变电站环境监测模拟装置、系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境信号采集的模拟技术领域，具体地，涉及一种变电站环境监测模拟装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着无人值守的智能变电站的快速发展，对变电站辅助系统的建设的智能化，运行稳定性，经济性等要求越来越高。但是目前智能变电站辅助系统结构不规范，环境比较复杂。非法闯入盗窃、自然或人为的环境因素导致智能变电站设备损伤甚至发生火灾，这些事故隐患一旦发生将会造成更大的人身财产安全，而如果能较早的预知这些隐患并及时解决，将会提高智能变电站的安全可靠性，有利于推动无人值守的智能变电站的快速发展，也有利于推动智能变电站辅助系统的建设，实现智能变电站辅助系统的最佳投资收益及运维效果。
[0003]智能变电站辅助系统建设和完善需要依赖于各种动态环境信息进行测试和验证，但是如果用在正在正常使用的变电站系统中测试可能会因为辅助系统的漏洞给变电站带来误操作和控制，不符合变电站运行管理规程。
[0004]综上，目前智能变电站环境监测是一项综合性工作，系统的实施同时受限于人力、物力以及变电站运行管理规程，由于缺少相关的验证数据，目前进展缓慢。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种变电站环境监测模拟装置和系统，模拟变电站复杂环境的监测与控制，避免在正在使用的变电站环境中进行验证和测试而影响变电站的正常工作，本发明还提供了变电站环境监测模拟方法。
[0006]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
变电站环境监测模拟装置，与网关机、动环子系统模拟器配合实现环境信号采集模拟和动环子系统模拟器中设备控制的模拟，所述变电站环境监测模拟装置包括:多个第一通信模块，用于与动环子系统模拟器中的不同设备进行通信，从动环子系统模拟器中接收采集的环境信号，向动环子系统模拟器发送控制命令；数据和命令处理模块，用于对环境信号数据进行处理和转发给第二通信模块，并向动环子系统模拟器中的设备发送控制命令；协议转换模块，用于捕获并解析第一通信模块接收的环境信号数据和数据和命令处理模块发送的控制命令数据，并将第一通信模块接收的环境信号数据转换为与数据和命令处理模块的协议相匹配的数据后发送给数据和命令处理模块，将数据和命令处理模块发出的控制命令数据转换为与第一通信模块相匹配的协议后交由第一通信模块发送；第二通信模块，基于MODBUS TCP协议与网关机进行通信，用于将数据和命令处理模块转发至的环境信号数据转换为MODBUS TCP协议报文后转发给网关机。本方案中，变电站环境监测模拟装置，与网关机、动环子系统模拟器配合实现环境信号采集模拟和动环子系统模拟器中设备控制的模拟，模拟变电站复杂环境的监测与控制，避免在正在使用的变电站环境中进行验证和测试而影响变电站的正常工作，减少实际测试的复杂程度，节约实验室空间，减小开支。环境监测模拟装置具有两种具有协议转换功能的模块，第二通信模块实现网关机与变电站环境监测模拟装置之间的协议转化，实现变电站环境监测模拟装置与IEC61850网关机之间基于MODBUS TCP协议通信；协议转换模块实现变电站环境监测模拟装置与动环子系统模拟器中的设备的各种通信方式，从而实现变电站环境监测模拟装置与动环子系统模拟器中所有设备的互联互通，具有各种信号的采集和控制模拟功能，确保实现最真实的模拟。
[0007]作为本发明的进一步改进，上述变电站环境监测模拟装置还包括模型管理模块，该模型管理模块内存储有动环子系统模拟器的模型。
[0008]进一步，上述变电站环境监测模拟装置还包括配置管理模块，用于配置变电站环境监测模拟装置与动环子系统模拟器之间的联动及报警规则。
[0009]进一步，上述变电站环境监测模拟装置，其特征在于，还包括监控查看模块，用于查看动环子系统模拟器的状态。
[0010]变电站环境监测模拟系统包括主机模拟器和动环子系统模拟器，所述主机模拟器为上述任一技术方案中的变电站环境监测模拟装置；所述动环子系统模拟器包括能够与主机模拟器通信的温湿度监测子系统、SF6监测子系统、风速监测子系统、水浸监测子系统、人员自动跟踪定位子系统、门禁子系统、消防子系统、安全警卫子系统、空调控制子系统、风机控制子系统、水泵控制子系统、灯光控制子系统。本方案中，变电站环境监测模拟装置，与网关机、动环子系统模拟器配合实现环境信号采集模拟和动环子系统模拟器中设备控制的模拟，模拟变电站复杂环境的监测与控制，避免在正在使用的变电站环境中进行验证和测试而影响变电站的正常工作，减少实际测试的复杂程度，节约实验室空间，减小开支。动环子系统还设置了多种环境和管理子系统，确保实现最真实的模拟。
[0011]进一步，动环子系统模拟器还报警主机、安防主机、门禁控制器，所述报警主机与消防子系统相连，所述安防主机与安全警卫子系统相连，所述门禁控制器与门禁子系统相连。
[0012]变电站环境信号采集和环境控制模拟方法，包括环境信号采集步骤和环境控制步骤，所述环境信号采集步骤包括以下步骤:
511、动环子系统模拟器采集环境信号发送给第一通信模块；
512、协议转换模块捕获第一通信模块接收到的环境信号并进行解析，并将该环境信号数据转换为与数据和命令处理模块的协议相匹配的数据后发送给数据和命令处理模块；
513、数据和命令处理模块将协议转换模块发送至的环境信号数据进行处理后转发给第二通信模块；
514、第二通信模块将数据和命令处理模块转发至环境信号数据转换为MODBUSTCP协议报文后转发给网关机；
所述环境控制步骤包括以下步骤:
521、数据和命令处理模块发出控制指令；
522、协议转换模块捕获数据和命令处理模块发出控制指令并进行解析，将该控制指令数据转换为与第一通信模块的协议相匹配的数据后发送给第一通信模块；
523、第一通信模块将控制命令发送给动环子系统模拟器。
[0013]进一步，步骤S21中数据和命令处理模块发出控制指令时根据接收到的环境信号数据发出控制指令或接收网关机通过第二通信模块转发至的远程控制指令并转发。
[0014]进一步，上述数据和命令处理模块接收网关机通过第二通信模块转发至的控制指令并转发具体为:第二通信模块从网关机中接收远程控制指令，并将远程控指令转化为与数据和命令处理模块相匹配的协议报文后转发给数据和命令处理模块，数据和命令处理模块再将该控制指令转发给协议转换模块。
[0015]综上，本发明的有益效果是:
1、本发明可以模拟变电站真实的环境信号，减少实际测试的复杂程度，节约实验室空间，减小开支。
[0016]2、本发明的变电站环境监测模拟装置具有两种具有协议转换功能的模块，第二通信模块实现网关机与变电站环境监测模拟装置之间的协议转化，实现变电站环境监测模拟装置与IEC61850网关机之间基于MODBUS TCP协议通信；协议转换模块实现变电站环境监测模拟装置与动环子系统模拟器中的设备的各种通信方式，从而实现变电站环境监测模拟装置与动环子系统模拟器中所有设备的互联互通，具有各种信号的采集和控制模拟功能。
[0017]3、本发明的研制将会提高智能变电站的安全可靠性，有利于推动无人值守的智能变电站的快速发展，也有利于推动智能变电站辅助系统的建设，实现智能变电站辅助系统的最佳投资收益及运维效果。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的变电站环境监测模拟装置的结构框图；
图2是本发明的变电站环境监测模拟系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0019]智能变电站辅助系统建设和完善需要依赖于各种动态环境信息进行测试和验证，但是现有技术中的智能变电站辅助系统测试如果在正常使用的变电站系统中测试可能会因为辅助系统的漏洞给变电站带来误操作和控制，不符合变电站运行管理规程。有鉴于此，本发明提供一种变