[发明专利]一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法

摘要

本发明涉及一种智能变电站过程层虚拟二次设备及其实现方法，所述设备包括CPU板，模拟发送过程层SV采样报文数据；模拟发送和接收所述过程层GOOSE报文数据，实现IRIG‑B对时；总线背板，用于实现所有板件间总线通信；电源板，为装置提供电源。本发明提供的技术方案能够替代真实的合并单元、智能终端参与检测调试，且能够按照调试需求设置模拟数据数值，实现整个变电站仿真调试环境的构建。

主权项

一种智能变电站过程层虚拟二次设备，其特征在于，包括：CPU板，基于模型驱动的方式模拟发送过程层SV报文采样数据；基于模型驱动的方式模拟发送和接收过程层GOOSE报文数据；实现IRIG‑B对时；当模拟单个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，所述二次设备包括一块CPU板；当模拟多个线路间隔的智能变电站合并单元和智能终端时，通过总线背板扩展多个CPU板来实现；所有所述CPU板的硬件结构和应用模块完全相同，根据不同的ICD文件进行驱动，具有互换性；总线背板，用于实现所有板件间总线通信；电源板：为装置提供工作电源；所述CPU板包括：现场可编程门阵列FPGA，用于模拟SV报文采样数据的点对点传输；PowerPC处理器，模拟生成SV报文采样数据和GOOSE报文数据；模拟网络传输所述过程层GOOSE报文数据；模拟网络传输过程层SV报文采样数据；所述现场可编程门阵列FPGA包括：光纤网络传输模块，模拟等间隔点对点传输IEC61850‑9‑2标准的所述SV报文采样数据；光纤串口传输模块，模拟点对点发送和接收IEC60044‑8标准的报文采样数据；所述PowerPC处理器包括报文数据生成模块，模拟生成所述SV报文采样数据和GOOSE报文数据；网络传输模块，模拟网络传输所述GOOSE报文数据；模拟网络传输IEC61850‑9‑2标准的SV报文采样数据；所述报文数据生成模块包括:存储模块，存储过程层合并单元和智能终端的ICD文件；读取模块，读取所述ICD文件中的SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数量，读取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的信息；获取模块，获取SV采样数据控制模块MSVCB和GOOSE数据控制模块GoCB的数据集内各数据属性FCDA的数据类型、数据数量和数据顺序；数据模块，根据所述读取模块和获取模块的信息生成所述IEC61850‑9‑2标准的SV报文采样数据、IEC60044‑8标准的报文采样数据和GOOSE报文数据；录波模块，存储所述虚拟二次设备的录波配置文件，读取录波文件获取SV报文采样数据，并替换所述数据模块中的SV报文采样数据；所述报文数据生成模块还包括：SV采样数据设置模块，通过所述网络传输模块人工设置SV采样数据；SV采样数据异常模块，模拟SV采样数据的异常情况，实现对智能变电站间隔层的保护测控装置处于异常能力的检测；自动对点模块，实现GOOSE报文数据的自动对点；测试模块，实现GOOSE报文数据收发的测试；所述SV采样数据设置模块包括：参数设置模块，设置虚拟二次设备发送的互感器一二次电压分别和电流的变比；数值设置模块，设置发送的SV报文采样数据的模拟值；获取数据模块，根据所述参数设置模块和数据设置模块的信息，生成电压电流波形函数并抽取其离散数据；转换模块，将所述离散数据进行转换形成IEC61850‑9‑2标准或IEC60044‑8标准的报文采样数据，通过相应的所述传输模块进行发送；所述SV采样数据异常模块包括：报文跳点模块，设置随机数据发生函数，模拟发送SV报文采样在连续10个采样点以内的报文采样跳点的异常报文数据；报文错序模块，设置采样序号随机挑选函数，将后续报文提前发送，模拟报文错序异常报文数据；数据品质切换模块，在发送采样数据时随机更改采样数据的品质位。