[发明专利]数字化变电站过程层仿真测试平台

说明书

技术领域

本发明是遵循IEC61850标准——有关变电站通信网络和系统唯一国际标 准，基于光纤通信技术而提出的一种新型架构的数字化变电站过程层仿真测试 平台设计方法，属于变电站综合自动化技术领域。

背景技术

随着数字化变电站技术的发展，由于基于光学和电子学原理的ECT、EVT和 智能断路器的使用，数字化变电站监视控制，故障分析以及运行管理都通过光 纤来传输，常规仿真信号和控制电缆将逐步被光电数字信号和光纤代替，测控、 保护装置的输入输出均为数字信号，变电站通信网络进一步向现场延伸，将出 现真正意义上的过程层总线，变电站自动化系统的性能越来越依赖于通信，基 于IEC61850标准的数字化变电站中，广泛采用的电子式电压电流互感器和统一 的通信协议，实现了各个智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED) 之间的信息共享。但是，由于常规变电站仿真测试装置采用的均为模拟量仿真 信号，导致无法对数字化变电站的设备进行有效测试。

虽然现阶段国内针对数字化变电站也研发了少量仿真测试装置，但是在功 能上存在着比较大的局限性。多数仿真测试装置只对单台保护、测控装置的功 能和性能进行测试，很少有仿真测试装置在实验室中对由大量装置组成的变电 站自动化系统进行系统级的功能和性能检测。同时，通过调研发现，绝大多数 厂家的变电站自动化系统的整体性能没有经过测试认证。在进行变电站自动化 系统测试时，如果仅仅用少量测控装置代替实际的大量保护、测控装置，不能 真实反映系统的性能。

国外对数字化变电站和IEC 61850的检测研究，始于IEC 61850制定之初。 制定IEC 61850的主要目的是实现互操作。因此，测试工作集中在互操作实验 及标准功能的验证上。按照时间可分为2个阶段：2002年以前为研究探索阶段， 主要是对标准草案的正确性、合理性进行验证和测试，并根据实验结果对标准 草案进行修改；2002年以后为工程实践阶段，主要是一些大的电气设备制造厂 商(如ABB、SIEMENS和AREVA)对IEC 61850进行工程化尝试和互操作实验， 以确保IEC 61850在实际应用中的可行性。

总之，受到测试手段的限制，国内外关于数字化变电站的检测仍主要集中 在对特定功能的验证和小规模的互联互通，系统级的测试尚未开展。

因此，针对上述问题有必要开发能客观反映数字化变电站过程层的仿真测 试硬件与软件，建立系统测试环境，仿真在电网正常运行或事故状态下，大量 合并单元、智能断单元等过程层设备群的整体通信行为，以达到变电站自动化 系统整体性能测试的目的。同时，借助该测试环境，全面检测出被测系统的真 实性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能、高开放性、高可靠性以及 低成本的嵌入式数字化变电站过程层仿真测试装置，仿真过程层设备群的动态 通信过程，建立测试环境，对数字化变电站间隔层的大量测控保护等装置进行 系统级测试。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数字化变电站过程层仿真测试平台， 其特征在于，包括通过以太网进行通信的PC机及仿真测试嵌入式装置，仿真测 试嵌入式装置与被测的保护监控装置相连，按照IEC61850规范映射为一间隔内 过程层设备。

所述PC机内设置仿真模块，用于仿真过程层设备的动态过程，产生所需要 的数据，并下载到仿真测试装置相应功能模块的FLASH中；

所述仿真测试嵌入式装置用于接收PC机的仿真数据，根据需要仿真过程层 设备按照标准报文进行数据的发送和接收，与站内间隔层的测控保护设备进行 信息交互，并对收到的报文进行解析，然后将解析结果回送到PC机。

前述的数字化变电站过程层仿真测试平台，其特征在于：所述仿真测试嵌 入式装置包括背板和插件，所述插件包括电源插件和至少一个功能插件，功能 插件通过光口连接到被测的保护监控装置上。

前述的数字化变电站过程层仿真测试平台，其特征在于：所述功能插件包 括两个独立的功能模块，每个功能模块包括以下模块：

中央处理器CPU模块：用于仿真数据的处理，为AT91RM9200芯片；