一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通訊中樞模塊，錄波解析模塊，線路保護(hù)邏輯模塊，人機(jī)交互模塊，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊，通過解析SCL信息模型實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)線路保護(hù)裝置的MMS通信服務(wù)的模擬；所述錄波解析模塊，通過解析線路保護(hù)錄波文件獲取錄波中包含的各側(cè)電氣量與開入量作為輸入數(shù)據(jù)，通過接口傳輸至線路保護(hù)邏輯模塊進(jìn)行運(yùn)算；所述線路保護(hù)邏輯模塊，將線路保護(hù)邏輯模塊化，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)邏輯的模擬；所述人機(jī)交互模塊，通過提供與數(shù)據(jù)通訊中樞建模一致的模型接口實(shí)現(xiàn)對(duì)于虛擬線路保護(hù)裝置的保護(hù)配置和參數(shù)設(shè)置。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路保護(hù)裝置的仿真測(cè)試等功能，解決了搭建環(huán)境的難題，提高了開發(fā)人員和測(cè)試人員的工作效率。
【專利說明】一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟件系統(tǒng)，具體涉及一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前在線路保護(hù)裝置邏輯開發(fā)的過程中或在對(duì)線路保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行問題進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，對(duì)線路保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯或線路保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)的通訊進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證過程中，需要搭建物理的電子設(shè)備和線路保護(hù)裝置，搭建這個(gè)測(cè)試環(huán)境的過程需要耗費(fèi)大量的資源且變更不方便，影響開發(fā)人員和測(cè)試人員的工作效率。目前還沒有一種方法能夠在計(jì)算機(jī)上對(duì)線路保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯和通信功能進(jìn)行完全模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上對(duì)線路保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯和通信功能進(jìn)行完全模擬，簡(jiǎn)化測(cè)試環(huán)境搭建的工作，同時(shí)提高開發(fā)人員和測(cè)試人員的工作效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通訊中樞模塊，錄波解析模塊，線路保護(hù)邏輯模塊，人機(jī)交互模塊，所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)傳遞交互，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊作為聯(lián)絡(luò)中心與各個(gè)模塊接口。
[0005]根據(jù)上述技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊通過解析SCL信息模型文件進(jìn)行層次化建模，完全模擬物理線路保護(hù)裝置管理板的功能，同時(shí)在數(shù)據(jù)交互底層以IEC 61850規(guī)范數(shù)據(jù)屬性描述構(gòu)建與保護(hù)邏輯模塊的接口；
[0006]根據(jù)上述技術(shù)方案，所述錄波解析模塊解析后構(gòu)建的時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，將從錄波文件解析出來的數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存入時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體使數(shù)據(jù)通訊中樞模塊接收后能直接識(shí)別為虛擬線路裝置對(duì)應(yīng)的各側(cè)電氣量和開入量數(shù)據(jù)；
[0007]根據(jù)上述技術(shù)方案，所述線路保護(hù)邏輯模塊，保護(hù)邏輯通過統(tǒng)一輸入輸出接口模塊化，線路保護(hù)邏輯模塊包括線路差動(dòng)保護(hù)、阻抗保護(hù)與過流保護(hù)3個(gè)子模塊，線路保護(hù)邏輯模塊接收數(shù)據(jù)通訊中樞模塊傳輸?shù)倪b測(cè)量和電氣量進(jìn)行計(jì)算和邏輯判斷是否滿足線路保護(hù)動(dòng)作告警條件。
[0008]根據(jù)上述技術(shù)方案，所述人機(jī)交互模塊的數(shù)據(jù)傳輸和模型構(gòu)建，在載入SCL信息模型文件時(shí)，人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊分別解析同一個(gè)SCL信息模型文件，兩側(cè)構(gòu)建相同的IEC 61850層次結(jié)構(gòu)模型，人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊之間通過傳輸數(shù)據(jù)屬性描述作為查找索引，調(diào)用數(shù)據(jù)通訊中樞模塊對(duì)應(yīng)對(duì)象的讀寫命令獲取和更改虛擬保護(hù)裝置的四遙信息、定值和參數(shù)配置。
[0009]根據(jù)上述技術(shù)方案，所述所述所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)交互過程為:
[0010]人機(jī)交互模塊選擇需要載入的錄波文件，解析錄波文件得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至?xí)r序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體中傳遞給數(shù)據(jù)通訊中樞模塊；
[0011]數(shù)據(jù)通訊中樞模塊將獲取的數(shù)據(jù)以遙測(cè)遙信值的方式顯示和傳遞從錄波解析模塊獲得工況電氣量數(shù)據(jù)；
[0012]線路保護(hù)邏輯模塊以數(shù)據(jù)通訊中樞模塊得到的工況電氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)設(shè)定的保護(hù)配置和定值參數(shù)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)送線路保護(hù)動(dòng)作/告警信息至數(shù)據(jù)通訊中樞模塊；
[0013]數(shù)據(jù)通訊中樞模塊接收線路保護(hù)動(dòng)作/告警后，將信息傳遞至人機(jī)交互界面顯示動(dòng)作/告警信息，同時(shí)通過MMS形式向與智能變電站線路保護(hù)仿真系統(tǒng)相連的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動(dòng)作/告警消息。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果是，能夠通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)線路保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯和運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬和仿真，完全模擬物理線路保護(hù)裝置的運(yùn)行和保護(hù)邏輯，可用于對(duì)線路保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯驗(yàn)證以及對(duì)于線路保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)通信功能的測(cè)試，能夠?qū)€路保護(hù)裝置的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行快速構(gòu)建，給開發(fā)人員和測(cè)試人員極大的便利；以錄波數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)源，保證了實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)的正確和有效性，能更好地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行模擬，確保了測(cè)試和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；保護(hù)邏輯模塊與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊提供規(guī)范的接口，方便保護(hù)開發(fā)人員進(jìn)行保護(hù)邏輯的開發(fā)修改和驗(yàn)證，極大程度簡(jiǎn)化了測(cè)試環(huán)境搭建的工作，提高開發(fā)人員和測(cè)試人員的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的線路保護(hù)裝置仿真測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為線路保護(hù)邏輯子模塊組成結(jié)構(gòu)及輸入輸出示意圖；
[0017]在圖中，101、數(shù)據(jù)通訊中樞模塊；102、錄波解析模塊；103、線路保護(hù)邏輯模塊；104、人機(jī)交互模塊；105、監(jiān)控系統(tǒng)；201、差動(dòng)保護(hù)模塊；202、過流保護(hù)模塊；203、阻抗保護(hù)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步進(jìn)行闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0019]如圖1-2所示，一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101，錄波解析模塊102，線路保護(hù)邏輯模塊103，人機(jī)交互模塊104，所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)傳遞交互，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101作為聯(lián)絡(luò)中心與各個(gè)模塊接口 ；所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101通過解析SCL信息模型文件進(jìn)行層次化建模，完全模擬物理線路保護(hù)裝置管理板的功能，同時(shí)在數(shù)據(jù)交互底層以IEC61850規(guī)范數(shù)據(jù)屬性描述構(gòu)建與線路保護(hù)邏輯模塊103的接口 ；所述錄波解析模塊102解析后構(gòu)建的時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，將從錄波文件解析出來的數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存入時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體使數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101接收后能直接識(shí)別為虛擬線路裝置對(duì)應(yīng)的各側(cè)電氣量和開入量數(shù)據(jù)；所述線路保護(hù)邏輯模塊103，保護(hù)邏輯通過統(tǒng)一輸入輸出接口模塊化，線路保護(hù)邏輯模塊103包括線路差動(dòng)保護(hù)模塊201、過流保護(hù)模塊202與阻抗保護(hù)模塊203，線路保護(hù)邏輯模塊103接收數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101傳輸?shù)倪b測(cè)量和電氣量進(jìn)行計(jì)算和邏輯判斷是否滿足線路保護(hù)動(dòng)作告警條件；所述人機(jī)交互模塊104的數(shù)據(jù)傳輸和模型構(gòu)建，在載入SCL信息模型文件時(shí)，人機(jī)交互模塊104與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101分別解析同一個(gè)SCL信息模型文件，兩側(cè)構(gòu)建相同的IEC61850層次結(jié)構(gòu)模型，人機(jī)交互模塊104與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101之間通過傳輸數(shù)據(jù)屬性描述作為查找索引，調(diào)用數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101對(duì)應(yīng)對(duì)象的讀寫命令獲取和更改虛擬保護(hù)裝置的四遙信息、定值和參數(shù)配置；所述所述所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)交互過程為:
[0020]人機(jī)交互模塊104選擇需要載入的錄波文件，解析錄波文件102得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至?xí)r序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體中傳遞給數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101 ；
[0021]數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101將獲取的數(shù)據(jù)以遙測(cè)遙信值的方式顯示和傳遞從錄波解析模塊102獲得工況電氣量數(shù)據(jù)；
[0022]線路保護(hù)邏輯模塊103以數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101得到的工況電氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)設(shè)定的保護(hù)配置和定值參數(shù)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)送線路保護(hù)動(dòng)作/告警信息至數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101 ;
[0023]數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101接收線路保護(hù)動(dòng)作/告警后，將信息傳遞至人機(jī)交互界面顯示動(dòng)作/告警信息，同時(shí)通過MMS形式向與智能變電站線路保護(hù)仿真系統(tǒng)相連的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動(dòng)作/告警消息。
[0024]其中，數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101用于通過解析SCL(變電站配置描述語言)信息模型實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)保護(hù)裝置的MMS (制造報(bào)文規(guī)范)通信服務(wù)的模擬；
[0025]錄波解析模塊102用于解析線路保護(hù)錄波文件以得到能夠反映實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)作為虛擬保護(hù)裝置的輸入數(shù)據(jù)源；
[0026]線路保護(hù)邏輯模塊103主要由差動(dòng)保護(hù)模塊201、過流保護(hù)模塊202和阻抗保護(hù)模塊203構(gòu)成。差動(dòng)保護(hù) 模塊201主要通過輸電線路本對(duì)側(cè)電流向量值計(jì)算得到的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的判斷線路是否出現(xiàn)故障；過流保護(hù)模塊202主要通過檢測(cè)線路零序電流值是否出現(xiàn)故障；阻抗保護(hù)模塊203中的距離保護(hù)邏輯根據(jù)虛擬線路保護(hù)裝置接收的電壓和電流測(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，同時(shí)根據(jù)線路全長(zhǎng)計(jì)算故障點(diǎn)距離。加載線路保護(hù)邏輯模塊103后，通過人機(jī)交互模塊104對(duì)線路保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)的定值參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以錄波解析模塊102解析輸出的數(shù)據(jù)作為輸入進(jìn)行邏輯判別，并將線路保護(hù)動(dòng)作/告警信息反饋至人機(jī)交互模塊104，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)通訊中樞模塊101將信息以MMS(制造報(bào)文規(guī)范)的形式上送至監(jiān)控系統(tǒng)。
[0027]以下舉例對(duì)各個(gè)子模塊的基本原理進(jìn)行闡述:
[0028]I)線路差動(dòng)保護(hù)原理:
+4 > hzl
[0029]I,..,..\^m + 4 > 0-6 X -1n(1-1)
[0030]式中:Idzl為“比率差動(dòng)門檻值”;動(dòng)作量/m、/?.為經(jīng)電容電流補(bǔ)償后的被保護(hù)線
路兩側(cè)的電流量。
[0031]2)零序過流保護(hù)原理；
[0032]零序電流計(jì)算公式為:
[0033]3/ο-λ+λ + λ(1-2)
[0034]式中，ia，/；,,又分別為A，B，C三相相電流向量。[0035]零序過流保護(hù)動(dòng)作條件:
【權(quán)利要求】
1.一種模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)通訊中樞模塊，錄波解析模塊，線路保護(hù)邏輯模塊，人機(jī)交互模塊，所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)傳遞交互，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊作為聯(lián)絡(luò)中心與各個(gè)模塊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)通訊中樞模塊通過解析SCL信息模型文件進(jìn)行層次化建模，完全模擬物理線路保護(hù)裝置管理板的功能，同時(shí)在數(shù)據(jù)交互底層以IEC 61850規(guī)范數(shù)據(jù)屬性描述構(gòu)建與保護(hù)邏輯模塊的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，所述錄波解析模塊解析后構(gòu)建的時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，將從錄波文件解析出來的數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存入時(shí)序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體使數(shù)據(jù)通訊中樞模塊接收后能直接識(shí)別為虛擬線路裝置對(duì)應(yīng)的各側(cè)電氣量和開入量數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，所述線路保護(hù)邏輯模塊，保護(hù)邏輯通過統(tǒng)一輸入輸出接口模塊化，線路保護(hù)邏輯模塊包括線路差動(dòng)保護(hù)、阻抗保護(hù)與過流保護(hù)3個(gè)子模塊，線路保護(hù)邏輯模塊接收數(shù)據(jù)通訊中樞模塊傳輸?shù)倪b測(cè)量和電氣量進(jìn)行計(jì)算和邏輯判斷是否滿足線路保護(hù)動(dòng)作告警條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊的數(shù)據(jù)傳輸和模型構(gòu)建，在載入SCL信息模型文件時(shí),人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊分別解析同一個(gè)SCL信息模型文件,兩側(cè)構(gòu)建相同的IEC 61850層次結(jié)構(gòu)模型,人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)通訊中樞模塊之間通過傳輸數(shù)據(jù)屬性描述作為查找索引，調(diào)用數(shù)據(jù)通訊中樞模塊對(duì)應(yīng)對(duì)象的讀寫命令獲取和更改虛擬保護(hù)裝置的四遙信息、定值和參數(shù)配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬仿真線路保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)，其特征在于，所述所述軟件系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)傳遞交互過程為: 人機(jī)交互模塊選擇需要載入的錄波文件，解析錄波文件得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至?xí)r序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體中傳遞給數(shù)據(jù)通訊中樞模塊； 數(shù)據(jù)通訊中樞模塊將獲取的數(shù)據(jù)以遙測(cè)遙信值的方式顯示和傳遞從錄波解析模塊獲得工況電氣量數(shù)據(jù)； 線路保護(hù)邏輯模塊以數(shù)據(jù)通訊中樞模塊得到的工況電氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)設(shè)定的保護(hù)配置和定值參數(shù)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)送線路保護(hù)動(dòng)作/告警信息至數(shù)據(jù)通訊中樞模塊； 數(shù)據(jù)通訊中樞模塊接收線路保護(hù)動(dòng)作/告警后，將信息傳遞至人機(jī)交互界面顯示動(dòng)作/告警信息，同時(shí)通過MMS形式向與智能變電站線路保護(hù)仿真系統(tǒng)相連的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動(dòng)作/告警消息。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK103995729SQ201410187058
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】陳波, 李鵬, 董旭柱, 段衛(wèi)國, 郭曉斌, 許愛東, 習(xí)偉, 陳浩敏, 李響, 蔣屹新, 陳華軍 申請(qǐng)人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司