一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，它包括背板、系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對時板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對時板分別接入HB硬件總線且通過HB硬件總線相連接；所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測裝置IED相連。本實用新型不僅優(yōu)化了平臺采用的設(shè)備數(shù)量，減少了平臺占用的空間，而且實現(xiàn)了仿真設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)測設(shè)備之間信息的無縫交互，便于大數(shù)據(jù)的快速處理，使各個設(shè)備之間的異步數(shù)據(jù)交換更加迅速穩(wěn)定，提高了工作效率。
【專利說明】
一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機系統(tǒng)總線的詳細(xì)發(fā)展歷程，包括早期的PC總線和ISA總線、PCI/AGP總線、PC1-X總線以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行總線。從PC總線到ISA、PCI總線，再由PCI進(jìn)入PCIExpress和HyperTransport體系，計算機在這三次大轉(zhuǎn)折中也完成三次飛躍式的提升。與這個過程相對應(yīng)，計算機的處理速度、實現(xiàn)的功能和軟件平臺都在進(jìn)行同樣的進(jìn)化，顯然，沒有總線技術(shù)的進(jìn)步作為基礎(chǔ)，計算機的快速發(fā)展就無從談起。
[0003]在計算機系統(tǒng)中，各個功能部件都是通過系統(tǒng)總線交換數(shù)據(jù)，總線的速度對系統(tǒng)性能有著極大的影響。而也正因為如此，總線被譽為是計算機系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。但相比CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤等功能部件，總線技術(shù)的提升步伐要緩慢得多。
[0004]智能變電站是堅強智能電網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺之一，是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺需要調(diào)用大量的智能站模型和數(shù)據(jù)。如果智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺沒有備份，當(dāng)發(fā)生不可控的因素，數(shù)據(jù)丟失或者損壞，會給工作帶來很大的麻煩。所以冗余問題是智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺必須要解決的問題，但是，常規(guī)的調(diào)測平臺已不能滿足大量數(shù)據(jù)的快速處理分析需求。另外，當(dāng)總線板上的板卡有問題需要更換一塊板卡時，總線不能識別所換板卡的完整性和互容性。需要了解板卡是否正常，只能人為的去檢測板卡的每一個功能是否正常和和其他板卡是否匹配，這就增加了工作量，因此，需要研究一種新型的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺來解決上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，能夠有效提升調(diào)測平臺的使用性能。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對時板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時鐘等功能的系統(tǒng)板、用于對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對時板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對時板分別接入HB硬件總線且通過HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過交換機與電力監(jiān)測裝置IH)相連。
[0008]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對時板通過TIM接口與HB硬件總線相連接。
[0009]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。
[0010]所述交換機包括千兆交換機，所述千兆交換機包括2個千兆電接口和若干個千兆光接口，2個千兆電接口分別通過網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個千兆光接口分別通過光纖與電力監(jiān)測裝置IH)相連。
[0011]所述仿真系統(tǒng)板通過內(nèi)部接口，采用管道pipe通信方式與仿真接口板相互通信。
[0012]仿真接口板為系統(tǒng)平臺開發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號為FZCK0521。
[0013]對時板為對時采集板卡，型號為WC0721。
[0014]除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便進(jìn)行安裝固定和拆卸。
[0015]本實用新型通過采用HB硬件總線結(jié)構(gòu)將仿真設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)測設(shè)備進(jìn)行集中布置，并且系統(tǒng)板與仿真系統(tǒng)板之間通過千兆網(wǎng)口相互通信，不僅優(yōu)化了平臺采用的設(shè)備數(shù)量，減少了平臺占用的空間，而且實現(xiàn)了仿真設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)測設(shè)備之間信息的無縫交互，便于大數(shù)據(jù)的快速處理，使各個設(shè)備之間的異步數(shù)據(jù)交換更加迅速穩(wěn)定，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對時板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時鐘等功能的系統(tǒng)板、用于仿真數(shù)據(jù)的處理，仿真數(shù)據(jù)的中央處理單元的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對時板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對時板分別接入HB硬件總線且通過HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過交換機與電力監(jiān)測裝置IH)相連。
[0018]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對時板通過TIM接口與HB硬件總線相連接。
[0019]所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。
[0020]除母板以外，其它插件均采用后拔插方式，可以方便地進(jìn)行安裝固定和拆卸，機箱內(nèi)，各插件之間通過母板實現(xiàn)連接。本實用新型通過將所有板卡都插在設(shè)有總線的背板上，該背板是基于高速異步實時數(shù)據(jù)交換總線的分布式處理架構(gòu)，可以把變電站數(shù)據(jù)備份到接入HB硬件總線的備用板上，當(dāng)運行板發(fā)生問題，備用板可以自動啟動運行，避免了由于數(shù)據(jù)丟失或者損壞給工作帶來很大的麻煩的出現(xiàn)。
[0021]背板(母板)各板卡插件通過母板實現(xiàn)連接，完成信息交換，采用的是在電力二次裝置通用板卡基礎(chǔ)上改進(jìn)的適用于平臺特制的板卡。系統(tǒng)板為以Motorola公司的32位CPU為核心，完成模數(shù)變換及計算、數(shù)值及邏輯運算、控制輸出、通訊等功能。仿真系統(tǒng)板為x86 i7主板，主要用來仿真數(shù)據(jù)的處理。仿真接口板為系統(tǒng)平臺開發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號為FZCK0521。記錄分析板為PC1-E百兆四SFP端口板卡。對時板為公司基于母線板特制的對時采集板卡，型號為WC0721。
[0022]所述交換機包括千兆交換機，所述千兆交換機包括2個千兆電接口和若干個千兆光接口，2個千兆電接口分別通過網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個千兆光接口分別通過光纖與電力監(jiān)測裝置IH)相連。
[0023]所述仿真系統(tǒng)板通過內(nèi)部接口 IPC( Inter-Process Communi cat 1n，進(jìn)程間通信)通信方式與仿真接口板相互通信。即采用管道(pipe)通信方式與仿真接口板相互通信。(管道(pipe):管道可用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間的通信，是一種半雙工的方式，數(shù)據(jù)只能單向流動，允許一個進(jìn)程和另一個與它有共同祖先的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。)
[0024]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。本實用新型所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對時板通過TIM接口與HB硬件總線相連接。PCIEX接口為采用PCI Express的接口，是系統(tǒng)主控單元與TPI時標(biāo)接口單元之間的數(shù)據(jù)傳輸接口 C=TIM接口為系統(tǒng)時鐘和同步接口，對時板的時鐘單元通過該接口向系統(tǒng)內(nèi)部各單元提供系統(tǒng)時鐘和同步信號。系統(tǒng)時鐘頻率為30.72MHz，系統(tǒng)同步采用自定義幀格式的數(shù)據(jù)突發(fā)的方式進(jìn)行傳輸，同步突發(fā)中包含80ms、T_FRAME、T_SL0T等同步信息，底層采用LVDS電平傳輸。
[0025]本實用新型可以通過硬件總線的邏輯記憶功能，對接入HB硬件總線的板卡每次插拔做記憶判斷和識別。HB硬件總線可以根據(jù)所插板卡的數(shù)據(jù)處理交換，做記憶，來判斷下次所插板卡是否正確，數(shù)據(jù)交換是否正常。因此，智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺可以記憶識別板卡功能和運行狀態(tài)。只要一查插上其他板卡，就會根據(jù)數(shù)據(jù)記憶，直接判斷出板卡功能是否完整，與其他板卡是否兼容，實現(xiàn)了所換板卡的自動識別功能。
[0026]以上所述只是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征在于:包括用于完成內(nèi)部各板卡之間信號線互聯(lián)和供電的功能的背板、用于完成數(shù)據(jù)存儲、仿真、處理、設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)交換以及對時板轉(zhuǎn)發(fā)的各同步源合成系統(tǒng)同步時鐘功能的系統(tǒng)板、用于對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的仿真系統(tǒng)板、用于數(shù)據(jù)仿真的出口組件板卡的仿真接口板、用于采集數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的記錄分析板和對時板，所述背板上設(shè)置有HB硬件總線，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板、記錄分析板和對時板分別接入HB硬件總線且通過HB硬件總線相連接;所述的仿真接口板和記錄分析板分別與電力監(jiān)測裝置IED相連;所述的仿真接口板和記錄分析板通過交換機與電力監(jiān)測裝置IH)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板分別通過PCIEX接口與HB硬件總線相連接，所述對時板通過TIM接口與HB硬件總線相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，所述的系統(tǒng)板、仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板上均設(shè)置有千兆網(wǎng)口，所述系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口分別通過網(wǎng)線與仿真系統(tǒng)板、仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，所述仿真系統(tǒng)板的千兆網(wǎng)口通過網(wǎng)線與仿真接口板的千兆網(wǎng)口相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是:所述交換機包括千兆交換機，所述千兆交換機包括2個千兆電接口和若干個千兆光接口，2個千兆電接口分別通過網(wǎng)線與仿真接口板和記錄分析板的千兆網(wǎng)口相連，若干個千兆光接口分別通過光纖與電力監(jiān)測裝置IH)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，所述仿真系統(tǒng)板通過內(nèi)部接口，采用管道pipe通信方式與仿真接口板相互通信。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，仿真接口板為系統(tǒng)平臺開發(fā)的定值仿真數(shù)據(jù)出口板，型號為FZCK0521。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，對時板為對時采集板卡，型號為WC0721。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的基于總線結(jié)構(gòu)的智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)測平臺，其特征是，除背板板以外，其它插件均采用后拔插方式，方便進(jìn)行安裝固定和拆卸。
【文檔編號】G05B17/02GK205563134SQ201620370120
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】石光, 韓偉, 孔圣立, 吳春紅, 劉磊, 馬偉東, 時晨, 張峰, 喬利紅, 蔡得雨, 王懿, 魏文秀
【申請人】國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司