一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法

摘要

本发明涉及一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法，与现有技术相比解决了动模试验过程中无法做到数据回放的缺陷。本发明包括以下步骤：生成新文件；配置文件；生成序列；计算发送时间；计算占用链路时间；计算实际发送时间；生成文件；回放文件。本发明将以电力系统标准COMTRADE文件保存的动模试验录波数据，转换成包含满足DL/T？860.92标准的SV帧、满足DL/T？860.8标准GOOSE帧的pcap文件，并通过网络测试仪回放上述pcap文件，实现过程层与间隔层仿真测试。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护测试技术领域，具体来说是一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法。

背景技术

动模试验是指在等比例缩小的与实际系统等值的纯物理模型系统即动模试验系统上开展的试验研究，动模试验系统包含发电机、变压器、输电线线路、线路开关、电流电压互感器、智能二次设备及控制系统，并且直接与实际电力系统并网连接，在建立的模型系统上模拟实际电力系统的各种运行工况及故障。通过电流互感器、电压互感器及MU采集系统电流电压信号，可用于对智能变电站智能二次设备（IED）的功能和性能进行验证和考核。动模试验对试验设备和试验场地的要求较高，试验周期长、投入人力和经费较大，目前国内具备动模试验能力的试验室较少，资源紧缺。在动模试验过程中每次以录波方式记录大量的试验数据，记录了试验过程中的电压、电流、开关量信息。如果能将动模试验的录波数据以波形回放形式充分利用，即实现数据的回放，则可实现对二次设备的研发检验及验证作用。特别是在过程层和间隔层之间，研发出一个在动模试验中的数据回放方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中动模试验过程中无法做到数据回放的缺陷，提供一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法，包括以下步骤：

生成新文件，根据智能变电站二次设备对采样率的要求，采用插值算法将原始COMTRADE文件中的模拟量的采样频率转换为智能变电站二次设备需要的采样频率，生成新的COMTRADE转换文件；

配置文件，根据智能变电站二次设备中输入SV控制块的配置将COMTRADE转换文件中的模拟量通道与SV通道关联；根据智能变电站二次设备的输入GOOSE控制块的配置将COMTRADE转换文件中开关量通道与GOOSE通道关联；

生成序列，对智能变电站二次设备的每一个输入SV控制块，生成满足DL/T860.92标准的SV帧序列，并计算每一个SV帧的理想发送时间；

计算发送时间，对智能变电站二次设备的每一个GOOSE控制块，根据开关量通道与GOOSE通道的关联关系、开关量的变化，按照GOOSE发送机制，生成GOOSE帧序列，并计算每一个GOOSE帧的理想发送时间；

计算占用链路时间，对每一个SV帧或GOOSE帧，计算其占用链路时间；

计算实际发送时间，对智能变电站二次设备的每一个光网口要输入的SV帧、GOOSE帧均进行排序，计算其实际发送时间；

生成文件，根据已排序的SV帧、GOOSE帧及其实际发送时间，生成pcap文件；

回放文件，利用网络测试仪对pcap文件进行回放。

所述的计算实际发送时间包括以下步骤：

设置变量t，令t=0；

将SV帧、GOOSE帧均标记为未排序；

在未排序SV帧、GOOSE帧中找到理想发送时间最小的一帧，将该帧标记为已排序；若有理想发送时间相同的两帧，则任选一帧标记为已排序，并将其理想发送时间赋值给变量t；

比较其他未排序SV帧、GOOSE帧的理想发送时间与t的大小，若该帧的理想发送时间小于t，则设置该帧的实际发送时间为t，并令t的值等于t的当前值加上该帧占用链路时间；

若该帧的理想发送时间大于或等于t，则设置该帧的实际发送时间为该帧的理想发送时间，并令t的值等于该帧的实际发送时间加上该帧占用链路时间。

有益效果

本发明的一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法，与现有技术相比将以电力系统标准COMTRADE文件保存的动模试验录波数据，转换成包含满足DL/T860.92标准的SV帧、满足DL/T860.8标准GOOSE帧的pcap文件，并通过网络测试仪回放上述pcap文件，实现过程层与间隔层仿真测试。本发明仅需网络测试仪，不受使用地点试验资源的限制，利用现有动模试验数据实现动模试验验证效果，即可完成IED的仿真测试，试验成本大为降低。

本发明将动模试验的录波数据以波形回放形式充分利用，不需要复杂、庞大的动模试验环境即可完成IED的仿真测试；将以COMTRADE文件存储的动模试验数据转换成通用的pcap文件，仅需网络测试仪，不受使用地点试验资源的限制，试验成本大为降低；解决了由COMTRADE文件中的并发数据到pcap文件中的串行数据的转换的问题。

附图说明

图1为本发明的顺序流程图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，本发明所述的一种用于动模试验的智能变电站过程层与间隔层通讯数据回放方法，包括以下步骤：

第一步，生成新文件。根据智能变电站二次设备对采样率的要求，采用插值算法将原始COMTRADE文件中的模拟量的采样频率转换为智能变电站二次设备需要的采样频率，生成新的COMTRADE转换文件。新的COMTRADE转换文件同样为COMTRADE文件，用于在数据回放过程中基础数据信息的提供。

第二步，配置文件。根据智能变电站二次设备中输入SV控制块的配置将COMTRADE转换文件中的模拟量通道与SV通道关联。根据智能变电站二次设备的输入GOOSE控制块的配置将COMTRADE转换文件中开关量通道与GOOSE通道关联。

GOOSE（GenericObject-OrientedSubstationEvent）是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现在多个智能变电站二次设备(IED)之间的信息传递，包括传输跳合闸、联闭锁等多种信号（命令），具有高传输成功概率。SV(SampledValue)即采样值，它基于发布／订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC8802-3帧之间的映射。

第三步，生成序列。对智能变电站二次设备的每一个输入SV控制块，生成满足DL/T860.92标准的SV帧序列，并计算每一个SV帧的理想发送时间，SV帧的理想发送时间用于配合实际发送时间的计算。

第四步，计算发送时间。对智能变电站二次设备的每一个GOOSE控制块，根据开关量通道与GOOSE通道的关联关系、开关量的变化，按照GOOSE发送机制，生成GOOSE帧序列，并计算每一个GOOSE帧的理想发送时间，同样，计算GOOSE帧的理想发送时间也是用于配合实际发送时间的计算。

第五步，计算占用链路时间，对每一个SV帧或GOOSE帧，计算其占用链路时间，计算占用链路时间的目的也是为了配合实际发送时间的计算。

第六步，计算实际发送时间，对智能变电站二次设备的每一个光网口要输入的SV帧、GOOSE帧均进行排序，计算其实际发送时间。其具体包括以下步骤：

（1）设置变量t，令t=0。

（2）将SV帧、GOOSE帧均标记为未排序状态。

（3）在未排序SV帧、GOOSE帧中找到理想发送时间最小的一帧，将该帧标记为已排序；若有理想发送时间相同的两帧，则任选一帧标记为已排序，并将其理想发送时间赋值给变量t。

（4）比较其他所有未排序SV帧、GOOSE帧的理想发送时间与t的大小，若该帧的理想发送时间小于t，则设置该帧的实际发送时间为t，并令t的值等于t的当前值加上该帧占用链路时间。

若该帧的理想发送时间大于或等于t，则设置该帧的实际发送时间为该帧的理想发送时间，并令t的值等于该帧的实际发送时间加上该帧占用链路时间。

对所有的未排序SV帧、GOOSE帧都进行以上计算对比过程，直到对所有SV帧、GOOSE帧完成排序。

第七步，生成文件。根据已排序的SV帧、GOOSE帧及其实际发送时间，生成pcap文件，此pcap文件则包含满足DL/T860.92标准的SV帧、满足DL/T860.8标准GOOSE帧。

第八步，回放文件。利用网络测试仪对pcap文件进行回放，使用网络测试仪的pcap文件回放功能，对生成的pcap文件进行回放，以实现过程层与间隔层数据（故障）的回放。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。