一種智能變電站報文仿真測試與關聯分析系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種調試系統，尤其涉及一種智能變電站報文仿真測試與關聯分析系統。
【背景技術】
[0002]IEC61850是國際電工委員會TC57工作組針對解決變電站自動化系統面臨的互操作性問題最新制定的《變電站通信網絡和系統》系列標準，是全世界唯一的新一代的變電站網絡通信體系，適應分層的IED和變電站自動化系統，為電力系統自動化產品的“統一標準、統一模型、互聯開放”的格局奠定了基礎。該標準得到國內外大部分主流廠家的支持，成為全球在電力系統變電站自動化領域統一的信息交互標準。
[0003]IEC61850標準的制定是從2000年開始逐步完善的。經歷了近十幾年的研宄、學習及探索，基于此標準建立的智能化變電站日趨成熟，智能化變電站的建設將進入快速成長階段。
[0004]IEC61850標準的引入使得通過專門的數據通訊網絡，以標準的模型在不同廠家、不同類型的智能設備間的信息交換成為可能。但因不同廠家對標準理解的出入，通訊或智能設備故障等原因，加上復雜的一次故障條件，很容易造成信息交換上以及智能電子裝置(IED)自身處理邏輯上的失誤，從而導致無法預期的后果或使系統響應無法做到最優。利用傳統的保護測試、調試工具、手段及方法，無力真實模擬全系統的情況，使系統對一些特殊故障條件的響應變得難以預測，同時還存在著測試、調試周期長，結果不可靠等問題。同樣的問題還會出現在對二次系統的例行檢查及監測過程中，因而造成無力及時發現系統的隱患，妨礙了系統運行可靠性的提高，因此推出一個含完備的數字及物理二次設備的混合仿真及檢測功能的智能變電站仿真實驗系統，具有十分重大的現實意義及應用前景。
[0005]采用IEC61850標準通信的變電站，智能設備之間的交互的報文通常有三種:
[0006]GOOSE (Generic Object Oriented Substat1n Events)報文，及通用的面向對象的變電站事件報文。主要是用來發送的狀態及狀態變化信息，狀態變化稱之為事件。
[0007]SMV (Sampled Measured Value)報文，及采樣測量值報文。主要用來傳遞傳感采集到的電氣量。
[0008]GOOSE報文和SMV報文是基于二層傳輸，一般采用多播的方式傳播。報文發送快速穩定。除了這兩種之外，還有MMS報文。
[0009]MMS(Manufacturing Message Specificat1n)是由國際標準化組織 ISO制定的一套用于開發和維護工業自動化系統的國際標準報文規范。MMS規范了工業領域具有通信能力的智能傳感器、智能電子設備、智能控制設備的通信行為，使出自不同廠商的設備之間具有互操作性，使系統集成變得簡單、方便。IEC61850標準吸收并應用制造報文規范MMS，通過對真實設備及其功能進行建模的方法，實現網絡環境下計算機應用程序或智能電子設備IED (Intelligent Electronic Device)之間數據和監控信息的實時交換。MMS廣泛用于遙控設備，設備自身狀態及采集到的非電氣量信息。
[0010]隨著數字化/智能化變電站的逐漸推廣和應用，IEC61850通訊被廣泛應用于變電站自動化系統中。系統中裝置交互方式發生改變，裝置之間的關聯通過網絡化的報文交換來建立，而非通過過去的繁雜但清晰的物理連線來建立。這一方面簡化了系統接線，增加了系統的整體可靠性，但另一方面給變電站的調測帶來了新的挑戰。
[0011]與數字化/智能化系統相比，傳統交互方式是通過電纜將需要相互通信的裝置連接在一起，用電氣模擬信號傳遞信息；裝置的關聯可以通過現場電纜連接情況清楚地知道。數字化之后，裝置交互方式是通過光纖網絡將所有裝置連接在一起，用上述三種報文傳遞信息；所有相互通信或不通信的裝置都連接在網絡中，裝置的邏輯關聯關系無法從物理連線清楚地知道。
[0012]而數字化/智能化系統中裝置的邏輯關聯關系，通過變電站配置語言(SCL)模型描述，記錄在變電站配置描述(SCD)文件中。但是，目前很難校驗整個系統中的裝置是否按照SCD中配置的關聯相互通信，裝置通信過程和步驟也不清楚。以數字化/智能化變電站中廣泛使用的用于系統保護的智能電子裝置為例，一般的保護測試儀傾向于和被測裝置建立一對一的互連，缺乏整個系統配置信息，無法對系統整體響應進行記錄及檢驗。難以對保護進行高效測試，無法分析智能變電站中各裝置間的聯動交互過程。
[0013]實時數字仿真技術(RTDS)在電力系統中的應用是發展的相對成熟的數字運算技術。但仿真的主要目標是一次系統對各種電氣條件的響應。對智能變電站而言，一個完備的系統，是由一、二次結合和配合產生的。基于此，需要對傳統的基于RTDS的仿真系統進行改造，使其成為兼容數字仿真及真實物理IED設備的一個混合仿真環境，從而允許仿真系統可以模擬各種一次電氣條件并觀察在這些條件下物理IED設備的響應，用來對系統的必要保護設置、保護邏輯做準確判斷。
[0014]但仿真系統本身尤其是混合了物理IED的仿真系統，因無法全面記錄所涉及的全部二次設備的響應，只具備有限的數據分析能力。為做到對整個系統內的響應有全景式的了解，通常還需要輔以各式包括故障錄波儀在內的記錄分析儀器，使整個系統的配置、配合顯得過于繁雜，增加了對結果了解分析的難度。
[0015]以往的針對IEC61850變電站自動化系統的網絡通信記錄分析系統，只能根據對系統配置的解讀，來簡單的、孤立的判斷報文的格式是否符合配置，無法對代表著被測系統業務邏輯的報文間相互關系進行快速分析。同時以往的系統及方法缺乏對智能裝置接口的仿真能力，從而十分影響測試、分析效率及結果。
【實用新型內容】
[0016]本實用新型的目的是提供一種智能變電站報文仿真測試與關聯分析系統，能對被測系統業務邏輯的報文間相互關系進行快速分析，且測試、分析效率大大提高。
[0017]本實用新型采用下述技術方案:
[0018]一種智能變電站報文仿真測試與關聯分析系統，
[0019]包括用于將變電站一次系統的配置信息送入通信網絡的用戶操作界面；
[0020]用于產生變電站一次系統的電氣條件的數字物理混合仿真系統；
[0021]用于和數字物理混合仿真系統進行信息交互的待測物理智能裝置；
[0022]用于捕獲數字物理混合仿真系統及智能物理裝置的各交互信息，并根據變電站一次系統的配置，對接收到的交互信息進行實時分析、上報分析結果的信息記錄及分析系統；
[0023]所述的用戶操作界面、待測物理智能裝置、信息記錄及分析系統和數字物理混合仿真系統分別通過物理接口連接到通信網絡。
[0024]所述的數字物理混合仿真系統由變電站一次數值計算模塊、智能控制器仿真模塊、數字信號合并單元模塊、報文模擬模塊和人機界面模塊組成；變電站一次數值計算模塊的輸出端連接智能控制器仿真模塊的輸入端，智能控制器仿真模塊的輸出端連接數字信號合并單元模塊的輸入端，數字信號合并單元模塊的輸出端連接報文模擬模塊的輸入端，報文模擬模塊的輸出端連接人機界面模塊的輸入端。
[0025]所述信息記錄及分析系統包括記錄模塊和分析模塊，記錄模塊的輸入端通過通信網絡與分析模塊連接。
[0026]所述的待測物理智能裝置為符合IEC61850標準的廣泛應用于智能化/數字化變電站的IED裝置，如繼電保護裝置或測量控制裝置或安全穩定控制裝置。
[0027]本實用新型提供一種智能變電站報文仿真測試與關聯分析系統，具有模擬仿真產生特定調測用例的觸發報文或事件，自動全面地攝取系統響應報文，并與預先錄制的針