通信控制方法、站间路由器装置及仿真测试系统与流程

本发明涉及电网的安全稳控系统的仿真测试技术领域，特别是涉及一种站间通信路由的通信控制方法、站间路由器装置以及安全稳控系统的仿真测试系统。

背景技术：

电网安全稳控系统涉及厂站众多，控制策略随着电网的建设而更新，多年实践证明实时仿真测试系统可以充分地对稳控系统进行最接近现场工况的动态仿真测试，确保稳控系统对电网安全稳定运行的有效性和可靠性。

电网安全稳控系统通常由多个厂站的稳控装置组成，这些厂站在地理位置上可能相距几十公里甚至上千公里。它们根据稳控策略的需要具有特定的拓扑连接关系，不同厂站的稳控装置根据所承担的任务和所处的层级划分为稳控主站、稳控子站、稳控执行站。

为了对安全稳控系统进行仿真测试，需要在实验室搭建所有相关站点的安全稳控装置并组成特定的拓扑连接关系。每个站点的安全稳控装置的稳控主机通过多模光纤连接一台通信装置。

每进行一套稳控策略对应的稳控系统的测试，就需要将原有的连接关系拆除，按照下一套稳控策略对应的稳控系统的连接关系进行接线。导致进行稳控系统测试时，需要反复拆除和连接各个安全稳控装置之间的连接关系，进而使得测试过程繁琐而复杂，降低了安全稳控系统的仿真测试效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种站间通信路由的通信控制方法、站间路由器装置以及安全稳控系统的仿真测试系统，解决了安全稳控系统的仿真测试过程复杂，测试效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种站间通信路由的通信控制方法，包括：

接收第一安全稳控装置通过输入通信接口发送的通信信息；

根据所述输入通信接口的标识和通信接口连接关系，查找所述输入通信接口对应的输出通信接口；其中，所述通信接口连接关系为可调整的连接关系，且当前所采用的所述通信接口连接关系为根据安全稳控系统中当前的稳控策略调整确定的连接关系；

通过所述输出通信接口输出向第二安全稳控装置输出所述通信信息。

其中，对通信接口连接关系调整的过程包括：

接收更新通信接口连接关系指令；

删除已有的所述通信接口连接关系；

下载并写入新的通信接口连接关系，以实现对通信连接关系进行更新。

本发明中还提供了一种站间通信路由装置，包括处理器、存储器、和所述处理器相连接的通信接口；

所述通信接口包括用于和安全稳控装置相连接的多个输入通信接口和多个输出通信接口；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于接收通过所述输入通信接口板卡接收通信信息，并根据所述通信信息执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的站间通信路由的通信控制方法的操作步骤。

其中，所述处理器为fpga板卡处理器。

其中，所述输入通信接口用于输入模拟量信号和数字量信号。

本发明中还提供了一种安全稳控系统的仿真测试系统，包括：实时仿真装置、通信接口装置、多个安全稳控装置以及如上任一项所述的站间通信路由装置；

其中，所述实时仿真装置用于产生电网运行的仿真测试信号；

所述通信接口装置用于连接实时仿真装置和所述多个安全稳控装置，并将所述仿真测试信号输出至各个所述安全稳控装置；

所述安全稳控装置用于根据所述仿真测试信号进行安全稳控运算，并获得安全稳控结果，以实现对安全稳控系统的测试；

所述站间通信路由装置用于分别和各个所述安全稳控装置相连接，并根据各个安全稳控装置之间的拓扑连接关系，建立各个所述安全稳控装置之间的通信连接。

其中，所述通信接口装置至少包括gtao板卡、gtdo板卡、gtdi板卡、gtnet板卡。

其中，所述安全稳控装置包括一个稳控主机和两个稳控从机；其中所述稳控主机和所述站间通信路由装置相连接，所述稳控从机和所述通信接口装置相连接。

其中，所述通信接口装置和所述站间通信路由装置均设置有备用接口。

本发明所提供的站间通信路由的通信控制方法，包括接收第一安全稳控装置通过输入通信接口发送的通信信息；根据输入通信接口的标识和通信接口连接关系，查找输入通信接口对应的输出通信接口；其中，通信接口连接关系为可调整的连接关系，且当前所采用的通信接口连接关系为根据安全稳控系统中当前的稳控策略调整确定的连接关系；通过输出通信接口输出向第二安全稳控装置输出通信信息。

本申请中根据稳控测试的稳控策略设定各个安全稳控装置之间的拓扑连接关系，并根据这一拓扑连接关系设定各个站间通讯路由装置的通信接口连接关系，使得各个安全稳控装置之间能够按照测试需要的方式自动进行信号传输。无需针对每一种稳控策略测试重新拆除和连接各个安全稳控装置之间的连接线路，在很大程度上降低了测试程序的复杂度，提高了测试效率。

本申请中还提供了一种站间通信路由装置以及安全稳控装置的仿真测试系统，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的站间通信路由的通信控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的对通信接口连接关系调整的过程的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的站间通信路由装置的结构框图；

图4为本发明实施例提供的安全稳控系统的连接结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种安全稳控系统厂站的拓扑关系示意图；

图6为本发明实施例提供的安全稳控系统和站间通信路由装置的连接结构的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的站间通信路由的通信控制方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤s11：接收第一安全稳控装置通过输入通信接口发送的通信信息。

需要说明的是，本实施例中的通信控制方法，主要是用于安全稳控装置进行仿真测试时，实现各个安全稳控装置之间的信号传输。因此，本发明中的站间通信路由的各个通信接口即为分别和各个安全稳控装置相连接的接口。

另外本实施例中的输入通信接口，即为输入通信信息的通信接口，输出通信接口即为输出通信信息的通信接口。

步骤s12：根据输入通信接口的标识和通信接口连接关系，查找输入通信接口对应的输出通信接口。

其中，通信接口连接关系为可调整的连接关系，且当前所采用的通信接口连接关系为根据安全稳控系统中不同的稳控策略确定调整的连接关系。

在对安全稳控装置进行仿真测试时，所涉及的站点较多，而每个站点均由其对应的安全稳控装置，而整个电网一般存在多种稳控策略，针对每一种稳控策略，对应地存在各个安全稳控装置之间的拓扑关系，该拓扑关系也就是各个安全稳控装置之间的通讯连接关系，基于该拓扑关系也即确定和各个安全稳控装置相连接的各个通信接口的通信接口连接关系。

本实施例中的通信接口连接关系为可调整的连接关系，也即是说当对通信接口连接关系进行调整时，各个安全稳控装置之间的拓扑关系也就可以相应的改变。当针对安全稳控系统中不同稳控策略进行仿真测试时，只需要将通信接口连接关系调整到稳控策略对应的连接关系即可，而无需将各个安全稳控装置和各个通信接口之间的连接重新拆卸安装，使得仿真测试过程更为简单。

步骤s13：通过输出通信接口输出向第二安全稳控装置输出通信信息。

本发明中的站间通信路由能够根据各个通信接口之间的通信接口连接关系，完成各个通信接口之间的通信连接。因为通信接口连接关系是可调节的，且针对安全稳控系统中不同稳控策略的仿真测试，根据当前需要测试的稳控策略可以将通信接口连接关系调整为对应的连接关系，而无需将各个安全稳控装置和各个通信接口之间的连接重新拆卸安装，使得仿真测试过程更为简单，降低了测试过程的复杂程度，在很大程度上提高了对安全稳控系统的仿真测试的测试效率。

如前，通信接口连接关系是可调整的，对于通信接口连接关系的具体调整方式存在多种。在本发明的另一具体实施例中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的对通信接口连接关系调整的过程的流程示意图，具体可以包括：

步骤s21：接收更新通信接口连接关系指令；

步骤s22：删除已有的通信接口连接关系；

步骤s23：下载并写入新的通信接口连接关系，以实现对通信连接关系进行更新。

本实施例中为通信接口连接关系的一种更新调整的具体实施例，但本发明中并不仅限于本实施例中所提供的调整通信接口连接关系的实施例，例如，还可以预先存储多种通信接口连接关系的信息，在针对不同的稳控策略的仿真测试时，选取相对应的一种即可。还有其他类似的调整通信接口连接关系的实施方式，本发明中不再一一列举。

本发明中还提供了一种站间通信路由装置的实施例，如图3所示，图3为本发明实施例提供的站间通信路由装置的结构框图，该装置可以包括：

处理器100、存储器200、和处理器100相连接的通信接口300；

通信接口300包括用于和安全稳控装置相连接的多个输入通信接口和多个输出通信接口；

存储器200用于存储计算机程序；

处理器100用于接收通过输入通信接口板卡接收通信信息，并根据通信信息执行计算机程序，以实现如上任意实施例所述的站间通信路由的通信控制方法的操作步骤。

在现有技术中各个安全稳控装置是通过缆线直接连接的，而连接方式有安全稳控系统中的稳控策略决定，当需要对不同的稳控策略进行仿真测试时，就需要将各个安全稳控装置之间连接的缆线拆卸下来重新安装，以符合新的稳控策略的连接要求。也就是说在对安全稳控系统中各种不同稳控策略进行测试时，需要频繁的拆卸和安装各个安全稳控装置之间的缆线。

本实施例中的站间通信路由装置可以直接和各个安全稳控装置相连接，并且和各个安全稳控装置相连接的通信接口300的通信接口连接关系可调，也即是说直接通过站间通信路由装置的运行软件程序即可实现各个安全稳控装置之间的通信连接，而无需频繁拆卸和安装各个安全稳控装置之间的缆线，进而降低安全稳控系统的仿真测试的复杂程度，并提高测试效率。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括处理器100为fpga板卡处理器。

当然，本发明中的处理器也可以采用其他类型的处理器，只要能够实现上述站间通信路由的通信控制方法即可。

另外，本实施例中存储器200而言，可以是随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质，对此本发明中不做限定。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以包括：通信接口300用于输入输出模拟量信号和数字量信号。

对于通信接口300而言，一般输入通信信号的称之为输入通信接口，输出通信信号的称之为输出通信接口。另外，对于安全稳控装置之间主要需要传输的是电网设备的电压、电流等模拟量和断路器开关位置、跳闸信号等开关量的数字量，因此，本实施例中的通信接口300也相应地需要采用可传输数字量和模拟量的接口。

本发明还提供了一种安全稳控系统的仿真测试系统，如图4所示，图4为本发明实施例提供的安全稳控系统的连接结构示意图，包括：

实时仿真装置1、通信接口装置2、多个安全稳控装置3以及如任意实施例所述的站间通信路由装置4；

其中，实时仿真装置1用于产生电网运行的仿真测试信号；

通信接口装置2用于连接实时仿真装置1和多个安全稳控装置3，并将仿真测试信号输出至各个安全稳控装置3；

安全稳控装置3用于根据仿真测试信号进行安全稳控运算，并获得安全稳控结果，以实现对安全稳控系统的测试；

站间通信路由装置4用于分别和各个安全稳控装置3相连接，并根据各个安全稳控装置3之间的拓扑连接关系，建立各个安全稳控装置3之间的通信连接。

需要说明的是，图4中站间通信路由装置4中的通信机即相当于一种具体通信接口的硬件设备，而路由机即为运行和存储站间通信路由装置4的软件程序的硬件设备。

在进行仿真测试中，实时仿真装置1可以实现微秒级实时仿真步长，进行电力系统数字化电磁暂态模型仿真，通过必要的通信接口装置2向安全稳控装置3传输电网线路、变压器、发电机的电压、电流等模拟量和断路器开关位置、跳闸信号等开关量(即数字量)。具体地实时仿真装置1通过lc-lc接口的多模光纤连接到通信接口装置2，光纤发送的仿真测试信号包括模拟量信号和数字量信号，分别满足安全稳控装置3对电压电流的采样需求和开关量输入输出需求。

通信接口装置2中光接收模块将实时仿真装置1通过光纤发送的光信号形式的仿真测试信号，转化为电信号形式的仿真测试信号，并将电信号形式的仿真测试信号输入到对应的安全稳控装置3，并在各个安全稳控装置3之间进行信号传输。

安全稳控装置3通过接收到的模拟量和数字量(即开关量)判断电力系统发生的故障，进行必要的稳定计算，执行相应的稳定控制策略，并通过通信接口装置2将解列、切机、切负荷等信号反馈回实时仿真装置1，形成了由受控对象—控制器组成的闭环测试系统。

如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种安全稳控系统厂站的拓扑关系示意图。图5中每个稳控主站、稳控从站以及稳控执行站均分别相当于一个安全稳控装置3，图5中包括8个厂站对应的8个安全稳控装置3，分别形成一个稳控主站、和稳控主站分别相连接的两个稳控从站，且其中一个稳控从站连接有两个稳控执行站，另一个稳控从站连接有三个稳控执行站。

为了充分测试安全稳控系统，需要全面测试安全稳控系统中的各种稳控策略，针对每种稳控策略需要对应各个安全稳控装置3之间不同的拓扑连接关系。本申请中可以通过站间通讯路由装置4快速有效的改变各个安全稳控装置3之间的拓扑连接关系，简化安全稳控系统的测试过程，提高仿真测试效率。

综上所述，本发明公开的安全稳控系统的仿真测试系统，通过站间通信路由装置4将所有通信接口和各个安全稳控装置3连接，按照通信接口连接关系实现各个通信接口之间的通信；在需要改变通信接口连接关系时，仅需更新通信接口连接关系的程序，就可实现任意数量的安全稳控装置3组成任意拓扑连接关系的安全稳控系统，大大减少了频繁接线、拔插电缆光纤的工作，加快了测试周期。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

通信接口装置2至少包括gtao板卡、gtdo板卡、gtdi板卡、gtnet板卡。

本实施例中的实时仿真装置1具备与多种数字化输入输出接口的通信能力，包括但不限于gtao通信，gtdo通信，gtdi通信，gtnet通信等。

通信接口装置2也相应地包括但不仅限于gtao板卡、gtdo板卡、gtdi板卡、gtnet板卡。其中，每个gtao板卡具备12路电气模拟量输出；每个gtdo板卡具备64路电气开关量输出；每个gtdi板卡具备64路电气开关量输入；每个gtnet板卡具备至少36路模拟量的数字化输出和开关量信号的输入输出。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

安全稳控装置3包括一个稳控主机和两个稳控从机；其中稳控主机和站间通信路由装置4相连接，稳控从机和通信接口装置2相连接。

为了充分测试安全稳控系统，需要在实验室搭建所有相关站点的安全稳控装置3并组成特定的拓扑连接关系。每个站点的安全稳控装置3的稳控从机通过多模光纤连接一台通信接口装置2，通信接口装置2通过同轴电缆按照特定的通信需求互相连接。

安全稳控装置3的稳控从机的采样板卡经过硬件电路的低通滤波后将通信信号通过st-st接口的多模光纤送至稳控主机。

如图6所示，图6为本发明实施例提供的安全稳控系统和站间通信路由装置的连接结构的示意图。每个稳控站(相当于安全稳控装置3)的稳控主机通过光纤连接到站间通信路由装置4的通信机。稳控主机的发送端连接站间通信路4由中的通信机(即通信接口)的接收端，稳控主机的接收端连接通信机的发送端，图6只画出了两个稳控站与站间通信路由装置4的连接方式，其他安全稳控装置3的连接方式与图6所示完全一致，在此不再赘述。

安全稳控装置3的稳控主机获取稳控从机发送的电力系统厂站的电压、电流、开关位置等信号后，判断电网的运行方式，进行稳控策略计算。当实时仿真装置1模拟的电力系统发生故障后，稳控主机计算相应的策略，向稳控从机发送策略执行指令，由从机执行切机组、切负荷、解列线路等控制命令，经由通信接口装置回传至实时仿真装置1。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

通信接口装置2和站间通信路由装置4均设置有备用接口。

考虑到对不同的安全稳控系统进行测试时，所涉及的产站数量各部相同，因此，为了尽可能多的满足各种安全稳控系统，可以尽量为通信接口装置2和站间通信路由装置4均设置多个备用接口，可接入1至n个(n≤48)厂站的安全稳定控制装置3，构成任一安全稳定控制系统，以满足测试需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置及系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。