一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，它包括背板、系统板、仿真系统板、仿真接口板、记录分析板和对时板，所述背板上设置有HB硬件总线，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板、记录分析板和对时板分别接入HB硬件总线且通过HB硬件总线相连接；所述的仿真接口板和记录分析板分别与电力监测装置IED相连。本实用新型不仅优化了平台采用的设备数量，减少了平台占用的空间，而且实现了仿真设备与系统调测设备之间信息的无缝交互，便于大数据的快速处理，使各个设备之间的异步数据交换更加迅速稳定，提高了工作效率。
【专利说明】
一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台。
【背景技术】
[0002]计算机系统总线的详细发展历程，包括早期的PC总线和ISA总线、PCI/AGP总线、PC1-X总线以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行总线。从PC总线到ISA、PCI总线，再由PCI进入PCIExpress和HyperTransport体系，计算机在这三次大转折中也完成三次飞跃式的提升。与这个过程相对应，计算机的处理速度、实现的功能和软件平台都在进行同样的进化，显然，没有总线技术的进步作为基础，计算机的快速发展就无从谈起。
[0003]在计算机系统中，各个功能部件都是通过系统总线交换数据，总线的速度对系统性能有着极大的影响。而也正因为如此，总线被誉为是计算机系统的神经中枢。但相比CPU、显卡、内存、硬盘等功能部件，总线技术的提升步伐要缓慢得多。
[0004]智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分。智能变电站二次系统调测平台需要调用大量的智能站模型和数据。如果智能变电站二次系统调测平台没有备份，当发生不可控的因素，数据丢失或者损坏，会给工作带来很大的麻烦。所以冗余问题是智能变电站二次系统调测平台必须要解决的问题，但是，常规的调测平台已不能满足大量数据的快速处理分析需求。另外，当总线板上的板卡有问题需要更换一块板卡时，总线不能识别所换板卡的完整性和互容性。需要了解板卡是否正常，只能人为的去检测板卡的每一个功能是否正常和和其他板卡是否匹配，这就增加了工作量，因此，需要研究一种新型的智能变电站二次系统调测平台来解决上述问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，能够有效提升调测平台的使用性能。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:
[0007]—种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，包括用于完成内部各板卡之间信号线互联和供电的功能的背板、用于完成数据存储、仿真、处理、设备内部数据交换以及对时板转发的各同步源合成系统同步时钟等功能的系统板、用于对仿真数据进行处理的仿真系统板、用于数据仿真的出口组件板卡的仿真接口板、用于采集数据的处理和转发的记录分析板和对时板，所述背板上设置有HB硬件总线，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板、记录分析板和对时板分别接入HB硬件总线且通过HB硬件总线相连接;所述的仿真接口板和记录分析板分别与电力监测装置IED相连;所述的仿真接口板和记录分析板通过交换机与电力监测装置IH)相连。
[0008]所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板分别通过PCIEX接口与HB硬件总线相连接，所述对时板通过TIM接口与HB硬件总线相连接。
[0009]所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板上均设置有千兆网口，所述系统板的千兆网口分别通过网线与仿真系统板、仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，所述仿真系统板的千兆网口通过网线与仿真接口板的千兆网口相连。
[0010]所述交换机包括千兆交换机，所述千兆交换机包括2个千兆电接口和若干个千兆光接口，2个千兆电接口分别通过网线与仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，若干个千兆光接口分别通过光纤与电力监测装置IH)相连。
[0011]所述仿真系统板通过内部接口，采用管道pipe通信方式与仿真接口板相互通信。
[0012]仿真接口板为系统平台开发的定值仿真数据出口板，型号为FZCK0521。
[0013]对时板为对时采集板卡，型号为WC0721。
[0014]除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便进行安装固定和拆卸。
[0015]本实用新型通过采用HB硬件总线结构将仿真设备和系统调测设备进行集中布置，并且系统板与仿真系统板之间通过千兆网口相互通信，不仅优化了平台采用的设备数量，减少了平台占用的空间，而且实现了仿真设备与系统调测设备之间信息的无缝交互，便于大数据的快速处理，使各个设备之间的异步数据交换更加迅速稳定，提高了工作效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本实用新型包括用于完成内部各板卡之间信号线互联和供电的功能的背板、用于完成数据存储、仿真、处理、设备内部数据交换以及对时板转发的各同步源合成系统同步时钟等功能的系统板、用于仿真数据的处理，仿真数据的中央处理单元的仿真系统板、用于数据仿真的出口组件板卡的仿真接口板、用于采集数据的处理和转发的记录分析板和对时板，所述背板上设置有HB硬件总线，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板、记录分析板和对时板分别接入HB硬件总线且通过HB硬件总线相连接;所述的仿真接口板和记录分析板分别与电力监测装置IED相连;所述的仿真接口板和记录分析板通过交换机与电力监测装置IH)相连。
[0018]所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板分别通过PCIEX接口与HB硬件总线相连接，所述对时板通过TIM接口与HB硬件总线相连接。
[0019]所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板上均设置有千兆网口，所述系统板的千兆网口分别通过网线与仿真系统板、仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，所述仿真系统板的千兆网口通过网线与仿真接口板的千兆网口相连。
[0020]除母板以外，其它插件均采用后拔插方式，可以方便地进行安装固定和拆卸，机箱内，各插件之间通过母板实现连接。本实用新型通过将所有板卡都插在设有总线的背板上，该背板是基于高速异步实时数据交换总线的分布式处理架构，可以把变电站数据备份到接入HB硬件总线的备用板上，当运行板发生问题，备用板可以自动启动运行，避免了由于数据丢失或者损坏给工作带来很大的麻烦的出现。
[0021]背板(母板)各板卡插件通过母板实现连接，完成信息交换，采用的是在电力二次装置通用板卡基础上改进的适用于平台特制的板卡。系统板为以Motorola公司的32位CPU为核心，完成模数变换及计算、数值及逻辑运算、控制输出、通讯等功能。仿真系统板为x86 i7主板，主要用来仿真数据的处理。仿真接口板为系统平台开发的定值仿真数据出口板，型号为FZCK0521。记录分析板为PC1-E百兆四SFP端口板卡。对时板为公司基于母线板特制的对时采集板卡，型号为WC0721。
[0022]所述交换机包括千兆交换机，所述千兆交换机包括2个千兆电接口和若干个千兆光接口，2个千兆电接口分别通过网线与仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，若干个千兆光接口分别通过光纤与电力监测装置IH)相连。
[0023]所述仿真系统板通过内部接口 IPC( Inter-Process Communi cat 1n，进程间通信)通信方式与仿真接口板相互通信。即采用管道(pipe)通信方式与仿真接口板相互通信。(管道(pipe):管道可用于具有亲缘关系的进程间的通信，是一种半双工的方式，数据只能单向流动，允许一个进程和另一个与它有共同祖先的进程之间进行通信。)
[0024]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。本实用新型所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板分别通过PCIEX接口与HB硬件总线相连接，所述对时板通过TIM接口与HB硬件总线相连接。PCIEX接口为采用PCI Express的接口，是系统主控单元与TPI时标接口单元之间的数据传输接口 C=TIM接口为系统时钟和同步接口，对时板的时钟单元通过该接口向系统内部各单元提供系统时钟和同步信号。系统时钟频率为30.72MHz，系统同步采用自定义帧格式的数据突发的方式进行传输，同步突发中包含80ms、T_FRAME、T_SL0T等同步信息，底层采用LVDS电平传输。
[0025]本实用新型可以通过硬件总线的逻辑记忆功能，对接入HB硬件总线的板卡每次插拔做记忆判断和识别。HB硬件总线可以根据所插板卡的数据处理交换，做记忆，来判断下次所插板卡是否正确，数据交换是否正常。因此，智能变电站二次系统调测平台可以记忆识别板卡功能和运行状态。只要一查插上其他板卡，就会根据数据记忆，直接判断出板卡功能是否完整，与其他板卡是否兼容，实现了所换板卡的自动识别功能。
[0026]以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征在于:包括用于完成内部各板卡之间信号线互联和供电的功能的背板、用于完成数据存储、仿真、处理、设备内部数据交换以及对时板转发的各同步源合成系统同步时钟功能的系统板、用于对仿真数据进行处理的仿真系统板、用于数据仿真的出口组件板卡的仿真接口板、用于采集数据的处理和转发的记录分析板和对时板，所述背板上设置有HB硬件总线，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板、记录分析板和对时板分别接入HB硬件总线且通过HB硬件总线相连接;所述的仿真接口板和记录分析板分别与电力监测装置IED相连;所述的仿真接口板和记录分析板通过交换机与电力监测装置IH)相连。2.根据权利要求1所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板分别通过PCIEX接口与HB硬件总线相连接，所述对时板通过TIM接口与HB硬件总线相连接。3.根据权利要求1所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，所述的系统板、仿真系统板、仿真接口板和记录分析板上均设置有千兆网口，所述系统板的千兆网口分别通过网线与仿真系统板、仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，所述仿真系统板的千兆网口通过网线与仿真接口板的千兆网口相连。4.根据权利要求3所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是:所述交换机包括千兆交换机，所述千兆交换机包括2个千兆电接口和若干个千兆光接口，2个千兆电接口分别通过网线与仿真接口板和记录分析板的千兆网口相连，若干个千兆光接口分别通过光纤与电力监测装置IH)相连。5.根据权利要求4所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，所述仿真系统板通过内部接口，采用管道pipe通信方式与仿真接口板相互通信。6.根据权利要求5所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，仿真接口板为系统平台开发的定值仿真数据出口板，型号为FZCK0521。7.根据权利要求6所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，对时板为对时采集板卡，型号为WC0721。8.根据权利要求1至7任一项所述的基于总线结构的智能变电站二次系统调测平台，其特征是，除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便进行安装固定和拆卸。
【文档编号】G05B17/02GK205563134SQ201620370120
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】石光, 韩伟, 孔圣立, 吴春红, 刘磊, 马伟东, 时晨, 张峰, 乔利红, 蔡得雨, 王懿, 魏文秀
【申请人】国网河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司