本发明属于输变电技术领域，更为具体地讲，涉及一种智能变电站的仿真培训平台。
背景技术：
国内自2002年开始关注数字化变电站的工程技术。2008年提出智能变电站概念并大规模推进工程技术研究。2010年，国家电网公司将智能变电站作为变电站建设的主要形式，开始推广应用。在此期间，智能变电站技术研究及设计、制造、运维单位做了大量创造性工作，以2013年明确规定对过程层网络和站控层网络光纤通讯端口实施在线监测为节点，智能变电站在技术上实现了全站二次设备和二次系统的完整在线监测，我国的智能变电站技术由概念变为具有技术先进性的新型式变电站设计制造型式。
智能变电站以数字化方式通过光纤传递信息。与常规变电站比较，智能变电站的突出特点是信息量庞大。在智能变电站，所有光口都有光功率监视，重要的cpu板有温度监视，装置内部对重要环节设计有节点监视；此外，为体现装置的智能诊断能力，装置还设有对模拟量的诊断性监视、网络通信状态监视等。对一个中等规模的220kv变电站，全站监测量可能超过4万点；对于500kv变电站，监测量可能超过10万点。
海量信息一方面增加了对监测对象的可知范围，但是也增加了现场技术人员的维护的难度。变电站内业务功能均有多个设备联合完成，由于设备通过网络进行交互，因此一个业务功能往往伴随有上百条的信息报文伴随，并且此时网络上还有其他设备报文也同时存在，相关信息报文的过滤筛选也较为困难。当某项业务出现故障或者障碍时，现场负责维护或者运行的班组人员难以从海量技术报文中发现问题。传统站中可以用万用表、示波器所认知的技术问题现在缺少了必要的识别手段。现场班组人员急需能帮助他们进行业务培训并能辅助分析现场问题的新方法、新工具。
目前针对现场人员的培训，采用的是报文模拟的手段，这种方式将变电站现场当作“黑盒”处理，班组人员仅仅了解的是变电站运行的最外层现象，显然这是不够的。班组人员为了应对变电站长期运行中可能出现的各类故障、告警、保护与控制行为，必须对变电站运行的细节加以了解，并且可以通过某种技术手段辅助他们解决现场真实出现的问题，因此需要更加接近真实情况的仿真工具来对班组人员进行培训。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能变电站的仿真培训平台，同时考虑电网仿真和二次设备仿真，实现更接近真实情况的仿真，提高培训效果。
为实现上述发明目的，本发明智能变电站的仿真培训平台包括二次设备建模平台，电网仿真建模平台，二次系统仿真培训配置平台，实时仿真器，仿真培训控制平台，二次系统仿真培训平台，其中：
二次设备建模平台用于根据智能变电站的全站系统配置文件scd以及智能变电站中设备能力的配置文件icd，完成二次设备仿真模型的构建并发送给二次系统仿真培训配置平台；二次设备仿真模型包括功能模型和数据模型，功能模型负责实现设备功能并产生关联信号，数据模型支持信号名的开放性定义，支持信息传递功能；
电网仿真建模平台用于根据智能变电站的全站系统配置文件scd以及智能变电站中设备能力的配置文件icd，建立智能变电站关联电网的仿真模型，该电网仿真模型支持电源出力实时控制、负荷实时控制、开关实时控制、电网故障实时控制，支持开关操作障碍模拟；电网仿真建模平台接收二次系统仿真培训配置平台的操作、控制命令及继电保护控制命令，实现包含电网仿真-继电保护行为仿真-操作控制仿真的闭环仿真系统
二次系统仿真培训配置平台用于生成实例化仿真培训系统，具体过程为：基于scd文件调用二次设备仿真模型，基于电网仿真模型和scd文件确定的二次系统设备对象，根据操作人员设置参数实现一次设备与二次设备功能关联和信息关联，根据scd文件确定的二次设备功能关联和信息关联，构建仿真培训系统；将得到的仿真培训系统发送给实时仿真器；
实时仿真器采用fpga实现，用于实现智能变电站及关联电网运行现象仿真，为智能变电站二次系统提供工作环境，将仿真结果发送至二次系统仿真培训平台；
仿真培训控制平台供培训员设置培训科目和培训过程，发送至二次系统仿真培训平台；
二次系统仿真培训平台用于接收实时仿真器的仿真结果和仿真培训控制平台发送的培训科目和培训过程，对班组人员进行继电保护工作原理培训、检修班组作业培训、继电保护装置调试培训、继电保护行为分析培训和二次系统缺陷分析培训。
本发明智能变电站的班组培训仿真平台，包括用于二次设备仿真模型构建的二次设备建模平台、用于电网仿真模型构建的电网仿真建模平台、用于生成实例化仿真培训系统的二次系统仿真培训配置平台、用于实现智能变电站及关联电网运行现象仿真的实时仿真器、用于设置培训科目和培训过程的仿真培训控制平台以及用于人员培训的二次系统仿真培训平台。
本发明具有以下技术效果：
(1)同时考虑电网仿真和二次设备仿真，可实现真实电网从一次设备到二次设备的全过程仿真，可形象再现变电站中事件的源头和行为过程；
(2)在二次设备仿真时，包括设备、继电器、功能模块、功能元件等多层次细节仿真，可以完整再现二次设备从输入信号、内部逻辑行为到输出信号的全过程，彻底将设备的运行细节呈现给被培训人员；
(3)通过二次设备模型与现场scd、icd文件的结合，可组织变电站二次系统信息仿真，有效体现了现场行为与信息之间的关联关系，使得被培训人员可深刻理解现场信息的物理含义。
附图说明
图1是本发明智能变电站的仿真培训平台的一种具体实施方式结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
实施例
图1是本发明智能变电站的仿真培训平台的一种具体实施方式结构图。如图1所示，本发明智能变电站的仿真培训平台包括二次设备建模平台1，电网仿真建模平台2，二次系统仿真培训配置平台3，二次系统仿真培训平台4，实时仿真器5，仿真培训控制平台6，下面分别对每个组成部分进行详细说明：
●二次设备建模平台
二次设备建模平台1用于根据智能变电站的全站系统配置文件scd(substationconfigurationdescription)以及智能变电站中设备能力的配置文件icd(iedcapabilitydescription)，完成二次设备仿真模型的构建并发送给二次系统仿真培训配置平台3；二次设备仿真模型包括功能模型和数据模型，功能模型负责实现设备功能并产生关联信号，数据模型支持信号名的开放性定义，支持信息传递功能。也就是说，一个完整的二次设备模型包含功能模型和数据模型，根据仿真需要，某些数据模型可以独立存在。
本实施例配置4类模型，每类模型利用模型库实现模型分类管理和调用，4类模型分别为：
1)基本元件模型：基本元件模型是通过二次设备图形化建模编译、且是必须由人工干预才能生成fpga(field－programmablegatearray即现场可编程门阵列)写入语言的最小图元。
2)基本功能模型：基本功能模型由基本元件模型组合而成，是二次设备经常使用的功能单元，基本功能模型元件以图形化建模方式组成复杂二次设备。
3)继电器模型：继电器模型由基本元件模型和基本功能模型组合而成，独立实现保护继电器功能，每个继电器模型需包含功能模型和数据模型，功能模型负责实现保护继电器的功能特性并产生关联信号，数据模型支持信号名的开放性定义，支持信息传递功能。
4)二次设备模型：二次设备模型由基本元件模型、基本功能模型和继电器模型组合而成，独立实现继电保护装置等二次设备功能，每个二次设备模型也需要包含功能模型和数据模型，功能模型负责实现二次设备功能并产生关联信号，数据模型支持信号名的开放性定义，支持信息传递功能。
本实施例中，具体的数据模型包含下述类型：
1)二次设备整定值模型：用于在控制平台或客户端下装继电保护定值。
2)信息传递模型：用于实现二次设备间、二次设备与一次设备间功能信息的传递。
3)二次设备故障/告警模型：实现二次设备故障/告警信号发生器功能。
4)网络缺陷模拟器：用于在培训过程中模拟网络缺陷。
5)sv(sampledvalue，即采样值)信号缺陷模拟器：用于在培训过程中模拟sv信号缺陷。
6)模拟量缺陷识别元件：用于在培训过程中识别模拟量缺陷。
7)二次设备网络报文模拟器：实现单台二次设备网络报文的组织与实现。
8)全站二次系统网络报文配置管理模型：实现对全站二次设备网络报文的管理与协调发送。本实施例中报文类型包括：网络goose(genericobjectorientedsubstationevents，面向通用对象的变电站事件)报文；网络心跳报文；网络sv报文；网络mms(manufacturingmessagespecification，制造)报文。
二次系统仿真培训配置平台3需要对二次设备建模平台1中的数据模型进行调用与实例化配置，实现二次系统仿真。
●电网仿真建模平台
电网仿真建模平台2用于根据智能变电站的全站系统配置文件scd(substationconfigurationdescription)以及智能变电站中设备能力的配置文件icd(iedcapabilitydescription)，建立智能变电站关联电网的仿真模型，该电网仿真模型支持电源出力实时控制、负荷实时控制、开关实时控制、电网故障实时控制，支持开关操作障碍模拟；电网仿真建模平台2接收二次系统仿真培训配置平台3的操作、控制命令及继电保护控制命令，实现包含电网仿真-继电保护行为仿真-操作控制仿真的闭环仿真系统。
电网仿真模型包含：电网仿真元件库，需要支持库模型管理与调用；电网仿真拓扑图。
●二次系统仿真培训配置平台
二次系统仿真培训配置平台3用于生成实例化仿真培训系统，具体过程为：该平台基于scd文件调用二次设备仿真模型，基于电网仿真模型和scd文件确定的二次系统设备对象，根据操作人员设置参数实现一次设备与二次设备功能关联和信息关联，根据scd文件确定的二次设备功能关联和信息关联，构建仿真培训系统；将得到的仿真培训系统发送给实时仿真器4。
本实施例中，该平台的具体功能包括：
1)基于scd文件完成对二次设备仿真模型的搜索式调用与实例化配置。
2)调用电网仿真模型，根据scd文件检索二次设备与一次设备关联关系，生成基于检索的智能变电站二次系统配置关系展示，并形成“剩余二次设备”列表，“剩余二次设备”不进入实时仿真任务。
3)基于scd文件和操作人员设置参数，对智能变电站一次设备和选中的二次设备完成功能关联配置和信息关联配置。
4)根据二次设备与一次设备信息交互关系和控制关系，生成服务于信息传递的fpga任务和服务于开关控制的实时仿真任务。
5)根据scd文件实现二次设备行为信息关联，生成服务于二次设备交互控制的实时仿真任务和服务于二次设备信息传递的实时仿真任务。
6)建立二次设备故障/告警信息与二次设备的关联关系，生成服务于二次设备功能控制的实时仿真任务。
7)根据生成的服务于培训的开关控制任务，建立服务于开关控制的实时仿真任务。
8)根据继电保护装置定值变更任务，建立服务于继电保护定值变更的实时仿真任务。
9)基于单装置实时仿真器占用资源统计、服务于信息传递的实时仿真任务及实时仿真任务分配规则，生成智能变电站二次系统建模任务分配表，经确认后实施实时仿真任务分配。
10)完成智能变电站二次系统在实时仿真的实例化建模。
11)实现全站继电保护模型功能正确性的自动测试。
12)实现全站网络数据行为自动测试。
●实时仿真器
实时仿真器4采用fpga实现，用于实现智能变电站及关联电网运行现象仿真，为智能变电站二次系统提供工作环境，将仿真结果发送至二次系统仿真培训平台6。
本发明中，实时仿真器4采用fpga实现，可以达到模拟真实变电站行为时序的效果。通过实时仿真器运算，可观察到现场极难出现的复杂运行行为的过程和结果，有利于被培训人员对复杂故障现象的识别和处理。
●仿真培训控制平台
仿真培训控制平台5供培训员设置培训科目和培训过程，发送至二次系统仿真培训平台6。通过仿真培训控制平台5，可方便培训人员自组织事件业务，
可见，在本发明中，实时仿真器4实现包含电网和智能变电站二次系统实时仿真，智能变电站网络数据现象仿真由实时仿真器4和仿真培训控制平台5配合实现。通过实时仿真器4和仿真培训控制平台5，可以实现智能变电站关联电网、变电站二次系统实时仿真，对电网运行方式实时调整，实现电网故障行为、继电保护装置工作行为和网络数据现象仿真。
●二次系统仿真培训平台
二次系统仿真培训平台6用于接收实时仿真器4的仿真结果和仿真培训控制平台5发送的培训科目和培训过程，对班组人员进行继电保护工作原理培训、检修班组作业培训、继电保护装置调试培训、继电保护行为分析培训和二次系统缺陷分析培训。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。