数字化变电站培训仿真系统过程层仿真

摘要

数字化变电站建设正在如火如荼的进行之中，面对着数字化的运行方式，高智能的二次设备，全新的配置方针，以及与以往变电站完全不同的通讯体系，变电站工作人员通常会感到无所适从。而随着电网规模的日益扩大，电力负荷的日益复杂，电力系统的安全运行对数字化变电站的智能设备，以及工作人员提出了越来越高的要求。因此，数字化变电站培训仿真系统受到了电力培训部门的高度重视。
　　 本文提到的数字化变电站培训仿真系统建立在数字.物理混合型仿真变电站基础上，采用传统变电站培训仿真系统的一次系统仿真模块与真实的间隔层智能设备。针对原有一次系统仿真模块与真实设备之间无法连接的问题，本文设计了用于数字化变电站培训仿真系统的过程层设备一合并单元与智能终端，来仿真过程层网络。
　　 采用Altera公司的EP3C80F484C8芯片作为仿真用过程层设备的微处理器，W5100作为百兆以太网控制器，并提出了间接总线的访问技术用于微处理器与其外设的数据交换。以QuartusⅡ为软件平台，verilog硬件描述语言为编程语言，在分析了IEC61850标准中过程层网络接口的基础上，设计开发了适用于数字变化变电站培训仿真系统的，用于一次系统仿真模块与间隔层二次设备对接的过程层设备。通过网络测试仪以对设备的性能进行了测试，测试结果表明：W5100以太网卡、微处理器的内部逻辑以及间接总线访问技术能够满足数字化变电站过程层网络的实时性要求。过程层设备支持教员机的动态配置，进行实时参数修改与故障设置。
　　 智能电子设备以变电站描述语言的作为其配置文件，以MMS报文对信息模型的参数进行设置和修改。为了保证设备的通用性与可移植性，本文提出了一种采用嵌入式系统设计SCL解析器的实现方案，采用Altera公司芯片的SPOC技术，以NIOS软核CPU作为微处理器，以SOPC Builder为软件开发平台，C++为编程语言，通过IP核技术与宏模块来设计SCL解析器与MMS报文编解码器，并存储信息模型。
　　 过程层的仿真解决了一次系统数字仿真与间隔层设备接口的转换，为数字-物理混合型数字化变电站培训仿真系统发展打下了坚实的基础。