[发明专利]一种智能变电站合并单元仿真建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域中的智能变电站仿真建模技术，特别涉及一种智能变电站合并单元仿真建模方法。

背景技术

智能变电站引入过程层网络实现了跨设备、跨间隔、跨专业的数据信息共享，同时也使得继电保护等自动化系统的可靠性极大地依赖于过程层网络。目前，由于缺乏有效的分析方法和分析工具，智能变电站处于“黑匣子”运行方式，而针对过程层网络及其继电保护等应用系统的性能分析与研究评估几乎是空白，对于过程层网络实时性可靠性的认知尚未形成统一认识，因此为了实现定量仿真分析对智能变电站设备建模变得十分必要和迫切，而合并单元作为连接一次设备（比如互感器）和二次设备（比如保护装置、计量装置）的重要桥梁，是二次网络中重要报文——采样值报文（SV）的发送者，因此进行智能变电站网络仿真时，对其进行精细化建模显得更为重要。

但是，在现有仿真分析中，智能变电站合并单元模型存在以下一些问题：⑴缺少对数据源产生过程及IEC618509-1/2报文格式的建模，对IEC61850标准建模不足，缺少设备算法与逻辑的详细建模，不能真实描述合并单元的实际数据处理过程及其实际性能，难以进行定量化分析；⑵直接利用现有的七层协议解析模型来代替合并单元模型，在延时和包处理方面误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变电站合并单元仿真建模方法，可完整地对变电站SV报文信源进行建模，同时为智能变电站其他二次设备建模提供参考，有效提高变电站二次网络仿真精度，进而为变电站设计、设备选型和运维管理提供定量分析的工具。

本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种智能变电站合并单元仿真建模方法，其特征是在通信仿真平台上进行，采用数据产生模块生成采样数据，数据处理模块接收采样数据并进行处理，经处理后的采样数据发送至采样值报文生成模块，由采样值报文生成模块将采样数据生成数据包发送至协议封装模块，协议封装模块将数据包从应用层映射到数据链路层和物理层成为比特流，最终由报文发送模块将比特流发送至外接设备。

本发明通过对合并单元的一整套全过程建模，不仅大大提高了智能变电站二次网络的仿真精度，同时也给智能变电站乃至整个智能电网二次网络仿真提供了新思路；能够真实反映合并单元的实际数据处理过程及其实际性能，并进行定量化分析；而且，协议封装模块采用三层协议解析模型，与现有利用七层协议解析模型来代替合并单元模型相比，在延时和包处理方面误差小。

本发明的数据产生模块通过获取采样点电气量的解析表达式得到采样数据，所述数据处理模块设置采样数据的采样周期以满足二次设备不同采样率要求。

所述的解析表达式由函数发生器产生。函数发生器获取解析表达式，需要设置数据的采样周期，以此来满足设备不同采样率的要求。

本发明得到相关采样点的采样数据序列文件，并将采样数据序列文件导入到数据产生模块中以获得采样数据。

本发明所述采样数据序列文件通过故障录波器或电力系统一次仿真软件（如：PSCAD/EMTDC软件）获得。由于采用故障录波器或电力系统一次仿真软件导入数据时，本身已经区别了不同的采样率，因此无需再次设置采样数据的采样周期。

本发明所述的采样值报文生成模块根据IEC618509-1/2格式生成数据包。

本发明所述的报文发送模块识别外接设备的外接端口链路的带宽，初始化上电时，收发信机的处理速度自动与外接端口链路的带宽相匹配。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明通过对合并单元的一整套全过程建模，不仅大大提高了智能变电站二次网络的仿真精度，同时也给智能变电站乃至整个智能电网二次网络仿真提供了新思路。

⑵本发明克服了现有合并单元缺少对数据源产生过程及IEC618509-1/2报文格式的建模，对IEC61850标准建模不足，缺少设备算法与逻辑的详细建模的缺陷，能够真实反应合并单元的实际数据处理过程及其实际性能，并进行定量化分析。

⑶本发明协议封装模块采用三层协议解析模型，与现有利用七层协议解析模型相比，在延时和包处理方面误差小。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明合并单元建模流程图；

图2是IEC618509-1/2报文格式；

图3是IEC618509-2采样值报文生成流程图；

图4是合并单元协议框架图；

图5是数据链路层状态机示意图。

具体实施方式