智能化变电站站控层goose通信仿真及故障诊断方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法。其特点是，包括如下步骤：(1)SCL文件解析：采用标准XML解析器读入变电站自动化系统SCL模型配置文件，解析其包含GOOSE配置的智能电子设备列表；(2)通信仿真初始化配置：初始化配置过程中，将GOOSE通信参数自动载入仿真载体，仿真载体自动根据XML数据嵌套关系建立仿真信息表。本发明通过XML语言解析构建GOOSE仿真机制，实现了变电站自动化系统GOOSE通信行为的在线仿真，为智能电网仿真实验室提供了一个直观可靠的仿真方法。
【专利说明】智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及国际标准《变电站通信网络和系统》（IEC61850)的面向通用对象的 变电站事件（GOOS巧在变电站自动化系统的应用领域，尤其是一种智能化变电站站控层 GOOSE通信仿真及故障诊断方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网规模不断的扩大，计算机、电力电子及通信技术的不断发展和变电站自 动化应用水平的逐步提升，变电站自动化系统已经向着数字化和智能化方向发展，变电站 功能日趋强大，其结构日趋复杂，该些对变电站自动化专业设备可用性、可靠性、稳定性、实 时性W及基础数据的质量要求越来越高，从而对变电站自动化设备的运行维护提出了更高 的安全要求和技术要求。
[0003] 面向通用对象的变电站事件GOOSE是IEC61850标准为解决变电站快速通信需求 而提出的一种快速报文机制。GOOSE报文经表示层后直接映射到链路层和物理层，并且采用 具有优先级和虚拟局域网VLAN标志（I邸E 802. 1曲的交换式W太网技术，保证了报文传输 的可靠性和实时性。
[0004] 随着智能电网的区域建设和智能变电站新技术的推广应用，IEC61850标准己被广 泛应用于智能电网变电站自动化系统中。在统一的GOOSE通信传输协议基础上，如何开展 有效的GOOSE通信仿真测试，如何在仿真实验室和工程测试平台对实际通讯工况下的各种 I邸的GOOSE通信行为进行验证，是亟待解决的技术问题。
[0005] 智能化变电站网络结构和通讯模式、传输方法相比传统变电站复杂很多，对技术 要求更高，使检修维护人员在短时间无法正确快速的获取通讯过程中规约报文的详细信 息，不宜于维护检修人员理清头绪，查明故障原因，同时也增加检修维护人员工作量和工作 难度。特别是变电站自动化系统突发事故的发生，其故障快速响应，故障类型的快速定位， 处理排查非常缓慢、困难。现有的缺陷及故障的处理方法还是人工试验的逐级、逐层进行排 查和处理，而该些方法对于智能化变电站来说已经根本无从下手，工作效率无法提升，缺乏 实用、方便、有效的方法解决当前故障处理及设备维护的迫切问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法， 能够大大简化调试验收及运行维护工作，降低调试和运维人员的工作强度，提高工作效率， 并且节约大量的测试用设备。
[0007] -种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法，其特别之处在于，包 括如下步骤：
[000引 （I)S化文件解析：
[0009] 采用标准XML解析器读入变电站自动化系统SCL模型配置文件，解析其包含GOOSE 配置的智能电子设备列表；
[0010] (2)通信仿真初始化配置：
[0011] 初始化配置过程中，将GOOSE通信参数自动载入仿真载体，仿真载体自动根据XML 数据嵌套关系建立仿真信息表，同时自动为仿真数据参数赋予缺省运行值；
[0012] (3)在线通信仿真实现故障诊断：
[0013] 从仿真信息表中选择需要参与仿真的数据对象，根据被仿真的智能电子设备的装 置特性，具体编辑仿真发送数据变化状态和运行值，同时配置仿真接收数据的监视运行值； 根据实际智能电子设备工程应用背景，配置GOOSE发送和接收数据的具体工程定义，同时 提供实时在线状态变化仿真模式，用于实时模拟智能电子设备配合人工置遥信产生变位的 过程。
[0014] 其中在线通信仿真包括GOOSE发送仿真和GOOSE接收仿真，所述的GOOSE发送仿 真基于S化模型配置文件中配置的GOOSE发送控制块关联的数据集中信号来进行，仿真前 需要选择作为发送方的智能电子设备的模型；所述的GOOSE接收仿真基于模型中配置的 GOOSE接收信号来进行，接收时需要判断GOOSE收发双方的关系，仿真前需要同时选择发送 方和对应接收方的智能电子设备的模型。
[0015] 实时状态变化仿真模式下的信号均包含了初始态和运行态该两个状态，对应于仿 真载体初始化过程状态和运行过程状态。
[0016] 实时状态仿真时，人工逐个修改运行态所关也的信号值，每修改一个信号就触发 GOOSE服务发送变位信号；状态序列仿真时，先确定需要多少个运行状态，设定每个状态的 信号值，设定每个状态的触发时间间隔，设定该些状态序列是否循环反复进行，然后才启动 GOOSE通信服务。
[0017] 本发明通过XML语言解析构建GOOSE仿真机制，实现了变电站自动化系统GOOSE 通信行为的在线仿真，为智能电网仿真实验室提供了一个直观可靠的仿真方法，为智能变 电站自动化系统建设提供了一种实用的测试方法，同时为IEC61850标准在电力系统中的 推广应用起了重要作用。
[0018] 本发明提出的方法能大大简化智能变电站调试验收及运行维护工作，降低调试和 运维人员的工作强度，提高工作效率，可节约大量的测试用设备，因而能产生很好的社会和 经济效益；1)能对自动化系统存在的缺陷和故障进行及时快速定位，缩短检修及故障排查 时间，降低工作强度，减小工作量。2)为新投运站智能站调试验收提供有效的仿真测试工 具，提高通讯通道调试效率，缩短调试验收的时间，保证整个项目工期。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法原理图。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1 :
[0021] W智能化变电站工程实际一台IlOkV I母母线测控装置为例，来说明本发明进行 仿真的及故障诊断实现过程。
[0022] 测控装置S化模型有关GOOSE配置文件如下，模型文件中包括两个智能电子设备， 一个是IlOkV I母母线测控装置，另一个是IlOkV I母母线智能终端装置。通过GOOSE通 信，IlOkV I母母线测控装置接收IlOkV I母母线智能终端装置发送的间刀、地刀状态信息， 同时IlOkV I母母线测控装置发送给IlOkV I母母线智能终端装置有关间刀控制允许信 号。
[0023] (I)S化文件解析：
[0024] 采用标准XML解析器读入"IlOkV I母母线测控装置"S化模型配置文件，解析获 得W下通信参数和数据参数，如表1和表2所示。
[002引表1通信参数表：
[0026]
【权利要求】
1. 一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法，其特征在于，包括如下 步骤： (1) SCL文件解析： 采用标准XML解析器读入变电站自动化系统SCL模型配置文件，解析其包含GOOSE配 置的智能电子设备列表； (2) 通信仿真初始化配置： 初始化配置过程中，将GOOSE通信参数自动载入仿真载体，仿真载体自动根据XML数据 嵌套关系建立仿真信息表，同时自动为仿真数据参数赋予缺省运行值； (3) 在线通信仿真实现故障诊断： 从仿真信息表中选择需要参与仿真的数据对象，根据被仿真的智能电子设备的装置特 性，具体编辑仿真发送数据变化状态和运行值，同时配置仿真接收数据的监视运行值；根 据实际智能电子设备工程应用背景，配置GOOSE发送和接收数据的具体工程定义，同时提 供实时在线状态变化仿真模式，用于实时模拟智能电子设备配合人工置遥信产生变位的过 程。
2. 如权利要求1所述的一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法，其 特征在于：其中在线通信仿真包括GOOSE发送仿真和GOOSE接收仿真，所述的GOOSE发送 仿真基于SCL模型配置文件中配置的GOOSE发送控制块关联的数据集中信号来进行，仿真 前需要选择作为发送方的智能电子设备的模型；所述的GOOSE接收仿真基于模型中配置的 GOOSE接收信号来进行，接收时需要判断GOOSE收发双方的关系，仿真前需要同时选择发送 方和对应接收方的智能电子设备的模型。
3. 如权利要求1所述的一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法，其 特征在于：实时状态变化仿真模式下的信号均包含了初始态和运行态这两个状态，对应于 仿真载体初始化过程状态和运行过程状态。
4. 如权利要求1所述的一种智能化变电站站控层GOOSE通信仿真及故障诊断方法，其 特征在于：实时状态仿真时，人工逐个修改运行态所关心的信号值，每修改一个信号就触发 GOOSE服务发送变位信号：状态序列仿真时，先确定需要多少个运行状态，设定每个状态的 信号值，设定每个状态的触发时间间隔，设定这些状态序列是否循环反复进行，然后才启动 GOOSE通信服务。
【文档编号】H04L12/26GK104363121SQ201410646220
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】王吉文, 王康, 梅杰, 田正山, 冯豆 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司亳州供电公司