專利名稱：變電所軟件仿真平臺搭建方法及不停電升級改造的方法
技術領域：
本發明屬于電力變配電領域能夠模擬變電所實際運行環境的仿真試驗， 特別是多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法及不停電升級改造的方法。
背景技術：
電力變電所站控自動化系統主要是釆用計算機技術和通訊技術完成對變 電所/高壓室內高壓電氣設備的"四遙(遙測、遙信、遙控、遙調)"功能， 范圍涉及變電站的一、二次設備和后臺監控系統。電力系統的樞紐變電所自 動化系統控制的正確性和功能的完整性必須經過嚴格的確認和現場驗證，對 于新建或可以全站停電的變電所，可以通過與一、二次設備的配合調試，完 成對二次回路接線錯誤或后臺監控系統配置錯誤的檢查，并可以通過直接的 分/合閘操作和繼電保護的校驗過程對變電所自動化系統控制的正確性和完 整性進行確認驗證，但對于不能夠停電的變電所(如電力系統的核心變電所 和很多工礦企業的總降變電所)，在變電所自動化系統升級改造的過程中，如 何將已經過實際驗證的原有自動化系統的"四遙"功能安全可靠地移植到升 級后的新系統中，成為系統升級轉換的關鍵，而解決這一問題的關鍵技術就 是搭建一個能夠模擬變電所實際運行環境的仿真試驗平臺，然后通過對原系 統和新系統的多次仿真測試，將原有自動化系統"四遙"功能的正確地轉換 到新系統中。到目前為止，多數仿真軟件只是模擬了監控后臺的操作功能而 沒有模擬變電所的一次、二次設備，不能保證電力系統的樞紐變電所自動化 系統控制的正確性和功能的完整性，為日后新系統的運行帶來隱患。
發明內容
本發明的目的是提供多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法及不停電 升級改造的方法。通過搭建模擬變電所實際運行環境的軟、硬件仿真平臺， 實現變電所自動化系統"四遙"功能正確地轉換，在不停電的情況下，安全 可靠地完成大型變電所的不停電在線升級改造，保證多區域冶金變電所自動 化系統不停電升級改造正確性和完整性，同時提供了變電所自動化系統實驗 室調試的一種輔助工具。本發明解決技術問題所采用的技術方案是 多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法包括以下步驟-首先在仿真計算機上運行采用Delphi語言編制的仿真軟件，該軟件能夠 正確地仿真變電所內常用的測控一體化保護單元，并通過調用配置文件和通 訊端口驅動文件，模擬現場各回路測控一體化保護單元的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過MOXA多串口卡與通訊管理機的485端口和采用串口通訊的 原本地后臺監控計算機的MOXA多串口卡對接，功能升級后的新本地后臺監控 計算機通過網卡與通訊管理機的LAN1網口連接，遠程監控系統通過網卡與通 訊管理機的LAN2網口連接，將主從兩臺通訊管理機的LAN4網口通過單獨的 網線相連，實現主從管理機的數據同步。前述方法中所涉及的測控一體化保護單元，可以是施耐德的SEPAM 1000 系列的20、 40、 80保護和2000系列保護、GE系列保護、清華紫光保護中之多區域冶金變電所不停電升級改造的方法包括以下步驟 軟件仿真平臺搭建完畢后，首先關閉主、從兩臺通訊管理機的電源，禁 止通訊管理機工作，然后對照從原本地后臺監控系統的數據庫和操作畫面的 腳本文件中整理出的設備配置表、遙信信息表、遙測信息表和遙控信息表， 完成對原本地后臺監控系統的仿真測試，發現錯誤后要修改整理出的信息表
和仿真計算機的相關配置文件，直到用原本地后臺監控系統進行四遙功能測 試沒有錯誤，至此完成了原監控系統所有功能及信息正確無誤且完整地轉移到了仿真計算機，并形成完整的信息表；根據用原本地后臺監控系統仿真測試后正確的信息表，完成對通訊管理 機、新本地后臺監控系統、遠程監控系統的編程設計；停止原本地后臺監控系統運行，啟動主從兩個通訊管理機，對照己用原 后臺測試后的信息表，在新本地后臺監控系統和遠程監控系統中依次執行各 回路的遙控操作，通過軟件仿真計算機上的提示信息和斷路器的實際合/分閘 狀態返回，驗證遙控操作的正確性；遙控操作驗證完畢，通過在仿真計算機 上進行包括隔離開關、斷路器狀態和保護動作信號在內的遙信置位，設定各 回路的測量值，然后觀察本地、遠程監控兩個后臺監控系統的響應是否對應， 完成對遙信、遙測功能的驗證。通過在仿真計算機上禁用某一個回路的保護單元，然后用與現場遙控出 口邏輯一致的真正的保護單元替代，進行實際的遙控操作驗證，完成硬件仿 真測試。本發明的有益效果是通過仿真軟件真實地模擬了變電所內的測控一體化保護單元，可從實際 的監控后臺對相應通訊口的保護裝置完成遙測、遙信、遙調及遙控，模擬任 一保護單元所代表線路的故障過程，并向監控后臺提供故障信息和故障錄波， 從而可實現以下功能1、 在非實際的變電所環境下，完成對升級后電力自動化系統配置正確性 和功能完整性的初步測試。即可以在實驗室環境下完成對變電所自動化系統 功能的全面測試。2、 通過變電所軟、硬件仿真平臺的搭建，保證變電所自動化系統的"四 遙"功能由原有系統正確地移植到升級后的自動化系統，實現變電所升級改 造過程中自動化系統"四遙"功能正確性的仿真驗證，實現變電所自動化系 統"四遙"功能的不停電現場驗證和新舊自動化系統的不停電轉換投運。3、無需停電就可以完成對變電所自動化系統配置正確性和功能完整性的 實際測試，實現變配電所不停電升級改造。
圖1為本發明仿真平臺測試的典型方案框圖； 圖2為本發明仿真驗證流程圖。
具體實施例方式根據已經經過實際驗證的原有后臺，通過軟件仿真和硬件仿真技術，保 證新控制系統的通訊管理機配置文件，本地后臺、遠程監控系統的數據庫和 畫面組態的正確性。如圖1仿真平臺測試的典型方案框圖。多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法包括以下步驟 首先在仿真計算機上運行采用Delphi語言編制的仿真軟件，該軟件能夠 正確地仿真變電所內常用的測控一體化保護單元，如施耐德SEPAM 1000系列 的20、 40、 80保護和2000系列保護、GE系列保護、清華紫光保護，并通過 調用配置文件和通訊端口驅動文件，模擬了現場各回路測控一體化保護單元 的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過MOXA多串口卡與主、從通訊管理機的 485端口及原本地后臺監控計算機(簡稱原本地后臺)的MOXA多串口卡對接； 功能升級后的新本地后臺監控計算機(簡稱本地監控)通過以太網卡與通訊 管理機的LAN1網口連接，遠程監控系統(中心監控)通過以太網卡與通訊管 理機的LAN2網口連接，為了實現通訊管理機的雙機在線互備，將主從兩臺通 訊管理機的LAN4網口通過單獨的網線相連，實現主從管理機的數據同步。
其仿真驗證流程見附圖2。軟件仿真平臺搭建完畢后，首先關閉主從兩臺通訊管理機的電源，禁止 通訊管理機工作，然后對照從原本地后臺監控系統的數據庫和操作畫面的腳 本文件中整理出的設備配置表、遙信信息表、遙測信息表和遙控信息表，完 成對原本地后臺監控系統的仿真測試，發現錯誤后要修改整理出的信息表和 仿真計算機的相關配置文件，直到用原本地后臺監控系統進行四遙功能測試 沒有錯誤，至此完成了原監控系統所有功能及信息正確無誤且完整地轉移到 了仿真計算機，并形成完整的信息表。根據用原本地后臺監控系統仿真測試后正確的信息表，完成對通訊管理 機、新本地后臺監控系統、遠程監控系統的編程設計。停止原本地后臺監控系統運行，啟動主從兩個通訊管理機，對照已用原 后臺測試后的信息表，在新本地后臺監控系統和遠程監控系統中依次執行各 回路的遙控操作，通過軟件仿真計算機上的提示信息和斷路器的實際合/分閘 狀態返回，驗證遙控操作的正確性；遙控操作驗證完畢，通過在仿真計算機 上進行遙信(包括隔離開關、斷路器狀態和保護動作信號)置位，設定各回 路的測量值，然后觀察本地、遠程監控兩個后臺監控系統的響應是否對應， 完成對遙信、遙測功能的驗證。為了進一步驗證遙控操作的可靠性，通過在仿真計算機上禁用某一個回 路的保護單元，然后用與現場遙控出口邏輯一致的真正的保護單元替代，進 行實際的遙控操作驗證，完成硬件仿真測試。以上驗證工作完成后，新建系統四遙功能的正確性得到保證。對于新本 地后臺和遠程監控系統的故障信息顯示和故障錄波功能是否完備，可以通過 在仿真計算機上預置保護動作狀態、啟動故障錄波文件進行測試。經過軟件仿真可以杜絕遠程和本地兩個監控系統在開發過程因人為原因
造成的通訊配置、數據庫組態和畫面編程配置錯誤；經過硬件仿真又杜絕了 因保護單元控制邏輯和出口繼電器造成的遙控錯誤，消除了造成遙控操作誤 動的可能性，因此現場驗證時只需再次確認通訊通道與遙控命令的正確性， 系統就具備了上線運行條件。現場驗證時，去掉仿真系統，將升級后的自動化系統同實際的設備連在 一起，采取相關措施確保各遙控、遙調設備元件即不實際動作，又能從回路 輸出端子上真實地驗證到遙控、遙調操作，逐一驗證各回路的"四遙"功能。
權利要求
1、多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法，其特征是，包括以下步驟首先在仿真計算機上運行采用Delphi語言編制的仿真軟件，該軟件能夠正確地仿真變電所內常用的測控一體化保護單元，并通過調用配置文件和通訊端口驅動文件，模擬現場各回路測控一體化保護單元的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過MOXA多串口卡與通訊管理機的485端口和采用串口通訊的原本地后臺監控計算機的MOXA多串口卡對接，功能升級后的新本地后臺監控計算機通過網卡與通訊管理機的LAN1網口連接，遠程監控系統通過網卡與通訊管理機的LAN2網口連接，將主從兩臺通訊管理機的LAN4網口通過單獨的網線相連，實現主從管理機的數據同步。
2、根據權利要求1所述的多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法， 其特征是，所述的測控一體化保護單元，可以是施耐德的SEPAM 1000系列的 20、 40、 80保護和2000系列保護、GE系列保護、清華紫光保護中之一。
3、利用權利要求1所述方法搭建的仿真平臺對多區域冶金變電所不停電 升級改造的方法，其特征是，包括以下步驟軟件仿真平臺搭建完畢后，首先關閉主、從兩臺通訊管理機的電源，禁 止通訊管理機工作，然后對照從原本地后臺監控系統的數據庫和操作畫面的 腳本文件中整理出的設備配置表、遙信信息表、遙測信息表和遙控信息表， 完成對原本地后臺監控系統的仿真測試，發現錯誤后要修改整理出的信息表 和仿真計算機的相關配置文件，直到用原本地后臺監控系統進行四遙功能測 試沒有錯誤，至此完成了原監控系統所有功能及信息正確無誤且完整地轉移 到了仿真計算機，并形成完整的信息表；根據用原本地后臺監控系統仿真測試后正確的信息表，完成對通訊管理 機、新本地后臺監控系統、遠程監控系統的編程設計； 停止原本地后臺監控系統運行，啟動主從兩個通訊管理機，對照已用原 后臺測試后的信息表，在新本地后臺監控系統和遠程監控系統中依次執行各 回路的遙控操作，通過軟件仿真計算機上的提示信息和斷路器的實際合/分閘 狀態返回，驗證遙控操作的正確性；遙控操作驗證完畢，通過在仿真計算機 上進行包括隔離開關、斷路器狀態和保護動作信號在內的遙信置位，設定各 回路的測量值，然后觀察本地、遠程監控兩個后臺監控系統的響應是否對應， 完成對遙信、遙測功能的驗證；通過在仿真計算機上禁用某一個回路的保護單元，然后用與現場遙控出 口邏輯一致的真正的保護單元替代，進行實際的遙控操作驗證，完成硬件仿 真測試；現場驗證時，去掉仿真系統，將升級后的自動化系統同實際的設備連在 一起，采取相關措施確保各遙控、遙調設備元件即不實際動作，又能從回路 輸出端子上真實地驗證到遙控、遙調操作，逐一驗證各回路的"四遙"功能。
全文摘要
多區域冶金變電所軟件仿真平臺搭建方法及不停電升級改造的方法，屬于電力變配電領域。通過搭建模擬變電所實際運行環境的軟、硬件仿真平臺，實現變電所自動化系統“四遙”功能正確地轉換，在不停電的情況下，安全可靠地完成大型變電所的不停電在線升級改造，保證多區域冶金變電所自動化系統不停電升級改造正確性和完整性，同時可以在實驗室環境下完成對變電所自動化系統功能的全面測試。主要用于變電所升級改造。
文檔編號G05B17/00GK101158847SQ20071001656
公開日2008年4月9日 申請日期2007年8月23日 優先權日2007年8月23日
發明者付春剛, 周廣生, 孫海港, 徐有芳, 李建民, 煒 王, 耿曉寧, 昆 范, 逯志宏 申請人:濟南鋼鐵集團總公司