CN113655731A - 一种继电保护装置功能仿真方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种继电保护装置功能仿真方法及***，本发明实现了继电保护装置功能仿真，可以极大提高继电保护模件的研发效率、测试效率，很好的降低维护成本、学习成本和人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种继电保护装置功能仿真方法及***，属于继电保护技术领域。
背景技术
当前继电保护领域，继电保护装置的开发和测试都需要基于真实装置进行，但是每一台真实的继电保护装置都意味着较长的生产周期和较高的开发成本，因为急需一种继电保护装置功能仿真技术。
发明内容
本发明提供了一种继电保护装置功能仿真方法及***，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种继电保护装置功能仿真方法，包括：
从虚拟测试仪接收激励信号；
将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；
响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储；
响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核；
根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令。
激励信号为0/1序列、正弦波或方波。
数据库为SQLite3数据库。
继电保护逻辑包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备和发变组保护。
一种继电保护装置功能仿真***，包括界面模块、逻辑模块和驱动模块；
其中，
驱动模块：从虚拟测试仪接收激励信号；将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令；
逻辑模块：响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储；
界面模块：响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核。
激励信号为0/1序列、正弦波或方波。
数据库为SQLite3数据库。
继电保护逻辑包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备和发变组保护。
界面模块为QT语言开发的Linux界面模块或Windows界面模块。
本发明所达到的有益效果：本发明实现了继电保护装置功能仿真，可以极大提高继电保护模件的研发效率、测试效率，很好的降低维护成本、学习成本和人力成本。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明***的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示， 一种继电保护装置功能仿真方法，包括以下步骤：
步骤1，从虚拟测试仪接收激励信号；其中，激励信号为0/1序列、正弦波或方波；
步骤2，将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；数据库采用SQLite3数据库；
步骤3，响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储；
步骤4，响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核；继电保护逻辑包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备和发变组保护；
步骤5，根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令。
上述方法实现了继电保护装置功能仿真，可以极大提高继电保护模件的研发效率、测试效率，很好的降低维护成本、学习成本和人力成本。
如图2所示，为上述方法对应的软件，即继电保护装置功能仿真***，包括界面模块、逻辑模块和驱动模块。
界面模块：响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核。
界面模块基于QT语言开发，通过编译参数支持和控制将软件界面编译成运行在嵌入式设备的Linux版本和运行在PC机的Windows版本，即界面模块为Linux界面模块或Windows界面模块，无论是Linux版本还是Windows版本在界面数量、界面操作方式和界面分辨率都保持一致。
开发界面模块全部使用QT和C++语言的原生接口，不额外引入Windows或者Linux特性内容，其次在代码编译阶段，在QTCreator（QT和C++语言的开发工具）中分别配置好Windows和Linux版本的编译器和设备类型，其中Windows版本的编译器为Mingw4.82\bin\g++.exe，设备类型为PC，Linux版本编译器为，设备类型为嵌入式设备。
界面模块具体包括定值界面、事件界面、告警界面、***配置界面等。
逻辑模块：响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储。
逻辑模块主要用于处理继电保护装置所涉及的业务逻辑，如修改定值、上送事件、保护告警、修改***配置和各种类型的继电保护逻辑等，具体包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备、发变组保护等。
为了提高代码执行效率，逻辑模块依旧采用C语言进行开发，并根据Windows和Linux平台编译出不同版本的二进制文件，Windows平台为DLL文件，Linux为.a文件。
驱动模块：从虚拟测试仪接收激励信号；将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令。
驱动模块主要是基于真实的嵌入式Linux硬件驱动进行了代码封装，增加了Windows虚拟驱动。对于调用硬件驱动的使用者来说，通过传入参数isWin来控制实际调用真实的Linux硬件驱动还是调用Windows虚拟驱动（isWin=true调用Windows虚拟驱动，isWin=false调用真实的Linux硬件驱动，isWin默认值为false）。当调用Windows虚拟驱动时，由于不存在真实的硬件设备，因此直接模拟返回结果，不做真实的硬件控制。
虚拟测试仪，用于提供外部激励信号，如0/1序列、正弦波和方波等。虚拟测试仪是一个独立的软件程序，通过实现标准的数学算法，向外输出各种激励信号。
数据库为SQLite3数据库，存储运行过程中产生的动态数据和静态配置数据。
动态数据是指：继电保护装置在运行过程中所产生的实时数据，比如装置故障上送的告警信息、装置故障记录的日志信息和录波文件、定值在运行过程中修改过的实时值等。
静态数据是指：继电保护装置在运行之前研发人员预置好的配置数据，比如说IP地址、端口号、比特率、61859模型文件文件、定值最大值最小值和默认值等。
数据库与界面模块的交互方式有2种：第一、为界面提供数据进行显示；第二、接收界面操作引起的数据修改，并持久化到数据库中。
数据库与逻辑模块的交互方式有2种：第一、逻辑模块进行逻辑运算时，从数据中心获得数据；第二、逻辑模块将运算结果保存到数据库。
数据库与驱动模块的交互方式有2种：第一、驱动模块到外部激励，将激励信号转换为数据存储在数据库。第二、硬件驱动层控制外部硬件设备时，从数据中心层获得所需数据，获取的数据一般是开关量和模拟量；开关量，比如压板的开和关、继电器的开和关，蜂鸣器的开和关；模拟量比如对外输出一定额度的电压和电流。
以Windows版本为例，上述***（后续简称“仿真软件”）最终形态为可以在Windows平台运行的exe文件，摆脱了装置体型的限制。
启动方式如下：
1、编译成exe格式的可执行文件
2、双击点击exe启动，仿真软件启动时会加载各模块。
当仿真软件启动起来，如同其他操作***一样，会在内部进行周期循环运行保护判断逻辑。
对仿真软件的测试主要有如下几种：
1、功能测试：通过虚拟测试仪从外部增加特定的激励，仿真软件驱动模块收到后，将数据存储在数据库，并通知逻辑模块处理；逻辑模块按照既定逻辑处理后，存储入数据库，并在界面模块，如果处理结果符合预期，说明代码逻辑无误；如果与预期不一致，说明通过仿真发现了代码和设计的缺陷和漏洞。
2、性能测试：长时间运行仿真软件，通常运行时间以周为单位，比如连续运行7*24小时，并不间断查看界面模块和数据库是否存在异常。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种继电保护装置功能仿真方法，其特征在于，包括：
从虚拟测试仪接收激励信号；
将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；
响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储；
响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核；
根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护装置功能仿真方法，其特征在于，激励信号为0/1序列、正弦波或方波。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护装置功能仿真方法，其特征在于，数据库为SQLite3数据库。
4.根据权利要求1所述的一种继电保护装置功能仿真方法，其特征在于，继电保护逻辑包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备和发变组保护。
5.一种继电保护装置功能仿真***，其特征在于，包括界面模块、逻辑模块和驱动模块；
其中，
驱动模块：从虚拟测试仪接收激励信号；将激励信号转换为激励数据，并将激励数据发送给数据库存储；根据继电保护逻辑处理结果，发出驱动硬件的指令；
逻辑模块：响应于激励数据存储，从数据库中获取逻辑处理相关数据，进行继电保护逻辑处理，将继电保护逻辑处理结果发送给数据库存储；
界面模块：响应于继电保护逻辑处理结果存储，从数据库中获取继电保护逻辑处理结果进行展示，用以与预期结果进行校核。
6.根据权利要求5所述的一种继电保护装置功能仿真***，其特征在于，激励信号为0/1序列、正弦波或方波。
7.根据权利要求5所述的一种继电保护装置功能仿真***，其特征在于，数据库为SQLite3数据库。
8.根据权利要求5所述的一种继电保护装置功能仿真***，其特征在于，继电保护逻辑包括线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护、保测一体装置、测控装置、稳控装置、过程层设备和发变组保护。
9.根据权利要求5所述的一种继电保护装置功能仿真***，其特征在于，界面模块为QT语言开发的Linux界面模块或Windows界面模块。
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