14、应用于智能电网的IED通信模拟系统

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1、应用于智能电网的IED通信模拟系统唐喜任雁铭王治民晋阳珺杜宇孟岩(北京四方继保护自动化股份有限公司　北京100085)摘要：为了更好地对IEC61850客户端进行极限压力测试及网络负荷测试，同时对IED（智能电子设备，以下简称IED）通信行为进行模拟，提出了一种基于IEC61850的IED模拟系统及实现方法。系统以SCD（变电站配置描述，以下简称SCD）文件为信息源注入，虚拟出多个IED，为每个模型数据对象分配一个数据生成器，提供数据变化编辑接口，通过数据生成器产生状态序列，实时反馈到IEC61850数据

2、库，通过IEC61850与站控层设备进行通信，从而实现全站IED模拟预演。提前暴露变电站内互操作问题，详细了解变电站网络通信负荷情况。具有可操作性强、高效、配置灵活的特点。大大缩短IEC61850工程调试周期，促进IEC61850工程化实施、推广。关键词：IEC61850服务器端模拟系统　数据生成器71.引言国际电工委员会TC57在总结以前通信协议的基础上，制定了IEC61850[1]通信标准。该通信标准通过对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口（ACS

3、I），增强了设备间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。该标准具备配置灵活、可靠性高、安全性强的特点，代表了变电站自动化技术未来的发展方向[2]。IEC61850通讯协议技术广泛使用，在系统测试或者工程实施中，要完成相对完整的测试、调试，不仅需要客户端工具，还需要服务器端模拟测试工具。因此用户需要有一个专门的工具，以直观的方式模拟服务器端。站控层与间隔层基于模型进行互操作试验，传统作法是：各IED生产厂商提供各自的ICD（智能电子设备能力描述，以下简称ICD）模型，由系统集成商通过系统配置器生

4、成CID（已配置的智能电子设备描述，以下简称CID）模型，再下传到IED内部，与站控层设备进行通信。实际工程中，需要通过测试仪模拟保护试验对IED进行外部输入，IED状态变化后，将信号上传到站控层，站控层将接收到的信号与IED本地信号作对比，人为判定IED通信行为是否正确，也可以通过几次雪崩试验模拟多IED信号上送，简单了解一下网络负荷量及信号正确率。但这种作法有以下缺点：1)不能对站控层客户端通信能力进行全面测试2)各IED生产厂商提供的ICD模型只能通过实际对点试验才能校验其正确性3)不能全面了解全站

5、的网络通信负荷峰值基于以上几点不足，在实际工程实施中既带来不便，又存在通信隐患。因此，需要寻求一种方法来解决此问题。本文提出的基于IEC61850的IED模拟系统及方法，弥补了上述几点不足，可以进行全站IED对外通信行为模拟，对站控层设备进行全面测试，更好地利用IEC61850通信标准，缩短工程调试时间，这是在传统工程调试基础上对IEC61850工程化推广所做的新的尝试。2.概述基于IEC61850的IED模拟系统，应用于采用IEC61850通信的数字化变电站及传统变电站，其系统模型图如图1所示，系统由模

6、拟器终端和模拟器控制台两部分组成，可以对站控层监控、远动、故障系统子站[3]7、其它客户端工具进行测试。模拟器终端作为集中控制器，对站内所有IED进行人机交互，通过模拟器终端为模型配置数据生成器，通过网络套接字SOCKET与模拟器控制台进行通信[4,5]；模拟器控制台作为分布式控制器，每个控制台担当模拟一个IED角色，根据模拟器终端传递的数据生成器内容刷新IEC61850数据库，实时与站控层交互通信。图1系统模型图Fig1Thediagramofsystemmodel1.功能描述实际的IED功能模拟包括M

7、MS和GOOSE两部分，其中MMS包括遥信、遥测、遥控、定值、录波[6]。对于遥信、遥测、定值上送只需要根据模型数据属性判断数据生成器需要填充的数据类型，数据内容由使用者编辑；遥控的处理由模拟器终端提供遥控过程应答接口，也可以由系统默认自动处理；录波的上送由模拟器终端提供文件选择对话框，选择指定的文件后，通知模拟器控制台通过FTP进行录波传递过程的模拟；GOOSE的处理包括GOOSE输入、GOOSE输出，由模拟器终端提供GOOSE接口端子，由使用者进行连线映射，生成GOOSE连线报表，完成后，为每个GOO

8、SE输入、输出节点均配置一个数据生成器，虚拟GOOSE参数设置，形成GOOSE虚拟报文，通过模拟器控制台进行GOOSE通信。模拟器终端具备自动批处理功能，数据生成器可以自动生成状态序列文件，无需编辑，使用者可以进行一健化操作，即选择SCD模型后，下达系统启动命令，IED模拟系统即自动运行。模拟器控制台负责统计IED模拟器运行工况信息并上送到模拟器终端，由模拟器终端将IED运行工况信息实时显示并生成报表，供使用者了解全站模拟运行