[发明专利]一种智能变电站过程层设备仿真设计方法

说明书

本申请一种智能变电站过程层设备仿真设计方法，在应用层和数据链路层之间增加接口层使得数据实现从应用层直接映射到数据链路层，使得收发的报文带有真实的电气量信息；对数据链路层设置多个子模块并配置独立的MAC地址，实现多端口收发报文，符合工程实践中过程层设备的通信模型；通过对本发明的实施，可在仿真平台中搭建具备完整功能的过程层设备仿真模型，不受实际物理结构、尺寸、材料等因素的限制，可适应IEC61850通信标准和电力自动化通信网络和系统中特定通信服务映射的要求。

技术领域

本发明属于智能变电站仿真领域，具体涉及一种智能变电站过程层设备仿真设计方法。

背景技术

智能变电站由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，是建立在IEC61850通信标准基础上实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站，包括站控层、间隔层和过程层，其中过程层主要包括合并单元和智能终端；进行智能变电站仿真时对合并单元的功能要求主要是获取电气模拟量信息和封装发送SV报文，对智能终端的功能要求主要是获取电气开关量信息和封装发送GOOSE报文。

根据IEC61850标准推荐采用的以太网通信协议和DL/T 860.92中涉及到的特定服务映射，合并单元所发送的SV报文、智能终端收发的GOOSE报文均采用的是从应用层直接映射到数据链路层的方式，根据这一特点，采用通信网络的仿真软件进行智能变电站仿真时，合并单元和智能终端均可以采用3层结构的节点模型加以模拟，即数据报文只经过应用层、数据链路层和物理层，但是3层结构的节点模型存在以下缺陷：只配置一对收发信机不能实现多端口收发报文；根据网络域属性设置发送的报文不带有任何电气量信息；无法真正触发GOOSE信号，因此现有的仿真设计方法并不能完全模拟出过程层设备的全部功能。

发明内容

基于此，本发明提出一种智能变电站过程层设备仿真设计方法，建立过程层设备的通用模型，以克服现有技术的缺陷。

本发明一种智能变电站过程层设备仿真设计方法，包括：

配置应用层模块；

为数据链路层配置s个子模块，为每个子模块配置独立的MAC地址，在应用层模块和数据链路层子模块之间构建接口层模块，由接口层模块设置数据链路层子模块的收发功能；

为数据链路层的每个子模块独立构建一个物理层模块；

分别设置应用层模块、接口层模块、数据链路层子模块、物理层模块的若干个状态和执行逻辑；

依次连接应用层模块、接口层模块、数据链路层子模块、物理层模块并封装为仿真元件。

优选地，配置应用层模块包括：

配置接收报文子模块和发送报文子模块。

优选地，当过程层设备为合并单元且电气量数据来自电子式互感器时，应用层模块的执行逻辑包括：

解析电子式互感器报文中的电气量信息，把与合并单元所连接的所有电子式互感器解析得到的同一时标下的电气量信息根据IEC61850协议标准封装生成SV报文向接口层发送。

优选地，当过程层设备为合并单元且电气量数据来自模拟式互感器时，应用层模块的执行逻辑包括：

利用外部访问接口导入电气量输入文件并根据其文件格式解析电气量信息，把与合并单元所连接的所有模拟式互感器解析得到的同一时标下的电气量信息根据IEC61850协议标准封装生成SV报文向接口层发送。

优选地，接口层模块设置数据链路层子模块的收发功能包括：

待数据链路层的s个子模块初始化完成后创建链表记录所有子模块的信息，把m个子模块的功能设置为接收外部报文，n个子模块的功能设置为对外发送报文，把对外发送报文的子模块的MAC地址设置为广播地址，其中s＝m+n。