[发明专利]一种智能变电站二次系统通用硬件仿真装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，具体涉及一种智能变电站二次系统通用硬件仿真装置及方法。

背景技术

二次装置随着嵌入式处理器的发展出现了日新月异的变化。自动化生产厂家也跟随着这种技术的发展推出了一代又一代二次装置。过去由于处理器的速度等各方面原因很多二次装置根据装置类型的不同而单独设计装置的软硬件。现在由于处理器集成度及性能的飞速发展，一种MCU完全可以满足大部分类型保护装置的设计需求。这就给设计一种新一代智能站二次装置通用硬件仿真平台提供了条件。基于模块化设计的平台则以新产品开发中尽量减少模块的重新设计并尽量少增加新的模块为出发点。各类型的二次装置在该通用平台中选出适合自己需求的模块即可完成该装置的开发。新一代智能站二次装置通用硬件仿真平台采用模块化的设计可以大大缩短每种装置的开发时间。如果由于跟随发展进行系统升级有些模块可以不用更改直接用于新的硬件平台中如开入、开出模块同时软件模块化设计后,有些功能模块也可以直接运用于新的系统中，这样大大缩短开发周期。

发明内容

本发明提供一种智能变电站二次系统通用硬件仿真装置及方法，根据新一代智能变电站二次设备的特点，建设全站集成联调仿真环境，包括新型设备的标准建模，以及新型设备的硬件及功能逻辑的仿真，利用SCD文件，实现二次设备配置文件的自动下装，实现涵盖保护装置、测控装置、智能终端、合并单元等二次设备的仿真，实现通用型硬件仿真装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能变电站通用硬件仿真装置，包括：内部总线、主控插件、过程层接口板、交流采样板，

所述主控插件用于完成交流电量的采集、计算、保护逻辑判断；

所述过程层接口板用于发送接收GOOSE、SV数据；

所述交流采样板包括交流采样回路、采样芯片，所述交流采样回路用于将输入电流电压模拟信号处理成采样芯片可直接处理的低电压信号，经采样芯片模数转换后送给主控插件以进行计算、保护逻辑判断。

进一步地，所述内部总线采用CPCI高速并行总线。

进一步地，所述主控插件采用双核异构处理器和第一FPGA构成的三核硬件。

进一步地，该仿真装置的逻辑单元电路由第一FPGA构成。

进一步地，所述交流采样板还包括第二FPGA，采样芯片采用位并行，由第二FPGA负责完成采样同步控制，并将读取的采样数据通过内部总线传输给主控插件。

进一步地，所述过程层接口板还包括第三FPGA，用于GOOSE、SV数据的解帧或打包发送，并通过内部总线和主控插件交互。

一种采用上述的智能变电站通用硬件仿真装置的仿真方法，包括：

步骤1：导入SCD文件，下载配置信息；

步骤2：设置仿真类型，所述仿真类型包括保护装置仿真、测控装置仿真、合并单元仿真；

步骤3：设置导入定值单、控制字，投退压板；

步骤4：采集故障SV/GOOSE波形数据并转换数据；

步骤5：通过保护算法和逻辑计算，上报MMS报文，输出GOOSE变位报文和保护出口信息。

与现有技术相比，本发明具有有益效果：

本发明利用不同类型的功能插件，可根据需要插入不同数量的板件，实现灵活扩展，满足变电站间隔层、过程层设备的硬件需求。

附图说明

图1是本发明一种智能变电站二次系统通用硬件仿真装置硬件原理图；

图2是本发明主控插件框架示意图；

图3是本发明交流采样板硬件原理图；

图4是本发明过程层接口板FPGA处理原理图；

图5是本发明通用硬件仿真装置的仿真功能流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

一种智能变电站通用硬件仿真装置，包括：内部总线、主控插件、过程层接口板、交流采样板，

主控插件用于完成交流电量的采集、计算、保护逻辑判断；

过程层接口板用于发送接收GOOSE、SV数据；

交流采样板包括交流采样回路、采样芯片，交流采样回路用于将输入电流电压模拟信号处理成采样芯片可直接处理的低电压信号，经采样芯片模数转换后送给主控插件以进行计算、保护逻辑判断。