[发明专利]一种变电站保信子站的仿真建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力自动化系统仿真建模的技术领域，特别涉及一种变电站保信子站的建模仿真方法。

背景技术

变电站保信子站作为继电保护信息系统的主要组成部分，其在遵循103通信规约基础上与继电保护、故障录波器、安全自动装置等智能电子设备(IED：Intelligent Electronic Device)通信，收集这些装置的正常运行、异常告警及故障信息，经过初步处理之后上送到位于调度端主站，实现与主站的交互通信。目前由于缺乏有效的分析方法和分析工具，针对主子站间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，对站端数据流特性分析没能梳理清楚，因此为了实现站端数据流定量仿真分析对变电站站端设备建模变得十分必要和迫切，而保信子站作为继电保护信息系统联系变电站端与调度中心的重要桥梁，肩负着变电站端保护信息流的采集、处理、存储及远传任务，因此进行网络仿真时对其进行精细化建模以模拟其数据流特征显得非常重要。

在现有仿真分析中，国际通信仿真软件OPNET由于具有层次化的建模机制、面向对象的建模特点、集成的分析工具等优点，近来逐渐被应用于电力系统通信网络的仿真分析，但仍停留在OPNET已有模型和功能的应用，对网络建模仿真也局限于定性分析。为实现变电站保信子站数据流特性分析，充分发挥OPNET建模仿真优势，因此提出一种变电站保信子站的仿真建模方法实现对保信子站的精细化建模。

为实现对变电站保信子站数据流特性分析，目前主要是采用基于OPNET的网络建模仿真方法，直接采用系统自带的标准七层协议模型对变电站保信子站数据流进行建模仿真分析。标准七层协议模型包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。其物理层接收到报文时通过各层协议对报文进行解析，根据主站的召唤、命令等以及从站内设备送到子站的相关信息需求，在应用层按照保信子站应用业务的报文信息流属性如报文类型、大小等进行配置，形成保信子站应用业务数据包，再按照配置的发包周期生成业务报文，其根据七层协议提供的标准服务进行报文封装，最终由物理层的设备端口发出。

上述现有仿真建模方法存在如下不足：(1)OPNET仿真平台的现有模型缺少对电力系统103通信规约报文的建模，不能真实准确地描述保信子站数据处理及分析网络性能，仿真结果难以进行定量化分析；(2)直接采用仿真平台系统标准的七层协议模型代替保信子站模型进行仿真分析，不能真实体现保信子站报文的实际处理过程，在报文处理和延时方面存在较大误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站保信子站的仿真建模方法。该方法根据保信子站数据传输特点，实现了在OPNET仿真平台中对保信子站五层通信协议的建模，弥补原有仿真模型一直沿用七层通信协议的不足；同时在应用层建立103规约特有模型，使仿真模型更加合理准确。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明对比现有技术，有如下优点：

一种变电站保信子站的仿真建模方法，包括网络域建模、节点域建模、进程域建模三部分内容；其中：

网络域建模：在网络域中，由主站、子站及主站与子站间的信息传输设备构建继电保护信息系统；变电站保信子站模型遵循103通信规约并与智能电子设备通信，收集智能电子设备的正常运行、异常告警及故障信息，经过初步处理之后上送到位于调度端的保信主站，实现与主站的交互通信；

节点域建模：根据103通信规约，建立保信子站五层通信协议，分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层；

其中，所述物理层的节点域包括：接收模块、发送模块、封装模块和解析模块；

所述网络层的节点域包括路由模块；

所述传输层的节点域包括接口模块；

所述应用层的节点域包括处理模块和报文生成模块；

进程域建模：包括处理模块和报文生成模块的实现过程；

(1)所述处理模块实现如下流程：

(11)当数据包从传输层的接口模块送到处理模块时，触发“初始化”进程的中断，在数据包中添上处理模块的标签，进而把数据包转移到“预处理”进程；“预处理”负责对数据包进行初步解析，从数据包获取对应字段信息来判断该数据包的来源，在“预处理”进程中，当获取TYP字段属于控制方向时，将把该包发送往“控制”进程，当TYP字段属于监视方向时，将把该包发送往“监视”进程；