[发明专利]智能变电站压力测试装置及方法有效

专利信息
申请号: 201310230726.X 申请日: 2013-06-09
公开(公告)号: CN103312037A 公开(公告)日: 2013-09-18
发明(设计)人: 王志华;于同伟;黄旭;邓星星;张武阳;于永良;金世鑫;冯柳 申请(专利权)人: 国家电网公司;辽宁省电力有限公司电力科学研究院;武汉凯默电气有限公司
主分类号: H02J13/00 分类号: H02J13/00;H04L12/26;H04L29/06
代理公司: 辽宁沈阳国兴专利代理有限公司 21100 代理人: 何学军
地址: 100031 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 智能 变电站 压力 测试 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种智能变电站压力测试装置及方法,属于智能变电站技术领域。

背景技术

智能变电站具有一次设备智能化、二次设备网络化的特点。二次设备系统中电压、电流由合并单元输出,为满足IEC61850规约的光数字报文,经光纤传输给保护、测控、计量、录波、网络记录等IED装置;保护跳、合闸信号、断路器位置信号、控制信号以GOOSE报文经光纤传输给相应的IED装置。网络在智能变电站中具有重要的作用,目前,部分智能变电站过程层采用SV、GOOSE、IEEE1588对时信号三网合一的方式,所有信号均通过网络上传输,部分智能变电站过程层采用保护直采直跳方式,测控、计量、网络记录等采用组网的方式,部分智能变电站采用SV、GOOSE分开组网的方式,但都体现了二次设备网络化的特点。二次设备网络化使得智能变电站具有信息共享,支持更多高级应用的可能,但如何保证二次设备网络的安全、稳定运行,如何全面测试网络的性能,还没有一个成熟的方案,也缺乏相应的测试设备。

与传统变电站相比,智能化变电站中的通信网络在结构、功能、性能和重要性等方面存在较大差异。例如在过程层采用以太网的智能化站中,GOOSE 网络实际上相当于传统变电站中保护测控装置的跳合闸回路,一旦网络出现问题同时系统又发生故障,就有可能出现保护动作但跳闸报文无法及时传输,从而导致断路器无法及时跳开的情况。在智能变电站中,二次设备网络的地位已经上升到和继电保护及安全自动装置同样的高度,需要像对保护、测控等IED装置检验一样对通信网络开展测试工作。目前,智能变电站网络性能测试设备大多集中于交换机一般指标性能的测试,如吞吐率、时延、丢包率等指标,且多为进口设备,价格昂贵,所发送的测试报文为一般IP报文,缺乏IEC61850体系的测试环境,不能真正发现智能变电站网络系统可能存在的安全隐患。

发明内容

针对目前现有技术中存在的智能变电站网络测试技术问题,本发明提供了一种智能变电站压力测试装置及方法。本发明可实现智能变电站网络系统压力测试,也可实现单装置压力测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

智能变电站压力测试装置,包括顺次连接的上位机、CPU系统、FPGA及以太网物理层电路;具体是:

上位机,与CPU系统通过电以太网通信接口相连,实现人机接口和网络压力测试设置及过程控制;

CPU系统,连接上位机与FPGA,通过PCIE总线和控制总线与FPGA相连,控制多个压力测试接口的数据发送与接收;

FPGA,大规模可编程逻辑器件,通过PCIE总线和本地控制总线与CPU系统相连,通过MII发送模块、MII接收模块与以太网物理层电路PHY芯片相连,实现以太网压力测试接口的数据发送与接收,以及报文过滤与分析;

以太网物理层电路,通过PHY芯片与FPGA相连,通过以太网接口模块与被测设备实现物理连接。

所述FPGA内部逻辑功能包括PCIE接口模块、控制模块、发送存储RAM、MII发送模块、接收存储RAM、MII接收模块,进一步地:

所述PCIE接口模块,实现CPU系统与FPGA的数据连接;

所述控制模块,用于控制PCIE接口模块发送各种长度PCIE数据读包请求;控制PCIE接口将接收的数据发送给CPU系统;控制MII发送模块的发送模式,控制MII接收模块的报文过滤和特定APPID的SV、GOOSE报文的丢帧统计、延时计算;

所述发送存储RAM,连接PCIE接口模块和MII发送模块,用于存储发送的一般背景流量报文、SV采样值报文或GOOSE报文;

所述接收存储RAM,连接PCIE接口模块和MII接收模块,用于存储接收的一般背景流量报文、SV采样值报文、GOOSE报文或MMS报文;

所述MII发送模块,连接控制模块、发送存储RAM和以太网物理层电路PHY芯片,根据控制模块的指令将存储在发送存储RAM中的一般背景流量报文、SV采样值报文、GOOSE报文采用MII接口时序发送到PHY芯片;

所述MII接收模块,连接控制模块、接收存储RAM和以太网物理层电路PHY芯片,接收PHY芯片的MII时序数据,将一般背景流量报文、SV采样值报文、GOOSE报文或者MMS报文分离存储至接收存储RAM,并根据过滤规则对特定APPID的报文进行丢帧统计,延时计算。

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