專(zhuān)利名稱(chēng)：變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法及不停電升級(jí)改造的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力變配電領(lǐng)域能夠模擬變電所實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的仿真試驗(yàn)， 特別是多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法及不停電升級(jí)改造的方法。
背景技術(shù)：
電力變電所站控自動(dòng)化系統(tǒng)主要是釆用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)完成對(duì)變 電所/高壓室內(nèi)高壓電氣設(shè)備的"四遙(遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào))"功能， 范圍涉及變電站的一、二次設(shè)備和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的樞紐變電所自 動(dòng)化系統(tǒng)控制的正確性和功能的完整性必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的確認(rèn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，對(duì) 于新建或可以全站停電的變電所，可以通過(guò)與一、二次設(shè)備的配合調(diào)試，完 成對(duì)二次回路接線(xiàn)錯(cuò)誤或后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)配置錯(cuò)誤的檢查，并可以通過(guò)直接的 分/合閘操作和繼電保護(hù)的校驗(yàn)過(guò)程對(duì)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)控制的正確性和完 整性進(jìn)行確認(rèn)驗(yàn)證，但對(duì)于不能夠停電的變電所(如電力系統(tǒng)的核心變電所 和很多工礦企業(yè)的總降變電所)，在變電所自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造的過(guò)程中，如 何將已經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證的原有自動(dòng)化系統(tǒng)的"四遙"功能安全可靠地移植到升 級(jí)后的新系統(tǒng)中，成為系統(tǒng)升級(jí)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，而解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)就 是搭建一個(gè)能夠模擬變電所實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的仿真試驗(yàn)平臺(tái)，然后通過(guò)對(duì)原系 統(tǒng)和新系統(tǒng)的多次仿真測(cè)試，將原有自動(dòng)化系統(tǒng)"四遙"功能的正確地轉(zhuǎn)換 到新系統(tǒng)中。到目前為止，多數(shù)仿真軟件只是模擬了監(jiān)控后臺(tái)的操作功能而 沒(méi)有模擬變電所的一次、二次設(shè)備，不能保證電力系統(tǒng)的樞紐變電所自動(dòng)化 系統(tǒng)控制的正確性和功能的完整性，為日后新系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法及不停電 升級(jí)改造的方法。通過(guò)搭建模擬變電所實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的軟、硬件仿真平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)"四遙"功能正確地轉(zhuǎn)換，在不停電的情況下，安全 可靠地完成大型變電所的不停電在線(xiàn)升級(jí)改造，保證多區(qū)域冶金變電所自動(dòng) 化系統(tǒng)不停電升級(jí)改造正確性和完整性，同時(shí)提供了變電所自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 室調(diào)試的一種輔助工具。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法包括以下步驟-首先在仿真計(jì)算機(jī)上運(yùn)行采用Delphi語(yǔ)言編制的仿真軟件，該軟件能夠 正確地仿真變電所內(nèi)常用的測(cè)控一體化保護(hù)單元，并通過(guò)調(diào)用配置文件和通 訊端口驅(qū)動(dòng)文件，模擬現(xiàn)場(chǎng)各回路測(cè)控一體化保護(hù)單元的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過(guò)MOXA多串口卡與通訊管理機(jī)的485端口和采用串口通訊的 原本地后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的MOXA多串口卡對(duì)接，功能升級(jí)后的新本地后臺(tái)監(jiān)控 計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡與通訊管理機(jī)的LAN1網(wǎng)口連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)卡與通 訊管理機(jī)的LAN2網(wǎng)口連接，將主從兩臺(tái)通訊管理機(jī)的LAN4網(wǎng)口通過(guò)單獨(dú)的 網(wǎng)線(xiàn)相連，實(shí)現(xiàn)主從管理機(jī)的數(shù)據(jù)同步。前述方法中所涉及的測(cè)控一體化保護(hù)單元，可以是施耐德的SEPAM 1000 系列的20、 40、 80保護(hù)和2000系列保護(hù)、GE系列保護(hù)、清華紫光保護(hù)中之多區(qū)域冶金變電所不停電升級(jí)改造的方法包括以下步驟 軟件仿真平臺(tái)搭建完畢后，首先關(guān)閉主、從兩臺(tái)通訊管理機(jī)的電源，禁 止通訊管理機(jī)工作，然后對(duì)照從原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和操作畫(huà)面的 腳本文件中整理出的設(shè)備配置表、遙信信息表、遙測(cè)信息表和遙控信息表， 完成對(duì)原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的仿真測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后要修改整理出的信息表
和仿真計(jì)算機(jī)的相關(guān)配置文件，直到用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行四遙功能測(cè) 試沒(méi)有錯(cuò)誤，至此完成了原監(jiān)控系統(tǒng)所有功能及信息正確無(wú)誤且完整地轉(zhuǎn)移到了仿真計(jì)算機(jī)，并形成完整的信息表；根據(jù)用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)仿真測(cè)試后正確的信息表，完成對(duì)通訊管理 機(jī)、新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)；停止原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，啟動(dòng)主從兩個(gè)通訊管理機(jī)，對(duì)照己用原 后臺(tái)測(cè)試后的信息表，在新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中依次執(zhí)行各 回路的遙控操作，通過(guò)軟件仿真計(jì)算機(jī)上的提示信息和斷路器的實(shí)際合/分閘 狀態(tài)返回，驗(yàn)證遙控操作的正確性；遙控操作驗(yàn)證完畢，通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī) 上進(jìn)行包括隔離開(kāi)關(guān)、斷路器狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信號(hào)在內(nèi)的遙信置位，設(shè)定各 回路的測(cè)量值，然后觀察本地、遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個(gè)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)是否對(duì)應(yīng)， 完成對(duì)遙信、遙測(cè)功能的驗(yàn)證。通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī)上禁用某一個(gè)回路的保護(hù)單元，然后用與現(xiàn)場(chǎng)遙控出 口邏輯一致的真正的保護(hù)單元替代，進(jìn)行實(shí)際的遙控操作驗(yàn)證，完成硬件仿 真測(cè)試。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)仿真軟件真實(shí)地模擬了變電所內(nèi)的測(cè)控一體化保護(hù)單元，可從實(shí)際 的監(jiān)控后臺(tái)對(duì)相應(yīng)通訊口的保護(hù)裝置完成遙測(cè)、遙信、遙調(diào)及遙控，模擬任 一保護(hù)單元所代表線(xiàn)路的故障過(guò)程，并向監(jiān)控后臺(tái)提供故障信息和故障錄波， 從而可實(shí)現(xiàn)以下功能1、 在非實(shí)際的變電所環(huán)境下，完成對(duì)升級(jí)后電力自動(dòng)化系統(tǒng)配置正確性 和功能完整性的初步測(cè)試。即可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成對(duì)變電所自動(dòng)化系統(tǒng) 功能的全面測(cè)試。2、 通過(guò)變電所軟、硬件仿真平臺(tái)的搭建，保證變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的"四 遙"功能由原有系統(tǒng)正確地移植到升級(jí)后的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電所升級(jí)改 造過(guò)程中自動(dòng)化系統(tǒng)"四遙"功能正確性的仿真驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)變電所自動(dòng)化系 統(tǒng)"四遙"功能的不停電現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和新舊自動(dòng)化系統(tǒng)的不停電轉(zhuǎn)換投運(yùn)。3、無(wú)需停電就可以完成對(duì)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)配置正確性和功能完整性的 實(shí)際測(cè)試，實(shí)現(xiàn)變配電所不停電升級(jí)改造。


圖1為本發(fā)明仿真平臺(tái)測(cè)試的典型方案框圖； 圖2為本發(fā)明仿真驗(yàn)證流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證的原有后臺(tái)，通過(guò)軟件仿真和硬件仿真技術(shù)，保 證新控制系統(tǒng)的通訊管理機(jī)配置文件，本地后臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和 畫(huà)面組態(tài)的正確性。如圖1仿真平臺(tái)測(cè)試的典型方案框圖。多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法包括以下步驟 首先在仿真計(jì)算機(jī)上運(yùn)行采用Delphi語(yǔ)言編制的仿真軟件，該軟件能夠 正確地仿真變電所內(nèi)常用的測(cè)控一體化保護(hù)單元，如施耐德SEPAM 1000系列 的20、 40、 80保護(hù)和2000系列保護(hù)、GE系列保護(hù)、清華紫光保護(hù)，并通過(guò) 調(diào)用配置文件和通訊端口驅(qū)動(dòng)文件，模擬了現(xiàn)場(chǎng)各回路測(cè)控一體化保護(hù)單元 的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過(guò)MOXA多串口卡與主、從通訊管理機(jī)的 485端口及原本地后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)原本地后臺(tái))的MOXA多串口卡對(duì)接； 功能升級(jí)后的新本地后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)本地監(jiān)控)通過(guò)以太網(wǎng)卡與通訊 管理機(jī)的LAN1網(wǎng)口連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)(中心監(jiān)控)通過(guò)以太網(wǎng)卡與通訊管 理機(jī)的LAN2網(wǎng)口連接，為了實(shí)現(xiàn)通訊管理機(jī)的雙機(jī)在線(xiàn)互備，將主從兩臺(tái)通 訊管理機(jī)的LAN4網(wǎng)口通過(guò)單獨(dú)的網(wǎng)線(xiàn)相連，實(shí)現(xiàn)主從管理機(jī)的數(shù)據(jù)同步。
其仿真驗(yàn)證流程見(jiàn)附圖2。軟件仿真平臺(tái)搭建完畢后，首先關(guān)閉主從兩臺(tái)通訊管理機(jī)的電源，禁止 通訊管理機(jī)工作，然后對(duì)照從原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和操作畫(huà)面的腳 本文件中整理出的設(shè)備配置表、遙信信息表、遙測(cè)信息表和遙控信息表，完 成對(duì)原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的仿真測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后要修改整理出的信息表和 仿真計(jì)算機(jī)的相關(guān)配置文件，直到用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行四遙功能測(cè)試 沒(méi)有錯(cuò)誤，至此完成了原監(jiān)控系統(tǒng)所有功能及信息正確無(wú)誤且完整地轉(zhuǎn)移到 了仿真計(jì)算機(jī)，并形成完整的信息表。根據(jù)用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)仿真測(cè)試后正確的信息表，完成對(duì)通訊管理 機(jī)、新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)。停止原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，啟動(dòng)主從兩個(gè)通訊管理機(jī)，對(duì)照已用原 后臺(tái)測(cè)試后的信息表，在新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中依次執(zhí)行各 回路的遙控操作，通過(guò)軟件仿真計(jì)算機(jī)上的提示信息和斷路器的實(shí)際合/分閘 狀態(tài)返回，驗(yàn)證遙控操作的正確性；遙控操作驗(yàn)證完畢，通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī) 上進(jìn)行遙信(包括隔離開(kāi)關(guān)、斷路器狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信號(hào))置位，設(shè)定各回 路的測(cè)量值，然后觀察本地、遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個(gè)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)是否對(duì)應(yīng)， 完成對(duì)遙信、遙測(cè)功能的驗(yàn)證。為了進(jìn)一步驗(yàn)證遙控操作的可靠性，通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī)上禁用某一個(gè)回 路的保護(hù)單元，然后用與現(xiàn)場(chǎng)遙控出口邏輯一致的真正的保護(hù)單元替代，進(jìn) 行實(shí)際的遙控操作驗(yàn)證，完成硬件仿真測(cè)試。以上驗(yàn)證工作完成后，新建系統(tǒng)四遙功能的正確性得到保證。對(duì)于新本 地后臺(tái)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的故障信息顯示和故障錄波功能是否完備，可以通過(guò) 在仿真計(jì)算機(jī)上預(yù)置保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、啟動(dòng)故障錄波文件進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)軟件仿真可以杜絕遠(yuǎn)程和本地兩個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程因人為原因
造成的通訊配置、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)和畫(huà)面編程配置錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)硬件仿真又杜絕了 因保護(hù)單元控制邏輯和出口繼電器造成的遙控錯(cuò)誤，消除了造成遙控操作誤 動(dòng)的可能性，因此現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證時(shí)只需再次確認(rèn)通訊通道與遙控命令的正確性， 系統(tǒng)就具備了上線(xiàn)運(yùn)行條件?，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證時(shí)，去掉仿真系統(tǒng)，將升級(jí)后的自動(dòng)化系統(tǒng)同實(shí)際的設(shè)備連在 一起，采取相關(guān)措施確保各遙控、遙調(diào)設(shè)備元件即不實(shí)際動(dòng)作，又能從回路 輸出端子上真實(shí)地驗(yàn)證到遙控、遙調(diào)操作，逐一驗(yàn)證各回路的"四遙"功能。
權(quán)利要求
1、多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法，其特征是，包括以下步驟首先在仿真計(jì)算機(jī)上運(yùn)行采用Delphi語(yǔ)言編制的仿真軟件，該軟件能夠正確地仿真變電所內(nèi)常用的測(cè)控一體化保護(hù)單元，并通過(guò)調(diào)用配置文件和通訊端口驅(qū)動(dòng)文件，模擬現(xiàn)場(chǎng)各回路測(cè)控一體化保護(hù)單元的連接情況，仿真程序的輸入輸出通過(guò)MOXA多串口卡與通訊管理機(jī)的485端口和采用串口通訊的原本地后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的MOXA多串口卡對(duì)接，功能升級(jí)后的新本地后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡與通訊管理機(jī)的LAN1網(wǎng)口連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)卡與通訊管理機(jī)的LAN2網(wǎng)口連接，將主從兩臺(tái)通訊管理機(jī)的LAN4網(wǎng)口通過(guò)單獨(dú)的網(wǎng)線(xiàn)相連，實(shí)現(xiàn)主從管理機(jī)的數(shù)據(jù)同步。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法， 其特征是，所述的測(cè)控一體化保護(hù)單元，可以是施耐德的SEPAM 1000系列的 20、 40、 80保護(hù)和2000系列保護(hù)、GE系列保護(hù)、清華紫光保護(hù)中之一。
3、利用權(quán)利要求1所述方法搭建的仿真平臺(tái)對(duì)多區(qū)域冶金變電所不停電 升級(jí)改造的方法，其特征是，包括以下步驟軟件仿真平臺(tái)搭建完畢后，首先關(guān)閉主、從兩臺(tái)通訊管理機(jī)的電源，禁 止通訊管理機(jī)工作，然后對(duì)照從原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和操作畫(huà)面的 腳本文件中整理出的設(shè)備配置表、遙信信息表、遙測(cè)信息表和遙控信息表， 完成對(duì)原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的仿真測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后要修改整理出的信息表 和仿真計(jì)算機(jī)的相關(guān)配置文件，直到用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行四遙功能測(cè) 試沒(méi)有錯(cuò)誤，至此完成了原監(jiān)控系統(tǒng)所有功能及信息正確無(wú)誤且完整地轉(zhuǎn)移 到了仿真計(jì)算機(jī)，并形成完整的信息表；根據(jù)用原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)仿真測(cè)試后正確的信息表，完成對(duì)通訊管理 機(jī)、新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)； 停止原本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，啟動(dòng)主從兩個(gè)通訊管理機(jī)，對(duì)照已用原 后臺(tái)測(cè)試后的信息表，在新本地后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中依次執(zhí)行各 回路的遙控操作，通過(guò)軟件仿真計(jì)算機(jī)上的提示信息和斷路器的實(shí)際合/分閘 狀態(tài)返回，驗(yàn)證遙控操作的正確性；遙控操作驗(yàn)證完畢，通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī) 上進(jìn)行包括隔離開(kāi)關(guān)、斷路器狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信號(hào)在內(nèi)的遙信置位，設(shè)定各 回路的測(cè)量值，然后觀察本地、遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個(gè)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)是否對(duì)應(yīng)， 完成對(duì)遙信、遙測(cè)功能的驗(yàn)證；通過(guò)在仿真計(jì)算機(jī)上禁用某一個(gè)回路的保護(hù)單元，然后用與現(xiàn)場(chǎng)遙控出 口邏輯一致的真正的保護(hù)單元替代，進(jìn)行實(shí)際的遙控操作驗(yàn)證，完成硬件仿 真測(cè)試；現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證時(shí)，去掉仿真系統(tǒng)，將升級(jí)后的自動(dòng)化系統(tǒng)同實(shí)際的設(shè)備連在 一起，采取相關(guān)措施確保各遙控、遙調(diào)設(shè)備元件即不實(shí)際動(dòng)作，又能從回路 輸出端子上真實(shí)地驗(yàn)證到遙控、遙調(diào)操作，逐一驗(yàn)證各回路的"四遙"功能。
全文摘要
多區(qū)域冶金變電所軟件仿真平臺(tái)搭建方法及不停電升級(jí)改造的方法，屬于電力變配電領(lǐng)域。通過(guò)搭建模擬變電所實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的軟、硬件仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)“四遙”功能正確地轉(zhuǎn)換，在不停電的情況下，安全可靠地完成大型變電所的不停電在線(xiàn)升級(jí)改造，保證多區(qū)域冶金變電所自動(dòng)化系統(tǒng)不停電升級(jí)改造正確性和完整性，同時(shí)可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成對(duì)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)功能的全面測(cè)試。主要用于變電所升級(jí)改造。
文檔編號(hào)G05B17/00GK101158847SQ20071001656
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者付春剛, 周廣生, 孫海港, 徐有芳, 李建民, 煒 王, 耿曉寧, 昆 范, 逯志宏 申請(qǐng)人:濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司