本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種虛實(shí)結(jié)合的智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著新一代智能變電站的推廣建設(shè)，變電站智能化水平不斷提高，其中，通信網(wǎng)絡(luò)是變電站內(nèi)各個子系統(tǒng)及設(shè)備之間聯(lián)系的橋梁,其性能極大影響到電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。目前對變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)仿真應(yīng)用技術(shù)較少，尤其是在新一代變電站改擴(kuò)建過程中，缺少一種虛實(shí)結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，能夠?qū)F(xiàn)有真實(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)與預(yù)改擴(kuò)建虛擬通訊節(jié)點(diǎn)相結(jié)合，仿真驗(yàn)證改擴(kuò)建后通訊網(wǎng)絡(luò)性能。因此，智能變電站通訊網(wǎng)絡(luò)仿真相關(guān)技術(shù)手段亟待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種虛實(shí)結(jié)合的智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真方法及系統(tǒng)，本發(fā)明能夠與變電站真實(shí)設(shè)備或子系統(tǒng)相對接，形成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，通過PC端仿真虛擬網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)流量、吞吐、模擬風(fēng)暴等，驗(yàn)證該閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)性能。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種虛實(shí)結(jié)合的智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：導(dǎo)入智能變電站SCD文件，選擇需要模擬的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并建立虛擬網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)；

步驟S2：安裝真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入硬件模塊及驅(qū)動軟件，選擇所使用的硬件模塊辦卡；

步驟S3：選擇交換機(jī)進(jìn)行VLAN配置；

步驟S4：啟動網(wǎng)絡(luò)仿真，模擬數(shù)據(jù)的吞吐；

步驟S5：進(jìn)行壓力測試，驗(yàn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)承受能力；

步驟S6：進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴仿真，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能；

步驟S7：將步驟S6得到的仿真結(jié)果生成仿真報告，顯示網(wǎng)絡(luò)是否存在風(fēng)險。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的吞吐數(shù)據(jù)格式及內(nèi)容的生成模式包括根據(jù)SCD文件自動生成與手動配置生成。

本發(fā)明還提供一種基于上文所述方法的系統(tǒng)，包括IEC61850通訊模塊、真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)仿真模塊、同步時鐘模塊。

進(jìn)一步地，所述IEC61850通訊模塊用以建立IEC61850通訊模型、提供協(xié)議模塊標(biāo)準(zhǔn)接口、定義輸入輸出接口及數(shù)據(jù)模型，并將各個協(xié)議形成插件，通過動態(tài)添加插件的方式添加各個協(xié)議模塊。

進(jìn)一步地，所述真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入模塊為實(shí)現(xiàn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的中間對接模塊，所述真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入模塊內(nèi)的PC端配備千兆網(wǎng)卡，用以承載真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)仿真模塊根據(jù)變電站SCD文件動態(tài)建模，模擬變電站的二次設(shè)備及交換機(jī)，即每一個二次設(shè)備或交換機(jī)為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)仿真模塊實(shí)現(xiàn)每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送接收、對每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置、設(shè)置節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)吞吐量及數(shù)據(jù)的內(nèi)容；所述二次設(shè)備包括智能終端、保護(hù)裝置、合并單元、測控裝置。

進(jìn)一步地，所述同步時鐘模塊模擬建立變電站同步時鐘系統(tǒng)，支持IEE1588及GPS同步報文格式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明建設(shè)新一代智能變電站虛實(shí)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)，可應(yīng)用于變電站新建前，全站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行仿真模擬，驗(yàn)證全站通信配置正確性、性能及穩(wěn)定性，有效的提前預(yù)估站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信配置潛在風(fēng)險隱患，為網(wǎng)絡(luò)性能驗(yàn)證提供一個高效的檢測手段。同時，本發(fā)明可應(yīng)用于新一代智能變電站在改擴(kuò)建前的網(wǎng)絡(luò)性能評估，系統(tǒng)可將預(yù)改擴(kuò)建設(shè)備模擬為虛擬節(jié)點(diǎn)，仿真數(shù)據(jù)吞吐，配置數(shù)據(jù)格式，并接入現(xiàn)有的真實(shí)變電站網(wǎng)絡(luò)，與其形成閉環(huán)仿真，建立真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的交互聯(lián)系。同樣，可驗(yàn)證預(yù)改擴(kuò)建設(shè)備在接入現(xiàn)有變電站網(wǎng)絡(luò)后存在的風(fēng)險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的流程原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供了一種虛實(shí)結(jié)合的智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真方法及系統(tǒng)。本實(shí)施例通過PC解析變電站工程配置文件（SCD），分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及模型，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)，與變電站真實(shí)設(shè)備或子系統(tǒng)相對接，形成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，通過PC端仿真虛擬網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)流量、吞吐、模擬風(fēng)暴等，驗(yàn)證該閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)性能。本發(fā)明可應(yīng)用于新一代智能變電站在改擴(kuò)建前，預(yù)先對改擴(kuò)建后的變電站通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真校驗(yàn)，或者應(yīng)用于變電站各個子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障查錯。

本實(shí)施例包括包括IEC61850通訊模塊、真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)仿真模塊、同步時鐘模塊。

在本實(shí)施例中，所述IEC61850通訊模塊是指建立IEC61850通訊模型，提供協(xié)議模塊標(biāo)準(zhǔn)接口，定義輸入輸出接口及數(shù)據(jù)模型，各個協(xié)議形成插件，通過動態(tài)添加插件的方式添加各個協(xié)議模塊，支持SV/GOOSE/MMS等IEC61850報文協(xié)議，可模擬實(shí)現(xiàn)報文接收發(fā)送，其中SV報文支持4K、12.8K的采樣率，GOOSE報文支持5S心跳包，且可配置。

在本實(shí)施例中，所述真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入模塊是指實(shí)現(xiàn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的中間對接模塊，為了實(shí)現(xiàn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)的無縫鏈接，本模塊需為PC端擴(kuò)展千兆網(wǎng)卡，才能夠承載真實(shí)網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互。其中該模塊需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)及大數(shù)據(jù)的并發(fā)承受性能。

在本實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點(diǎn)仿真模塊，需根據(jù)變電站配置文件（SCD）動態(tài)建模，模擬新一代變電站的二次設(shè)備（二次設(shè)備包含智能終端、保護(hù)裝置、合并單元、測控裝置）及交換機(jī)，即每一個二次設(shè)備或交換機(jī)為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送接收，如智能終端發(fā)送接收GOOSE報文、保護(hù)裝置接收SV報文、保護(hù)裝置接收發(fā)送MMS報文、合并單元發(fā)送SV、測控裝置接收發(fā)送GOOSE。該模塊可對每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，設(shè)置節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)吞吐量，及數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

在本實(shí)施例中，所述同步時鐘模塊，即模擬建立新一代智能變電站同步時鐘系統(tǒng)，支持IEE1588及GPS同步報文格式。

較佳的，在本實(shí)施例中，虛實(shí)結(jié)合的新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)工作流程，包括以下步驟：

步驟一，導(dǎo)入智能變電站SCD文件，選擇需要模擬的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，此時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的吞吐數(shù)據(jù)格式及內(nèi)容可根據(jù)SCD自動生成，也可手動配置；

步驟二，安裝真實(shí)網(wǎng)絡(luò)接入硬件模塊及驅(qū)動軟件，系統(tǒng)選擇所使用的硬件模塊辦卡；

步驟三，選擇交換機(jī)進(jìn)行VLAN配置；

步驟四，啟動網(wǎng)絡(luò)仿真，模擬數(shù)據(jù)的吞吐；

步驟五，進(jìn)行壓力測試，驗(yàn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)承受能力；

步驟六，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴仿真，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能；

步驟七，仿真完畢，自動生成仿真報告，顯示網(wǎng)絡(luò)存在風(fēng)險。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。