基于FPGA的智能變電站二次系統(tǒng)仿真平臺的設(shè)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(yīng)急處理能力，國網(wǎng)公司加大了對智能變電站二次系統(tǒng)仿真培訓(xùn)平臺的推廣與研究。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是借助于計算機軟硬件技術(shù)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(shù)進行展示分析。通過仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以提供分析研究與運行培訓(xùn)。然而，目前國內(nèi)外對智能變電站二次系統(tǒng)的仿真培訓(xùn)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(wù)于二次班

2、組運維技術(shù)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(dǎo)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(shè)置培訓(xùn)內(nèi)容，實現(xiàn)電網(wǎng)故障現(xiàn)象仿真、智能變電站二次設(shè)備行為仿真以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)現(xiàn)象仿真，同時展示報文信息和圖形化功能關(guān)聯(lián)信息，為二次班組提供仿真培訓(xùn)工具。本文按照方法研究和功能設(shè)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(gòu)的功能設(shè)計實現(xiàn)。針對

3、此本文主要從以下三個方面進行了闡釋。
　　（1）通過構(gòu)建一套完整的用于描述具體故障事件發(fā)生時其相關(guān)間隔內(nèi)二次設(shè)備間實現(xiàn)保護功能的通信關(guān)聯(lián)關(guān)系庫模型，在針對具體智能變電站的仿真培訓(xùn)時，結(jié)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(shè)備的配置信息以及功能關(guān)系信息，將通信關(guān)聯(lián)關(guān)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(xùn)事件的功能編號、流程號以及相關(guān)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(guān)保護間隔

4、內(nèi)二次設(shè)備的保護動作行為進行描述。
　　（2）在該方法的基礎(chǔ)上本文研究設(shè)計了一套服務(wù)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(jié)構(gòu)，通過FPGA的快速仿真實現(xiàn)技術(shù)，研究實現(xiàn)變電站規(guī)模二次系統(tǒng)的行為仿真和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)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(jié)果信息、配合信息、告警信息、中間過程信息等內(nèi)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(shè)計