[发明专利]一种智能变电站过程层网络模拟系统及设备模拟器

说明书

技术领域

本发明属于智能变电站测试技术领域，涉及一种智能变电站过程层网络模拟系统及设备模拟器。 

背景技术

智能变电站技术最核心的技术革新在于使用工业以太网技术代替传统二次接线传递数字和模拟信号，原有直接可观、相互解耦、具象的二次接线将由不直接可见、相互高度耦合、抽象的网络数据流代替。因此数字化变电站是信息流和业务流高度综合的典型代表。

智能通常采用三层架构，自上而下分为：变电站站控层、间隔层和过程层。因此典型智能变电站采用两层通讯网络架构：过程层和间隔层之间采用一个独立的通讯网络，其主要任务是保证过程层设备与间隔层设备及间隔层设备间的可靠通讯；间隔层与站控层之间采用一个独立的通讯网络，该通讯网络对实时性要求相对较低，但是必须具有短时大容量突发性数据的传输能力。

过程层网络的信息流主要由三种类型的信息流构成：1、SV信息流，采用的协议有IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC61850-9-2le及IEC60044.8；2、GOOSE报文信息流，主要用于传递跳合闸、实时位置状态、互锁等过程层实时信息；3、网络对时报文，用于网络对时命令的传输。

过程层网络上的间隔层设备或过程层设备，网络数据处理能力、异常数据下的响应能力等是产品开发和测试中必须考虑的问题。要对智能变电站过程层或间隔层设备的网络性能方面进行测试，必须有一个真实的网络环境。基于此背景，我们提出了开发过程层设备模拟器，用若干模拟器和交换机可以在实验室搭建起过程层网络，构成一个网络仿真测试系统，进而满足设备网络性能测试需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能变电站过程层网络模拟系统及设备模拟器，以实现过程层网络及设备的模拟，满足性能测试的需要。

为实现上述目的，本发明的智能变电站过程层设备模拟器包括一台通过以太网进行通信的PC机及一台仿真测试嵌入式装置，遵循IEC 61850规约映射为过程层设备，所述PC机内置仿真模块，用于产生仿真过程中所需要的数据，并通过仿真装置的以太网口与仿真测试嵌入式装置相连，所述仿真测试嵌入式装置包含以太网口、对时接口、用于接收或发送数字报文的数字接口，该装置接收PC机的仿真数据，根据需要仿真过程层设备，按照标准报文格式进行数据的发送和接收，与间隔层保护测控装置进行信息交互。

进一步的，所述数字接口包括光纤以太网接口、电以太网接口、同步串口和/异步串口。

进一步的，所述数字接口接收或发送数字报文的类型为基于IEC 61850-9-1、IEC 61850-9-2标准的采样值报文、基于IEC 61850标准通用变电站事件模型的GOOSE报文、基于IEC 60044-8标准的FT3报文、网络对时报文。

进一步的，所述对时接口的对时方式为秒脉冲、B码、SNTP和/或1588。

本发明的智能变电站过程层网络模拟系统是由多台模拟器通过网络设备连接构成，其中每台模拟器包括一台通过以太网进行通信的PC机及一台仿真测试嵌入式装置，遵循IEC 61850规约映射为过程层设备，所述PC机内置仿真模块，用于产生仿真过程中所需要的数据，并通过仿真装置的以太网口与仿真测试嵌入式装置相连，所述仿真测试嵌入式装置包含以太网口、对时接口、用于接收或发送数字报文的数字接口，该装置接收PC机的仿真数据，根据需要仿真过程层设备，按照标准报文格式进行数据的发送和接收，与间隔层保护测控装置进行信息交互。

进一步的，所述数字接口包括光纤以太网接口、电以太网接口、同步串口和/异步串口。

进一步的，所述数字接口接收或发送数字报文的类型为基于IEC 61850-9-1、IEC 61850-9-2标准的采样值报文、基于IEC 61850标准通用变电站事件模型的GOOSE报文、基于IEC 60044-8标准的FT3报文、网络对时报文。

进一步的，所述对时接口的对时方式为秒脉冲、B码、SNTP和/或1588。

进一步的，所述网络设备为交换机。

本发明的智能变电站过程层设备模拟器具有光纤数字接口、对时接口，可通过PC下载配置文件后，根据配置参数运行在不同的模式下，从而可以模拟智能变电站的过程层设备。

多个模拟器和交换机构成一个智能变电站过程层网络，可以作为测试系统，测试电子设备的网络处理能力、报文网络延时，网络异常情况下的处理能力。

附图说明

图1是模拟器的结构示意图；

图2是实施例的过程层网络模拟系统结构图。