一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，它包括背板、系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對(duì)時(shí)板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對(duì)時(shí)板分別接入HB硬件總線且通過(guò)HB硬件總線相連接；所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測(cè)裝置IED相連。本實(shí)用新型不僅優(yōu)化了平臺(tái)采用的設(shè)備數(shù)量，減少了平臺(tái)占用的空間，而且實(shí)現(xiàn)了仿真設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)測(cè)設(shè)備之間信息的無(wú)縫交互，便于大數(shù)據(jù)的快速處理，使各個(gè)設(shè)備之間的異步數(shù)據(jù)交換更加迅速穩(wěn)定，提高了工作效率。
【專利說(shuō)明】
一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的詳細(xì)發(fā)展歷程，包括早期的PC總線和ISA總線、PCI/AGP總線、PC1-X總線以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行總線。從PC總線到ISA、PCI總線，再由PCI進(jìn)入PCIExpress和HyperTransport體系，計(jì)算機(jī)在這三次大轉(zhuǎn)折中也完成三次飛躍式的提升。與這個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)，計(jì)算機(jī)的處理速度、實(shí)現(xiàn)的功能和軟件平臺(tái)都在進(jìn)行同樣的進(jìn)化，顯然，沒(méi)有總線技術(shù)的進(jìn)步作為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展就無(wú)從談起。
[0003]在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)功能部件都是通過(guò)系統(tǒng)總線交換數(shù)據(jù)，總線的速度對(duì)系統(tǒng)性能有著極大的影響。而也正因?yàn)槿绱耍偩€被譽(yù)為是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。但相比CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤(pán)等功能部件，總線技術(shù)的提升步伐要緩慢得多。
[0004]智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺(tái)之一，是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)需要調(diào)用大量的智能站模型和數(shù)據(jù)。如果智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)沒(méi)有備份，當(dāng)發(fā)生不可控的因素，數(shù)據(jù)丟失或者損壞，會(huì)給工作帶來(lái)很大的麻煩。所以冗余問(wèn)題是智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)必須要解決的問(wèn)題，但是，常規(guī)的調(diào)測(cè)平臺(tái)已不能滿足大量數(shù)據(jù)的快速處理分析需求。另外，當(dāng)總線板上的板卡有問(wèn)題需要更換一塊板卡時(shí)，總線不能識(shí)別所換板卡的完整性和互容性。需要了解板卡是否正常，只能人為的去檢測(cè)板卡的每一個(gè)功能是否正常和和其他板卡是否匹配，這就增加了工作量，因此，需要研究一種新型的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)來(lái)解決上述問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，能夠有效提升調(diào)測(cè)平臺(tái)的使用性能。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號(hào)線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對(duì)時(shí)板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時(shí)鐘等功能的系統(tǒng)板、用于對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對(duì)時(shí)板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對(duì)時(shí)板分別接入HB硬件總線且通過(guò)HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測(cè)裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過(guò)交換機(jī)與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。
[0008]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過(guò)PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對(duì)時(shí)板通過(guò)TIM接口與HB硬件總線相連接。
[0009]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。
[0010]所述交換機(jī)包括千兆交換機(jī)，所述千兆交換機(jī)包括2個(gè)千兆電接口和若干個(gè)千兆光接口，2個(gè)千兆電接口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個(gè)千兆光接口分別通過(guò)光纖與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。
[0011]所述仿真系統(tǒng)板通過(guò)內(nèi)部接口，采用管道pipe通信方式與仿真接口板相互通信。
[0012]仿真接口板為系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號(hào)為FZCK0521。
[0013]對(duì)時(shí)板為對(duì)時(shí)采集板卡，型號(hào)為WC0721。
[0014]除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便進(jìn)行安裝固定和拆卸。
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)采用HB硬件總線結(jié)構(gòu)將仿真設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)測(cè)設(shè)備進(jìn)行集中布置，并且系統(tǒng)板與仿真系統(tǒng)板之間通過(guò)千兆網(wǎng)口相互通信，不僅優(yōu)化了平臺(tái)采用的設(shè)備數(shù)量，減少了平臺(tái)占用的空間，而且實(shí)現(xiàn)了仿真設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)測(cè)設(shè)備之間信息的無(wú)縫交互，便于大數(shù)據(jù)的快速處理，使各個(gè)設(shè)備之間的異步數(shù)據(jù)交換更加迅速穩(wěn)定，提高了工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號(hào)線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對(duì)時(shí)板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時(shí)鐘等功能的系統(tǒng)板、用于仿真數(shù)據(jù)的處理，仿真數(shù)據(jù)的中央處理單元的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對(duì)時(shí)板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對(duì)時(shí)板分別接入HB硬件總線且通過(guò)HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測(cè)裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過(guò)交換機(jī)與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。
[0018]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過(guò)PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對(duì)時(shí)板通過(guò)TIM接口與HB硬件總線相連接。
[0019]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。
[0020]除母板以外，其它插件均采用后拔插方式，可以方便地進(jìn)行安裝固定和拆卸，機(jī)箱內(nèi)，各插件之間通過(guò)母板實(shí)現(xiàn)連接。本實(shí)用新型通過(guò)將所有板卡都插在設(shè)有總線的背板上，該背板是基于高速異步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換總線的分布式處理架構(gòu)，可以把變電站數(shù)據(jù)備份到接入HB硬件總線的備用板上，當(dāng)運(yùn)行板發(fā)生問(wèn)題，備用板可以自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，避免了由于數(shù)據(jù)丟失或者損壞給工作帶來(lái)很大的麻煩的出現(xiàn)。
[0021]背板(母板)各板卡插件通過(guò)母板實(shí)現(xiàn)連接，完成信息交換，采用的是在電力二次裝置通用板卡基礎(chǔ)上改進(jìn)的適用于平臺(tái)特制的板卡。系統(tǒng)板為以Motorola公司的32位CPU為核心，完成模數(shù)變換及計(jì)算、數(shù)值及邏輯運(yùn)算、控制輸出、通訊等功能。仿真系統(tǒng)板為x86 i7主板，主要用來(lái)仿真數(shù)據(jù)的處理。仿真接口板為系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號(hào)為FZCK0521。記錄分析板為PC1-E百兆四SFP端口板卡。對(duì)時(shí)板為公司基于母線板特制的對(duì)時(shí)采集板卡，型號(hào)為WC0721。
[0022]所述交換機(jī)包括千兆交換機(jī)，所述千兆交換機(jī)包括2個(gè)千兆電接口和若干個(gè)千兆光接口，2個(gè)千兆電接口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個(gè)千兆光接口分別通過(guò)光纖與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。
[0023]所述仿真系統(tǒng)板通過(guò)內(nèi)部接口 IPC( Inter-Process Communi cat 1n，進(jìn)程間通信)通信方式與仿真接口板相互通信。即采用管道(pipe)通信方式與仿真接口板相互通信。(管道(pipe):管道可用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間的通信，是一種半雙工的方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)，允許一個(gè)進(jìn)程和另一個(gè)與它有共同祖先的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。)
[0024]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過(guò)PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對(duì)時(shí)板通過(guò)TIM接口與HB硬件總線相連接。PCIEX接口為采用PCI Express的接口，是系統(tǒng)主控單元與TPI時(shí)標(biāo)接口單元之間的數(shù)據(jù)傳輸接口 C=TIM接口為系統(tǒng)時(shí)鐘和同步接口，對(duì)時(shí)板的時(shí)鐘單元通過(guò)該接口向系統(tǒng)內(nèi)部各單元提供系統(tǒng)時(shí)鐘和同步信號(hào)。系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為30.72MHz，系統(tǒng)同步采用自定義幀格式的數(shù)據(jù)突發(fā)的方式進(jìn)行傳輸，同步突發(fā)中包含80ms、T_FRAME、T_SL0T等同步信息，底層采用LVDS電平傳輸。
[0025]本實(shí)用新型可以通過(guò)硬件總線的邏輯記憶功能，對(duì)接入HB硬件總線的板卡每次插拔做記憶判斷和識(shí)別。HB硬件總線可以根據(jù)所插板卡的數(shù)據(jù)處理交換，做記憶，來(lái)判斷下次所插板卡是否正確，數(shù)據(jù)交換是否正常。因此，智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)可以記憶識(shí)別板卡功能和運(yùn)行狀態(tài)。只要一查插上其他板卡，就會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)記憶，直接判斷出板卡功能是否完整，與其他板卡是否兼容，實(shí)現(xiàn)了所換板卡的自動(dòng)識(shí)別功能。
[0026]以上所述只是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也被視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征在于:包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號(hào)線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對(duì)時(shí)板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時(shí)鐘功能的系統(tǒng)板、用于對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對(duì)時(shí)板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對(duì)時(shí)板分別接入HB硬件總線且通過(guò)HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測(cè)裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過(guò)交換機(jī)與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過(guò)PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對(duì)時(shí)板通過(guò)TIM接口與HB硬件總線相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是:所述交換機(jī)包括千兆交換機(jī)，所述千兆交換機(jī)包括2個(gè)千兆電接口和若干個(gè)千兆光接口，2個(gè)千兆電接口分別通過(guò)網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個(gè)千兆光接口分別通過(guò)光纖與電力監(jiān)測(cè)裝置IH)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，所述仿真系統(tǒng)板通過(guò)內(nèi)部接口，采用管道pipe通信方式與仿真接口板相互通信。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，仿真接口板為系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號(hào)為FZCK0521。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，對(duì)時(shí)板為對(duì)時(shí)采集板卡，型號(hào)為WC0721。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測(cè)平臺(tái)，其特征是，除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便進(jìn)行安裝固定和拆卸。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK205563134SQ201620370120
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】石光, 韓偉, 孔圣立, 吳春紅, 劉磊, 馬偉東, 時(shí)晨, 張峰, 喬利紅, 蔡得雨, 王懿, 魏文秀
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司