基于FPGA的智能變電站二次系統(tǒng)仿真平臺的設計與實現(xiàn).pdf

1、為了提高智能變電站繼電保護人員以及自動化班組人員的實踐操作水平和突發(fā)事件的應急處理能力，國網公司加大了對智能變電站二次系統(tǒng)仿真培訓平臺的推廣與研究。仿真培訓系統(tǒng)是借助于計算機軟硬件技術實現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)保護功能的仿真，并利用圖形化技術進行展示分析。通過仿真培訓系統(tǒng)可以提供分析研究與運行培訓。然而，目前國內外對智能變電站二次系統(tǒng)的仿真培訓系統(tǒng)的研究還處于探索與創(chuàng)新階段，在很多方面都有局限性。
　　基于此，本文開展了“服務于二次班

2、組運維技術支持的智能變電站二次系統(tǒng)仿真平臺開發(fā)”課題研究。課題目的是研制一套仿真裝置，只要導入對象智能變電站的SCD文件和SSD文件，就可以利用該裝置設置培訓內容，實現(xiàn)電網故障現(xiàn)象仿真、智能變電站二次設備行為仿真以及網絡數(shù)據現(xiàn)象仿真，同時展示報文信息和圖形化功能關聯(lián)信息，為二次班組提供仿真培訓工具。本文按照方法研究和功能設計這兩個部分對課題工作進行組織，主要包括：二次系統(tǒng)仿真方法的研究以及基于 FPGA的硬件平臺架構的功能設計實現(xiàn)。針對

3、此本文主要從以下三個方面進行了闡釋。
　?。?）通過構建一套完整的用于描述具體故障事件發(fā)生時其相關間隔內二次設備間實現(xiàn)保護功能的通信關聯(lián)關系庫模型，在針對具體智能變電站的仿真培訓時，結合解析對象智能變電站SCD和SSD等配置文件而獲得的各個智能設備的配置信息以及功能關系信息，將通信關聯(lián)關系模型進行實例化。通過實例化之后可以得到各個仿真培訓事件的功能編號、流程號以及相關事件信息組，從而實現(xiàn)對事件發(fā)生時智能變電站二次系統(tǒng)中相關保護間隔

4、內二次設備的保護動作行為進行描述。
　?。?）在該方法的基礎上本文研究設計了一套服務于二次班組的智能變電站二次系統(tǒng)仿真裝置作為硬件支持，該裝置采用多片F(xiàn)PGA的結構，通過FPGA的快速仿真實現(xiàn)技術，研究實現(xiàn)變電站規(guī)模二次系統(tǒng)的行為仿真和網絡數(shù)據現(xiàn)象仿真。包括符合IEC61850通信協(xié)議規(guī)范的保護動作事件信息（包括行為結果信息、配合信息、告警信息、中間過程信息等內容）報文的組織和發(fā)送、接收和解析，以及整個硬件裝置中通信接口方法的設計