信、遥测或是遥控数据对象，查找具备控制功能的数据对象的实例化配置，根据控制模的配置值，判断控制对象的控制模式，依据数据对象所属的公共数据类判断该控制对象的控制属性为遥控、遥调或是遥设，并记录下控制对象状态值对应的仿真信号对象；基于功能约束及特定关键字，检索数据集成员数据对象，获取用于上送保护装置故障录波信息，记录下用来发送故障录波事件的数据对象，用于仿真触发故障录波事件；基于数据集及数据集成员数据对象的功能约束信息，获取保护定值和装置设备参数信息，记录下仿真对象的定值条目；同时通过读取保护逻辑设备下的定值控制块的最大允许数目numOfSGs配置，能够获取仿真对象应支持的定值区个数。
[0012]4.根据权利要求1所述的IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，所述仿真测试行为参数，包括仿真信号自动状态序列参数、雪崩测试测试，其中仿真信号自动状态序列参数包括仿真信号值变化上下限、仿真信号值间隔时间、以及仿真信号值
变化触发次数，雪崩测试包括雪崩信号类型、雪崩信号值变化上下限、雪崩信号值变化间隔时间、雪崩持续时间。
[0013]进一步地，所述服务端还包括仿真操作人机界面，所述仿真操作人机界面用于选择遥信信号并设置遥信信号的状态值或品质，产生遥信值或品质变化事件；所述仿真操作人机界面还用于选择遥测信号并设置遥测信号的遥测值或品质，产生遥测值变化或品质变化事件；所述仿真任务执行模块，用于选择遥信信号以及设置遥信信号的状态值或品质，产生遥信值或品质变化事件，通过报告服务将遥信值或品质变化事件发送给监控系统IEC61850客户端，IEC61850客户端收到遥信值变化事件，核对遥信状态值或品质是否与仿真的一致；或者选择遥测信号以及设置遥测信号的遥测值或品质，产生遥测值变化或品质变化事件，通过报告服务将遥测值或品质变化事件发送给IEC61850客户端，IEC61850客户端收到遥测值变化事件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，包括：信息获取模块，用于加载并解析仿真测试配置脚本，获得全站智能电子设备仿真通讯服务所需的智能电子设备模型数据以及仿真测试行为参数；仿真信号内存实时数据库，用于管理智能电子设备仿真实时数据；网络通信模块，用于站控层进行网络通信；仿真对象创建模块，用于基于所有智能电子设备批量创建全站智能电子设备通信服务仿真对象；仿真任务执行模块，用于针对仿真对象创建模块创建的各仿真对象，基于网络通信模块、信息获取模块获取的智能电子设备模型数据以及配置仿真测试行为参数，制定并执行以进程的方式批量创建的IEC61850通信服务端仿真任务。2.根据权利要求1所述的IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，所述服务端还包括仿真测试配置脚本生成模块，所述仿真测试配置脚本生成模块，用于获取全站SCD模型配置信息，并对全站SCD模型配置信息进行剪裁并针对变电站站控层选定通信服务的仿真行为生成仿真测试配置脚本。3.根据权利要求2所述的IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，所述仿真测试配置脚本生成模块获取全站SCD模型配置信息，并对全站SCD模型配置信息进行剪裁获取用于仿真测试的配置信息，并针对变电站站控层选定通信服务的仿真行为生成仿真测试配置脚本，包括：获取全站所有智能电子设备名称，以及用于站控层网络通信的IP地址和子网掩码配置信息；获取智能电子设备的所有逻辑设备名称；获取报告控制块配置信息，基于报告控制块所引用的数据集中具有特定功能约束的单个数据属性的对象所属的公共数据类；遍历所有数据集的配置信息，记录数据集内各数据对象的功能约束FC的数据属性集合或具有特定功能约束的单个数据属性在数据集内的索引、数据引用路径、相对应的数据对象的描述、数据对象所属的公共数据类以及对应数据模板中数据属性的基本数据类型信息；根据数据集内各数据对象所属的公共数据类，判断是遥信、遥测或是遥控数据对象，查找具备控制功能的数据对象的实例化配置，根据控制模的配置值，判断控制对象的控制模式，依据数据对象所属的公共数据类判断该控制对象的控制属性为遥控、遥调或是遥设，并记录下控制对象状态值对应的仿真信号对象；基于功能约束及特定关键字，检索数据集成员数据对象，获取用于上送保护装置故障录波信息，记录下用来发送故障录波事件的数据对象，用于仿真触发故障录波事件；基于数据集及数据集成员数据对象的功能约束信息，获取保护定值和装置设备参数信息，记录下仿真对象的定值条目；同时通过读取保护逻辑设备下的定值控制块的最大允许数目numOfSGs配置，能够获取仿真对象应支持的定值区个数。4.根据权利要求1所述的IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，所述仿真测试行为参数，包括仿真信号自动状态序列参数、雪崩测试测试，其中仿真信号自动状态序列参数包括仿真信号值变化上下限、仿真信号值间隔时间、以及仿真信号值变化触发次数，雪崩测试包括雪崩信号类型、雪崩信号值变化上下限、雪崩信号值变化间隔时
间、雪崩持续时间。5.根据权利要求1所述的IEC 61850站控层网络通讯服务仿真的服务端，其特征在于，所述服务端还包括仿真操作人机界面，所述仿真操作人机界面用于选择遥信信号并设置遥信信号的状态值或品质，产生遥信值或品质变化事件；所述仿真操作人机界面还用于选择遥测信号并设置遥测信号的遥测值或品质，产生遥测值变化或品质变化事件；所述仿真任务执行模块，用于选择遥信信号以及设置遥信信号的状态值或品质，产生遥信值或品质变化事件，通过报告服务将遥信值或品质变化事件发送给监控系统IEC61850客户端，IEC61850客户端收到遥信值变化事件，核对遥信状态值或品质是否与仿真的一致；或者选择遥测信号以及设置遥测信号的遥测值或品质，产生遥测值变化或品质变化事件，通过报告服务将遥测值或品质变化事件发送给IEC61850客户端，IEC61850客户端收到遥测值变化事件，核对变化遥测状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚燕春，罗华煜，周华良，刘千令，郑洁，程德荣，徐广辉，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：