專利名稱：基于iec61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
目前保護(hù)裝置的測(cè)試面臨的問題包括I.針對(duì)基于純硬件的繼電保護(hù)裝置的測(cè)試，全基于實(shí)際的保護(hù)裝置，然后接上相關(guān)信號(hào)進(jìn)行模擬，例如保護(hù)測(cè)試儀等裝置。這種方式由于采用真實(shí)的保護(hù)，真實(shí)度最高，構(gòu)成容易，但造價(jià)昂貴，同時(shí)靈活性差，只能針對(duì)某些保護(hù)型號(hào)。2.針對(duì)基于純軟件的虛擬保護(hù)裝置的測(cè)試目前面臨一個(gè)信號(hào)源的問題，已有的技 術(shù)手段中有使用故障錄波數(shù)據(jù)、仿真軟件的仿真數(shù)據(jù)或自行開發(fā)的故障暫態(tài)計(jì)算程序的數(shù)據(jù)作為虛擬信號(hào)源的實(shí)現(xiàn)方法，但數(shù)據(jù)的真實(shí)性無法保證。3.目前的虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和開發(fā)還處于非常初級(jí)階段，基本采用程序設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單保護(hù)功能的演示，不能真正仿真實(shí)際保護(hù)功能，真正的虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)及測(cè)試方法的研究和開發(fā)目前還處于空白狀態(tài)。4.智能變電站技術(shù)的發(fā)展，迫切需要提供一種基于智能變電站通信技術(shù)的虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，目前，該方面的研究還處于完全空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，包括以下步驟步驟I :虛擬保護(hù)以保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文作為故障
信號(hào)源；步驟2 :虛擬保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)抓取數(shù)據(jù)包，并根據(jù)所在電腦的MAC地址過濾該數(shù)據(jù)包是否是發(fā)給自己的，對(duì)發(fā)給自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出電壓電流及開入量信息，存入緩存；步驟3:虛擬保護(hù)根據(jù)虛擬端子排與保護(hù)測(cè)試儀端子的連接映射確定讀取IEC61850-9-2采樣值報(bào)文中哪些通道的電壓電流瞬時(shí)值，即提取緩存中數(shù)據(jù)的方法；步驟4:提取出的電壓電流瞬時(shí)值自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的判據(jù)計(jì)算程序，給出動(dòng)作元件的動(dòng)作結(jié)果；步驟5 :判據(jù)計(jì)算程序的動(dòng)作結(jié)果和提取出的GOOSE開入量信息自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的邏輯判斷程序入口，觸發(fā)邏輯判斷；步驟6 :虛擬保護(hù)根據(jù)邏輯判斷結(jié)果，將開出量編輯為標(biāo)準(zhǔn)GOOSE格式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，由保護(hù)測(cè)試儀過濾接收后計(jì)算出跳閘時(shí)間，做出狀態(tài)改變，實(shí)現(xiàn)虛擬保護(hù)同保護(hù)測(cè)試儀的實(shí)時(shí)配合。
所述的步驟I的具體步驟如下I)保護(hù)測(cè)試儀根據(jù)虛擬保護(hù)的實(shí)際情況配置IEC61850-9-2采樣值報(bào)文的通道數(shù)目與順序；2)保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，確定測(cè)試方法，同時(shí)數(shù)據(jù)采集卡由服務(wù)器暫時(shí)與保護(hù)測(cè)試儀臨時(shí)綁定，用數(shù)據(jù)采集卡來自主發(fā)生、接收信號(hào)；3)保護(hù)測(cè)試儀向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)與測(cè)試方法，并接收測(cè)試結(jié)果，此通訊通過Socket端口，TCP/IP協(xié)議完成，并且由DSP程序?qū)㈦妷弘娏鞯挠行е底優(yōu)樗矔r(shí)值；4)保護(hù)測(cè)試儀就實(shí)時(shí)地、持續(xù)地經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送包含電壓電流瞬時(shí)值的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文與GOOSE格式開出量的數(shù)據(jù)包，把這些數(shù)據(jù)發(fā)給虛擬保護(hù)，并等待虛擬保護(hù)接收； 5)每個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于保護(hù)采樣周期的兩倍；所述的步驟3的具體步驟如下I)虛擬保護(hù)的虛擬端子排和保護(hù)測(cè)試儀端子都以圖元為單位表現(xiàn)；2)通過端子圖元之間連線完成兩個(gè)圖元的拓?fù)溥B接；3)根據(jù)拓?fù)溥B接關(guān)系生成端子連接映射表；4)虛擬保護(hù)根據(jù)連接映射表到數(shù)據(jù)緩存中選取指定變量；所述的步驟4的具體步驟如下I)判據(jù)計(jì)算程序根據(jù)其判據(jù)原理的不同有不同的程序入口，入口采用變量形式；2)動(dòng)作結(jié)果保存為布爾型變量；所述的步驟5的具體步驟如下I)邏輯判斷程序的入口分兩部分，一部分是判據(jù)計(jì)算程序輸出的布爾型變量；一部分是從保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸出的GOOSE的開出量，由GOOSE報(bào)文中的布爾值直接賦值；2)邏輯判斷程序可在圖形模式下通過邏輯圖元的連接，自動(dòng)生成一個(gè)可以運(yùn)行的邏輯函數(shù)；3)邏輯判斷程序運(yùn)行的結(jié)果保存為布爾型變量；本發(fā)明的有益效果I.采用保護(hù)測(cè)試儀作為虛擬保護(hù)的故障信號(hào)源，保證測(cè)試過程的真實(shí)度與準(zhǔn)確性；2.通過網(wǎng)絡(luò)接收保護(hù)測(cè)試儀的測(cè)試數(shù)據(jù)，使多個(gè)配有本虛擬保護(hù)的仿真系統(tǒng)可以同時(shí)共享一個(gè)信號(hào)源，提高了測(cè)試效率，降低了測(cè)試成本；3.基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，與智能變電站的發(fā)展趨勢(shì)接軌，方便未來測(cè)試系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)；4.虛擬端子排和保護(hù)測(cè)試儀端子的連接實(shí)現(xiàn)了真實(shí)保護(hù)裝置測(cè)試的接線過程；5.虛擬保護(hù)將邏輯判斷的結(jié)果發(fā)布為GOOSE報(bào)文返回保護(hù)測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)了虛擬保護(hù)同保護(hù)測(cè)試儀的實(shí)時(shí)配合。


圖I為虛擬保護(hù)測(cè)試過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示，以IEC61850通訊協(xié)議為例，具體介紹為本發(fā)明提供的通信體系虛擬保護(hù)測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)流程步驟如下步驟I :虛擬保護(hù)以保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)布的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文作為故障信號(hào)源；I)保護(hù)測(cè)試儀根據(jù)虛擬保護(hù)的實(shí)際情況配置IEC61850-9-2采樣值報(bào)文的通道數(shù)目與順序； 2)保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，確定測(cè)試方法，同時(shí)數(shù)據(jù)采集卡由服務(wù)器暫時(shí)與保護(hù)測(cè)試儀臨時(shí)綁定，用數(shù)據(jù)采集卡來自主發(fā)生、接收信號(hào)；3)保護(hù)測(cè)試儀向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)與測(cè)試方法，并接收測(cè)試結(jié)果，此通訊通過Socket端口，TCP/IP協(xié)議完成，并且由DSP程序?qū)㈦妷弘娏鞯挠行е底優(yōu)樗矔r(shí)值；4)保護(hù)測(cè)試儀就實(shí)時(shí)地、持續(xù)地經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送包含電壓電流瞬時(shí)值的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文與GOOSE格式開出量的數(shù)據(jù)包，把這些數(shù)據(jù)發(fā)給虛擬保護(hù)，并等待虛擬保護(hù)接收；5)每個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于保護(hù)采樣周期的兩倍；步驟2 :虛擬保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)抓取數(shù)據(jù)包，并根據(jù)所在電腦的MAC地址過濾該數(shù)據(jù)包是否是發(fā)給自己的，對(duì)發(fā)給自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出電壓電流及開入量信息，存入緩存；步驟3:虛擬保護(hù)根據(jù)虛擬端子排與保護(hù)測(cè)試儀端子的連接映射確定讀取IEC61850-9-2采樣值報(bào)文哪些通道的電壓電流瞬時(shí)值，即提取緩存中數(shù)據(jù)的方法；I)虛擬保護(hù)的虛擬端子排和保護(hù)測(cè)試儀端子都以圖元為單位表現(xiàn)；2)通過端子圖元之間連線完成兩個(gè)圖元的拓?fù)溥B接；3)根據(jù)拓?fù)溥B接關(guān)系生成端子連接映射表；4)虛擬保護(hù)根據(jù)連接映射表到數(shù)據(jù)緩存中選取指定變量；步驟4:提取出的電壓電流瞬時(shí)值自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的判據(jù)計(jì)算程序，給出動(dòng)作元件的動(dòng)作結(jié)果；I)判據(jù)計(jì)算程序根據(jù)其判據(jù)原理的不同有不同的程序入口，入口采用變量形式；2)動(dòng)作結(jié)果保存為布爾型變量；步驟5 :判據(jù)計(jì)算程序的動(dòng)作結(jié)果和提取出的GOOSE開入量信息自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的邏輯判斷程序入口，觸發(fā)邏輯判斷；I)邏輯判斷程序的入口分兩部分，一部分是判據(jù)計(jì)算程序輸出的布爾型變量；一部分是從保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸出的GOOSE的開出量，由GOOSE報(bào)文中的布爾值直接賦值；2)邏輯判斷程序可在圖形模式下通過邏輯圖元的連接，自動(dòng)生成一個(gè)可以運(yùn)行的邏輯函數(shù)；3)邏輯判斷程序運(yùn)行的結(jié)果保存為布爾型變量；步驟6 :虛擬保護(hù)根據(jù)邏輯判斷結(jié)果，將開出量編輯為標(biāo)準(zhǔn)GOOSE格式經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡上，由保護(hù)測(cè)試儀過濾接收后計(jì)算出跳閘時(shí)間等結(jié)果，進(jìn)行狀態(tài)改變， 實(shí)現(xiàn)虛擬保護(hù)同保護(hù)測(cè)試儀的實(shí)時(shí)配合。
權(quán)利要求
1.基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I :虛擬保護(hù)以保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文作為故障信號(hào)源； 步驟2 :虛擬保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)抓取數(shù)據(jù)包，并根據(jù)所在電腦的MAC地址過濾該數(shù)據(jù)包是否是發(fā)給自己的，對(duì)發(fā)給自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出電壓電流及開入量信息，存入緩存； 步驟3:虛擬保護(hù)根據(jù)虛擬端子排與保護(hù)測(cè)試儀端子的連接映射確定讀取IEC61850-9-2采樣值報(bào)文中哪些通道的電壓電流瞬時(shí)值，即提取緩存中數(shù)據(jù)的方法； 步驟4 :提取出的電壓電流瞬時(shí)值自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的判據(jù)計(jì)算程序，給出動(dòng)作元件的動(dòng)作結(jié)果； 步驟5 :判據(jù)計(jì)算程序的動(dòng)作結(jié)果和提取出的GOOSE開入量信息自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的邏輯判斷程序入口，觸發(fā)邏輯判斷； 步驟6 :虛擬保護(hù)根據(jù)邏輯判斷結(jié)果，將開出量編輯為標(biāo)準(zhǔn)GOOSE格式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，由保護(hù)測(cè)試儀過濾接收后計(jì)算出跳閘時(shí)間，做出狀態(tài)改變，實(shí)現(xiàn)虛擬保護(hù)同保護(hù)測(cè)試儀的實(shí)時(shí)配合。
2.如權(quán)利要求I所述的基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟I的具體步驟如下 1)保護(hù)測(cè)試儀根據(jù)虛擬保護(hù)的實(shí)際情況配置IEC61850-9-2采樣值報(bào)文的通道數(shù)目與順序； 2)保護(hù)測(cè)試儀做出參數(shù)設(shè)置，確定測(cè)試方法，同時(shí)數(shù)據(jù)采集卡由服務(wù)器暫時(shí)與保護(hù)測(cè)試儀臨時(shí)綁定，用數(shù)據(jù)采集卡來自主發(fā)生、接收信號(hào)； 3)保護(hù)測(cè)試儀向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)與測(cè)試方法，并接收測(cè)試結(jié)果，此通訊通過Socket端口，TCP/IP協(xié)議完成，并且由DSP程序?qū)㈦妷弘娏鞯挠行е底優(yōu)樗矔r(shí)值； 4)保護(hù)測(cè)試儀就實(shí)時(shí)地、持續(xù)地經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送包含電壓電流瞬時(shí)值的IEC61850-9-2采樣值報(bào)文與GOOSE格式開出量的數(shù)據(jù)包，把這些數(shù)據(jù)發(fā)給虛擬保護(hù)，并等待虛擬保護(hù)接收； 5)每個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于保護(hù)采樣周期的兩倍。
3.如權(quán)利要求I所述的基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟3的具體步驟如下 1)虛擬保護(hù)的虛擬端子排和保護(hù)測(cè)試儀端子都以圖元為單位表現(xiàn)； 2)通過端子圖元之間連線完成兩個(gè)圖元的拓?fù)溥B接； 3)根據(jù)拓?fù)溥B接關(guān)系生成端子連接映射表； 4)虛擬保護(hù)根據(jù)連接映射表到數(shù)據(jù)緩存中選取指定變量。
4.如權(quán)利要求I所述的基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟4的具體步驟如下 1)判據(jù)計(jì)算程序根據(jù)其判據(jù)原理的不同有不同的程序入口，入口采用變量形式； 2)動(dòng)作結(jié)果保存為布爾型變量。
5.如權(quán)利要求I所述的基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，其特征在于所述的步驟5的具體步驟如下.1)邏輯判斷程序的入口分兩部分，一部分是判據(jù)計(jì)算程序輸出的布爾型變量；一部分是從保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸出的GOOSE的開出量，由GOOSE報(bào)文中的布爾值直接賦值； .2)邏輯判斷程序可在圖形模式下通過邏輯圖元的連接，自動(dòng)生成一個(gè)可以運(yùn)行的邏輯函數(shù)； .3)邏輯判斷程序運(yùn)行的結(jié)果保存為布爾型變量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于IEC61850通信體系虛擬保護(hù)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，包括以下步驟:步驟1虛擬保護(hù)以保護(hù)測(cè)試儀經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的采樣值報(bào)文作為故障信號(hào)源；步驟2虛擬保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)抓取數(shù)據(jù)包，步驟3虛擬保護(hù)根據(jù)虛擬端子排與保護(hù)測(cè)試儀端子的連接映射確定讀取9-2報(bào)文中哪些通道的電壓電流瞬時(shí)值；步驟4提取出的電壓電流數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的判據(jù)計(jì)算程序；步驟5判據(jù)計(jì)算程序的動(dòng)作結(jié)果和提取出的GOOSE開入量信息自動(dòng)進(jìn)入虛擬保護(hù)的邏輯判斷程序入口，觸發(fā)邏輯判斷；步驟6虛擬保護(hù)根據(jù)邏輯判斷結(jié)果。有益效果采用保護(hù)測(cè)試儀作為虛擬保護(hù)的故障信號(hào)源，保證測(cè)試過程的真實(shí)度與準(zhǔn)確性，降低了測(cè)試成本。
文檔編號(hào)H04L12/26GK102821006SQ20121027595
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者王濤, 韓冬, 林桂華, 何登森, 崔梅英, 王玉瑩, 董海濤 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院