一种基于虚拟保信主站的继电保护调试系统及调试方法与流程

本发明涉及一种继电保护调试系统及调试方法，属于智能变电站领域。

背景技术

随着智能电网的发展，变电站继电保护自动化信息的准确性受到愈来愈大的重视。变电站继电保护自动化的准确调试是电网安全、稳定运行的前提，为提升变电站二次系统的运维水平和运行可靠性提供了重要保障，也为电网的安全运行和供电可靠性创造了必要条件。

但目前变电站继电保护自动化的调试仍是采用人工方式，逐点调试、人工校对。这种情况存在以下弊端：1)调试质量因人而异，人为疏忽不可避免，造成的隐患无法及时发现，当隐患发现时往往已经造成损失；2)调试效率低，由于变电站继电保护的信息越来越多，人工检测对点的工作量巨大，往往影响变电站的投产进度；3)由于人工对点识别语义与计算机识别语义的差异性，例如“距离2段”和“距离ii段”的差异，将为数据后续的应用留下隐患；4)目前变电站继电保护自动化的调试只检测数据纵向的一致性，对于数据描述横向的一致性与规范性没有进行检验。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种基于虚拟保信主站的继电保护调试系统及调试方法，以提高调试效率和调试质量，同时在调试过程中把不同信息的来源的所有的语义描述进行统一，避免歧义。

为解决上述问题，拟采用这样一种基于虚拟保信主站的继电保护调试系统，在调试系统中设计虚拟mms模块发送带有动作信息的mms报文代替变电站端实际继电保护设备动作，设计虚拟保信主站代替保信系统中的实际保信主站；分别将虚拟mms模块和虚拟保信主站与保信系统中的保信子站连接，以虚拟mms模块作为保信子站的输入激励，以虚拟保信主站作为保信子站的输出，对保信子站进行测试，在调试系统中设计自动对点平台将保信子站的输入、输出端信息进行校对，实现自动调试。

前述方法中，虚拟保信主站模块由通信模块、iec103报文接收模块、iec103报文解析模块、iec103报文发送模块、iec103报文存储模块和人机交互界面共同构成；

通信模块：与保信子站建立tcp/ip连接，实现iec103报文的接收和发送；

iec103报文获取模块：通过通信模块接收保信子站上送的iec103报文，并用相应的数据结构对报文分类存储，并将iec103报文送至报文解析模块进行报文解析，或将原始报文保存于iec103报文存储库中；

iec103报文解析模块：对iec103报文进行分类解析，通过人机交互界面显示出原始报文和对于每一原始报文每一字节代表的报文含义，最终将解析的iec103报文中的信息值与变电站点表对应，传入iec103报文存储库，产生主站调试表；

iec103报文发送模块：对保信子站发送对时、总召唤、故障录波文件上送、保护事件上送报文；

iec103报文存储模块：对原始iec103报文、解析后的iec103报文进行实时存储，按照历史报文的类型、时间方式进行分类、查找、比较、分析，并产生主站调试表；

人机交互界面：提供人机交互界面，对各个模块功能的集中展示，测试人员能够通过交互界面，读取收发的报文信息，以及报文解析的内容，通过调用iec103存储库查找历史报文。

前述方法中，虚拟mms软件平台由mms报文抓取模块、mms报文存储模块、mms报文解析模块、mms报文模拟发送模块和人机交互界面共同构成；

mms报文抓取模块：该模块实现mms报文捕获，抓取变电站站控网络的实时mms报文；

mms报文存储模块：对mms报文抓取模块抓取的报文进行实时的存储，实现了实时数据库和历史数据库的功能，操作人员通过人机交互界面对mms历史报文进行查找、调用、删除操作。

mms报文解析模块：对mms实时存储库中存储的报文进行解析，通过人机交互界面进行分类显示；。

mms报文发送模块：操作人员通过人机交互界面对历史数据库中存储的mms报文经过分类筛选，提取出所需的报文，与保信子站建立连接，发送筛选后所需的报文到保信子站。

前述方法中，自动对点平台用于对比输入端mms报文信息与输出端虚拟保信主站报文信息，实现自动调试功能。

本发明还提供了一种基于虚拟保信主站的继电保护的调试方法，具体方法如下：

1）加载虚拟保信主站

在一个电脑终端装入虚拟保信主站软件和自动对点平台软件，将该电脑终端接入变电站站控层出口交换机，接收来自保信子站的iec103报文，解析提取相应的信息；

通过通信模块进行虚拟保信主站的端口配置，将虚拟保信主站软件与保信子站建立通信连接，主站ip地址为装有虚拟保信主站软件的电脑终端ip地址，从站ip地址根据实际保信子站的ip地址进行输入配置，实现与保信子站的通信；

系统显示tcp连接成功后，虚拟保信主站开始接收保信子站上送的iec103报文，并对报文进行解析；

加载保信主站点表，在报文解析模块中提取点号与值，与保信主站点表中的点号映射，在虚拟保信主站数据库中产生保信主站对点表；

2）加载虚拟mms软件平台

在另一个电脑终端装入虚拟mms软件平台，将虚拟mms软件平台与站控层交换机连接，捕获站控层的mms报文，存入mms报文存储库中；然后，将虚拟mms软件平台与保信子站连接，将存储的mms报文作为输入，发送给保信子站，产生mms端对点表；

3）自动调试

将两个电脑终端连接，在自动对点平台软件中同时导入输入端虚拟mms软件平台产生的对点表与输出端虚拟保信主站的对点表，进行自动调试。

与现有技术相比，本发明取代传统调试的调度端和站端远距离调试的方式，通过两个便于携带的电脑终端，将调试工作全部移至变电站端，本发明一方面避免了手动调试，提高了调试效率和调试质量，另一方面在调试过程中把不同信息的来源的所有的语义描述进行统一，避免歧义，本发明提出的基于虚拟保信主站的调试系统，是以满足变电站设备数据纵向、横向数据一致性与规范性的应用要求为目标的应用系统，是变电站调控一体化系统的一个重要组成部分。

附图说明

图1是基于虚拟保信主站的继电保护调试系统的架构图；

图2是虚拟保信主站模块图；

图3是虚拟mms软件平台图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

参照附图1至3，本实施例提供一种基于虚拟保信主站的继电保护调试系统，图1描述了基于虚拟保信主站的继电保护调试系统架构。虚线表示调试系统与实际保信系统之间的通信。在调试系统中设计虚拟mms模块发送带有动作信息的mms报文代替变电站端实际继电保护设备动作，设计虚拟保信主站代替保信系统中的实际保信主站；分别将虚拟mms模块和虚拟保信主站与保信系统中的保信子站连接，以虚拟mms模块作为保信子站的输入激励，以虚拟保信主站作为保信子站的输出，对保信子站进行测试。在调试系统中设计自动对点平台将保信子站的输入、输出端信息进行校对，实现自动调试。整个调试过程在变电站端进行。

1.虚拟保信主站

虚拟保信主站模块由通信模块、iec103报文接收模块、iec103报文解析模块、iec103报文发送模块、iec103报文存储模块和人机交互界面共同构成，如图2所示。

通信模块：与保信子站建立tcp/ip连接，实现iec103报文的接收和发送。

iec103报文获取模块：通过通信模块接收保信子站上送的iec103报文，并用相应的数据结构对报文分类存储，并能将iec103报文送至报文解析模块进行报文解析，或将原始报文保存于iec103报文存储库中。

iec103报文解析模块：对iec103报文进行分类解析，通过人机交互界面显示出原始报文和对于每一原始报文每一字节代表的报文含义，最终能将解析的iec103报文中的信息值与变电站点表对应，传入iec103报文存储库，产生主站调试表。

iec103报文发送模块：对保信子站发送对时、总召唤、故障录波文件上送、保护事件上送等报文。

iec103报文存储模块：对原始iec103报文、解析后的iec103报文进行实时存储，按照历史报文的类型、时间等方式进行分类、查找、比较、分析，并能产生主站调试表。

人机交互界面：提供了友好的人机交互界面，对各个模块功能的集中展示，测试人员能够通过交互界面，读取收发的报文信息，以及报文解析的内容，通过调用iec103存储库查找历史报文等。

2.虚拟mms软件平台

虚拟mms软件平台由mms报文抓取模块、mms报文存储模块、mms报文解析模块、mms报文模拟发送模块和人机交互界面共同构成，如图3所示。

mms报文抓取模块：该模块实现mms报文捕获，抓取变电站站控网络的实时mms报文。

mms报文存储模块：对mms报文抓取模块抓取的报文，进行实时的存储，实现了实时数据库和历史数据库的功能。操作人员能够通过人机交互界面对mms历史报文进行查找、调用、删除等操作。

mms报文解析模块：对mms实时存储库中存储的报文进行解析，通过人机交互界面进行分类显示。

mms报文发送模块：操作人员通过人机交互界面对历史数据库中存储的mms报文经过分类筛选，提取出所需的报文，与保信子站建立连接，发送筛选后所需的报文到保信子站。

3.自动对点平台

自动对点平台负责对比输入端mms报文信息与输出端虚拟保信主站报文信息，实现自动调试功能。

利用该系统实现基于虚拟保信主站的继电保护调试的具体方法如下：

1）加载虚拟保信主站

在一个电脑终端装入虚拟保信主站软件和自动对点平台软件，将该电脑终端接入变电站站控层出口交换机，接收来自保信子站的iec103报文，解析提取相应的信息。

通过通信模块进行虚拟保信主站的端口配置，将虚拟保信主站软件与保信子站建立通信连接，主站ip地址为装有虚拟保信主站软件的电脑终端ip地址，从站ip地址根据实际保信子站的ip地址进行输入配置，实现与保信子站的通信。

系统显示tcp连接成功后，虚拟保信主站开始接收保信子站上送的iec103报文，并对报文进行解析。iec103报文解析具体流程为：首先tcp连接成功；随后虚拟保信主站发送启动命令，保信子站上送启动确认命令；虚拟保信主站发送总召命令，保信子站上送单点信息，解析单点信息，提取点号与值。

加载保信主站点表，在报文解析模块中提取点号与值，与保信主站点表中的点号映射，在虚拟保信主站数据库中产生保信主站对点表。

2）加载虚拟mms软件平台

在另一个电脑终端装入虚拟mms软件平台，将虚拟mms软件平台与站控层交换机连接，捕获站控层的mms报文，存入mms报文存储库中；然后，将虚拟mms软件平台与保信子站连接，将存储的mms报文作为输入，发送给保信子站，产生mms端对点表

3）自动调试

将两个电脑终端连接，在自动对点平台软件中同时导入输入端虚拟mms软件平台产生的对点表与输出端虚拟保信主站的对点表，进行自动调试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。