本发明属于电力系统设备与装置技术领域，涉及一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，还涉及一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变系统。
背景技术：
在传统变电站的继电保护设备，主要采用电缆连接的二次回路。而在智能变电站中，二次电缆逐渐被光纤代替。过去用万用表量一量就可以完成的二次回路测试工作，现在已经无法满足数字化智能站的需求。
在智能站中，二次设备的数据主要以sv和goose格式输入。因此对sv二次回路以及goose信号的测试，就成为二次设备开发，验证，部署过程中的重点内容。目前主要利用基于fpga的嵌入式继电保护测试仪来施加测量激励，此种测试方法成本高昂，携带也不方便。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，生成能够模拟各种电压电流异常的sv报文和goose异常情况的goose报文。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，包括以下过程：
配置sv基本配置信息；
配置sv递变信息，包括：变化量、递变步进时间间隔、通道的递变步长、始值和终止值；
根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，并结合sv基本配置信息生成标准的sv报文；
配置goose基本配置信息；
配置goose序列信息，包括：序列节点、时间间隔、每一个节点goose块中的数据值；
根据goose基本配置信息和序列信息，生成标准的goose报文。
进一步的，sv基本配置信息包括：源mac地址，目的mac地址，采样报文标识smvid，配置版本号confrev，应用标识appid，优先级priority，虚拟局域网名称vlanid，二次电压额定值secondvol，一次电压额定值firstvol，二次电流额定值secondcurrent，一次电流额定值firstcurrent和采样速率samplerate。
进一步的，变化量包括幅值、相角和频率。
进一步的，sv递变信息还包括：变化量是否自动变化，若不自动变化，则输出稳定的正弦波，若自动变化，则输出波形按照设置的变化规律变化。
进一步的，所述根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，包括：
以电流通道ia为例，选择自动递变时，具体计算过程为：
通过读取配置信息，得到该通道类型是电流通道ia，幅值rms是1.0安培，相角phase是0度，ct变比为一次额定值1200.0a除以二次额定值1.0a，也就是1200；
通过读取配置，得到频率freq是50.0hz，每秒采样点数是4000，用这两个数据可以算出一个周波电流需要的采样点数为4000除以50hz即80；
通过读取递变配置，得到步长是0.1a，始值是1.414a，每步时长是1秒；
则第一个1秒钟将发送50个周波的ia电流数据，每个周波80个点；第i个点的值v1i=1.414*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))，其中pi是圆周率常数3.1415927，i取1到80；
上述v1i数据连续发送1秒后，将始值1.414累加步长0.1后电流幅值为1.514a；计算第2秒的发送数据v2i，计算公式为：v2i=1.514*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))；
到第3秒时，再将电流幅值累加0.1，电流幅值为1.614a，重新计算发送数据；依次重复，直到累加的值达到递变设置的终值；
达到递变设置终值后，再根据递变设置是回到始值还是终值，来决定本次实验后最终输出的数据。
进一步的，goose基本配置信息包括：源mac地址，目的mac地址，控制块标记goid，控制块引用名gocbref，数据集引用名datset，发送时间time，允许生存时间tal，配置版本confrev，应用标识appid，虚拟局域网名称vlanid，优先级priority，变位计数器stnum，序列计数器sqnum，测试标识test和needscommision标识ndscom。
相应的，本发明还提供了一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变系统，包括：
sv基本配置模块，用于配置sv基本配置信息；
sv递变配置模块，用于配置sv递变信息，包括：变化量、递变步进时间间隔、通道的递变步长、始值和终止值；
sv报文生成模块，用于根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，并结合sv基本配置信息生成标准的sv报文；
goose基本配置模块，用于配置goose基本配置信息；
goose序列配置模块，用于配置goose序列信息，包括：序列节点、时间间隔、每一个节点goose块中的数据值；
goose报文生成模块，用于根据goose基本配置信息和序列信息，生成标准的goose报文。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过设置电压电流的始值，步进间隔，终值，使发送的sv数据能够模拟各种电压电流异常。通过设置goose序列每个点的值，发送时间，stnum，sqnum，可以模拟各种现场信号以及goose异常情况。
附图说明
图1是sv自动递变报文发送的流程示意图；
图2是goose自动递变报文发送的流程示意图；
图3是sv基本配置界面；
图4是sv递变配置界面；
图5是goose基本配置界面；
图6是goose序列配置界面。
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。
本发明的发明构思是：通过sv递变配置，模拟各种常见的电力系统故障电压，电流，输出sv报文给保护设备施加激励。利用goose序列配置，编辑各种goose异常报文，从而完成对二次设备的功能验证。
本发明的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，参见图1所示，包括以下过程：
sv自动递变报文发送的流程，参见图1所示，包括以下步骤1-4，具体如下描述。
步骤1)配置sv基本配置信息，包括源mac地址，目的mac地址，采样报文标识smvid，配置版本号confrev，应用标识appid，优先级priority，虚拟局域网名称vlanid，二次电压额定值secondvol，一次电压额定值firstvol，二次电流额定值secondcurrent，一次电流额定值firstcurrent，采样速率samplerate。
sv指基于iec61850-9-2格式的采样值数据。采样值报文帧格式包括源和目的mac地址，虚拟局域网名称vlanid，优先级priority，配置版本号confrev、采样报文标识smvid、应用标识appid，数据集datset、数据的采样时刻time，采样同步标志smpsynch，采样速率smprate。
一次二次额定电压和电流，是在发送或接收sv时用来还原出现场的实际电压电流。现场电压电流都经过了pt/ct传感器再采样。
以上sv报文所需的基本信息可以是从ccd文件导入或者手动输入。这些配置信息唯一的确定了一个sv采样数据集。ccd文件是电力系统装置的一种标准文件，从该文件中可以获取到sv，goose基本配置信息。
参见图3所示，配置sv基本配置信息，包括源mac地址（模拟发送sv报文的物理地址）为00-00-01-01-20-01，目的mac地址（模拟或正在测试的接收sv数据的装置地址）为01-0c-cd-01-20-01，smvid为smvcb01，confrev为1，appid为0x4001，priority为0，vlanid为1，采样速率为4000。
步骤2)配置sv递变信息，包括：
变化量：包括幅值、相角和频率；变化量只能选择一个，也就是说sv报文中变化的是电压和电流的幅值、相角或频率；
是否自动变化：若不勾选自动变化，则输出稳定的正弦波，若勾选自动变化，则输出波形按照设置的变化规律变化。勾选自动变化后，还要选择变化结束后是否回到始值（做完一次实验后，可以选择输出终值或者始值）；
设置实验间隔：如果只做一次实验，实验间隔填0秒，如果要做多次实验，填写合适的实验间隔；
配置递变步进时间间隔；
配置通道（每一路电压或电流）的递变步长、始值和终止值。
参见图4所示，是配置sv递变信息，最终选择的是：选择变化量为幅值，勾选自动变化，选择变化结束后回到始值，设置0秒实验间隔代表仅一次实验，配置递变步进时间间隔为100ms,配置通道可以包括延时通道delay，n个电流通道ia、ib、......、in，或者n个电压通道ua、ub、......、un。
步骤3)存储sv基本配置信息和递变信息。
将sv配置信息按以下域进行存储：二次电压额定值secondvol，一次电压额定值firstvol，步进时长steptime，值类型valtype（分固定延时，电压，电流），二次电流额定值secondcurrent，一次电流额定值firstcurrent，采样速率samplerate，递变类型chgtype（分无递变，开始值到终止值，开始值到终止值再到开始值），目的mac地址dstmac，源mac地址srcmac，电压电流频率freq（用来计算采样点的值），数据集名称dataset（指各通道电流电压构成的数据集），是否同步标志sync，多次实验时的实验间隔looptime（为0表示只做一次实验），smv的id标志smvid，优先级priority，appid应用标志，vlanid虚拟局域网名称，配置版本confrev。
递变信息以通道为单位记录，当通道类型是固定延时通道时，递变信息无效。一个通道的详细递变设计包含如下信息：通道名称name，通道有效值val，通道质量quality，通道变化步长step，通道类型chntype（分延时，电压，电流三类），递变始值startval，递变终止值stopval，递变使能chnen，通道相位phase。
步骤4）让通道按照信息描述的规律产生变化的电压电流，并按照sv标准协议的要求，生成标准的sv9-2格式的报文。
以电流通道ia为例，当选择自动递变时，具体计算过程为：
4.1>通过读取界面上的配置信息，得到该通道类型是电流通道ia，幅值rms是1.0安培，相角phase是0度。ct变比为一次额定值1200.0a除以二次额定值1.0a，也就是1200。
4.2>通过读取界面配置，得到频率freq是50.0hz，每秒采样点数（采样速率）是4000，用这两个数据可以算出一个周波电流需要的采样点数为4000除以50hz即80。
4.3>通过读取界面递变配置，得到步长是0.1a，始值（电流幅值）是1.414a，每步时长是1秒。
4.4>则第一个1秒钟将发送50个周波的ia电流数据，每个周波80个点。第i个点的值v1i=1.414*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))，其中pi是圆周率常数3.1415927，i取1到80。
4.5>上述v1i数据连续发送1秒后，将始值1.414累加步长0.1后电流幅值为1.514a。计算第2秒的发送数据v2i，计算公式为：v2i=1.514*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))。
4.6>到第3秒时，再将电流幅值累加0.1，电流幅值为1.614a，重新计算发送数据。依次重复，直到累加的值达到递变设置的终值。
4.7>达到递变设置终值后，再根据递变设置是回到始值还是终值，来决定本次实验后最终输出的数据。如果选择的是初值，则发送数据就是4.4中计算的数据。
发送sv采样数据时，通过queryperformancecounter()获取系统的微妙级计数器，以死循环计数的方式使采样点数据发送抖动80%以上在5us以内，抖动越小越好，这样数据流比较稳定。
将上一个点发送时刻记录在pre64计数器中，然后不断的查询新的64位计数器的值，直到查询到的值和pre64比较，大于采样间隔，立即开始发送下一个采样点的值。
windows系统通过queryperformancecounter()获取到的计数器，技术间隔是纳秒级。当模拟采样频率4000hz/s时，两采样点的间隔是250us。通过不停的查询，当下一个采样点时刻与上一个采样点时刻>=250us时立即发送当前采样点，这样整个发送的数据80%以上的采样点抖动都在5us以内。（指任意两个数据间隔在250us±5us）。
goose自动递变报文发送的流程，参见图2所示，包括以下步骤5-8，具体描述如下。
步骤5)配置goose基本配置信息，包括源mac地址，目的mac地址，控制块标记goid，控制块引用名gocbref，数据集引用名datset，发送时间time，允许生存时间tal，配置版本confrev，应用标识appid，虚拟局域网名称vlanid，优先级priority，变位计数器stnum，序列计数器sqnum，测试标识test，needscommision标识ndscom。
以上goose报文所需的基本信息可以是从ccd文件导入或者手动输入。ccd文件是电力系统装置的一种标准文件，从该文件中可以获取到sv，goose基本配置信息。
参见图5所示，配置goose基本配置信息，包括源mac地址为00-00-01-00-00-01，目的mac地址0为01-0c-cd-01-00-01，goid为psl-621u，smvid为smvcb01，confrev为1，appid为0x0001，priority为0，vlanid为0，tal为10000，stnum为1，sqnum为100。
步骤6)配置一个goose控制块。
如图五所示，在goose控制块列表中添加一个控制块，配置好第五步中的基本信息。然后在goose数据集部分添加该数据集包含的信号个数，配置每一个信号的类型和默认值。
步骤7）配置goose发送序列信息，包括seq表示发送序列的第几个节点，interval表示与上一个节点的时间间隔，单位是毫秒。v0，v1，v2……表示每一个节点goose块中的n个数据的值。
假如一个goose控制块如图5所示的4个输入信号，根据goose协议的规定，任意一个信号有变位时，stnum要加1，然后sqnum归0，并且按照2，2，4，8毫秒的间隔发送4帧数据，然后按照5秒一帧发送，每发送一帧数据sqnum都加1。依次重复，直到出现下一个变位。本发明可以通过图6所示配置出各种goose数据异常情况，来检测被测装置是否能正常工作。
假设对上面的控制块配置一个发送8次的序列，中间包含一次信号变位，则正常的发送序列可以通过图6配置成如下样子：
点击“添加”按钮添加序列的第一个点，延时设为5000毫秒，stnum=3，sqnum=5，四个信号值为0110；
添加序列的第二个点，延时设为5000毫秒，stnum=3，sqnum=6，四个信号值为0110；
添加序列的第三个点，延时设为2毫秒，stnum=1，sqnum=0，四个信号值为0010，第二个信号变位；
添加序列的第四个点，延时设为2毫秒，stnum=1，sqnum=1，四个信号值为0010；
添加序列的第五个点，延时设为4毫秒，stnum=1，sqnum=2，四个信号值为0010；
添加序列的第六个点，延时设为8毫秒，stnum=1，sqnum=3，四个信号值为0010；
添加序列的第七个点，延时设为5000毫秒，stnum=1，sqnum=4，四个信号值为0010；
添加序列的第八个点，延时设为5000毫秒，stnum=1，sqnum=5，四个信号值为0010；
如果要模拟一次sqnum的跳变，则第九个点可以配成如下（正常变化，sqnum应配成6）：
添加序列的第九个点，延时设为5000毫秒，stnum=1，sqnum=7，四个信号值为0010。
步骤8）步骤5~7的配置信息可以以xml格式存储，也可以从存储的文件中导入。
存储格式参考vstgse.xml为：
<sac-vst-goosecfg>
<goosetimeallowedtolive="0"goid="psl-621u/lln0$g0$gocb1"test="0"useserial="1"enable="1"time=""goref="psl-621u/lln0$g0$gocb1"stnum="1"dstmac="01-0c-cd-01-00-01"dataset="psl-621u/lln0$g0$gocb1"serialloop="1"sqnum="5"ndscom="0"srcmac="00-00-01-00-00-01"priority="0"appid="0x0001"vlanid="0"confrev="0">
<itemtype="bool"val="0"desc=""/>
<itemtype="bit_string"val="01"desc=""/>
<itemtype="int"val="-5"desc=""/>
<itemtype="float"val="1.230"desc=""/>
<itemtype="uint"val="5"desc=""/>
<serialsqnum="2"v1="01"seq="0"v4="5"stnum="1"interval="1000"v2="-5"v3="1.230"v0="0"/>
<serialsqnum="1"v1="10"seq="1"v4="5"stnum="1"interval="1000"v2="-5"v3="1.230"v0="0"/>
<serialsqnum="5"v1="10"seq="2"v4="6"stnum="1"interval="1000"v2="-5"v3="1.230"v0="0"/>
<serialsqnum="3"v1="01"seq="3"v4="7"stnum="1"interval="1000"v2="-5"v3="1.230"v0="0"/>
<serialsqnum="4"v1="10"seq="4"v4="8"stnum="1"interval="1000"v2="-5"v3="1.230"v0="0"/>
</goose>
</sac-vst-goosecfg>
9）选择以太网口并发送标准的goose报文数据。
以图5为例，没有勾选“使用序列”时，点击自动发送，则按照stnum=1，sqnum=1，四个信号值为0000发送第一个点。让后隔2，2，4，8毫秒，sqnum分别为2，3，4，5发送四个点，然后按照图五设置的5000毫秒间隔发送，sqnum为5，6，7......依次累加，直到停止发送。
如果勾选了“使用序列”，点击序列配置按钮，假设按照第6步的方法配置了序列。则软件从界面读取信息，
在第5000毫秒发送stnum=3，sqnum=5，四个信号值为0110；
第10秒时发送stnum=3，sqnum=6，四个信号值为0110；
第10秒2毫秒时发送stnum=1，sqnum=0，四个信号值为0010；
第10秒4毫秒时发送stnum=1，sqnum=1，四个信号值为0010；
第10秒8毫秒时发送stnum=1，sqnum=2，四个信号值为0010；
第10秒16毫秒时发送stnum=1，sqnum=3，四个信号值为0010；
第15秒16毫秒时发送stnum=1，sqnum=4，四个信号值为0010；
第20秒16毫秒时发送stnum=1，sqnum=5，四个信号值为0010；
第25秒16毫秒时发送stnum=1，sqnum=7，四个信号值为0010。
本发明通过配置sv基本信息和递变信息，来模拟各种电压电流的异常情况。通过配置goose基本信息和递变序列，来模拟各种goose信号异常情况。
本发明通过设置电压电流的始值，步进间隔，终值使发送的sv数据能够模拟各种电压电流异常。通过设置实验之间的间隔，使系统支持多次循环实验。通过设置goose序列每个点的值，发送时间，stnum，sqnum可以模拟各种现场信号以及goose异常情况。该系统可以直接部署在运行windows系统的电脑上，极大的方便了继电保护装置的开发，测试与部署。
相应的，本发明还提供了一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变系统，包括：
sv基本配置模块，用于配置sv基本配置信息；
sv递变配置模块，用于配置sv递变信息，包括：变化量、递变步进时间间隔、通道的递变步长、始值和终止值；
sv报文生成模块，用于根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，并结合sv基本配置信息生成标准的sv报文；
goose基本配置模块，用于配置goose基本配置信息；
goose序列配置模块，用于配置goose序列信息，包括：序列节点、时间间隔、每一个节点goose块中的数据值；
goose报文生成模块，用于根据goose基本配置信息和序列信息，生成标准的goose报文。
本发明系统中各个模块的实现方案参见以上方法的具体实现步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
1.一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，包括以下过程：
配置sv基本配置信息；
配置sv递变信息，包括：变化量、递变步进时间间隔、通道的递变步长、始值和终止值；
根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，并结合sv基本配置信息生成标准的sv报文；
配置goose基本配置信息；
配置goose序列信息，包括：序列节点、时间间隔、每一个节点goose块中的数据值；
根据goose基本配置信息和序列信息，生成标准的goose报文。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，sv基本配置信息包括：源mac地址，目的mac地址，采样报文标识smvid，配置版本号confrev，应用标识appid，优先级priority，虚拟局域网名称vlanid，二次电压额定值secondvol，一次电压额定值firstvol，二次电流额定值secondcurrent，一次电流额定值firstcurrent和采样速率samplerate。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，变化量包括幅值、相角和频率。
4.根据权利要求1所述的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，sv递变信息还包括：变化量是否自动变化，若不自动变化，则输出稳定的正弦波，若自动变化，则输出波形按照设置的变化规律变化。
5.根据权利要求1所述的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，所述根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，包括：
以电流通道ia为例，选择自动递变时，具体计算过程为：
通过读取配置信息，得到该通道类型是电流通道ia，幅值rms是1.0安培，相角phase是0度，ct变比为一次额定值1200.0a除以二次额定值1.0a，也就是1200；
通过读取配置，得到频率freq是50.0hz，每秒采样点数是4000，用这两个数据可以算出一个周波电流需要的采样点数为4000除以50hz即80；
通过读取递变配置，得到步长是0.1a，始值是1.414a，每步时长是1秒；
则第一个1秒钟将发送50个周波的ia电流数据，每个周波80个点；第i个点的值v1i=1.414*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))，其中pi是圆周率常数3.1415927，i取1到80；
上述v1i数据连续发送1秒后，将始值1.414累加步长0.1后电流幅值为1.514a；计算第2秒的发送数据v2i，计算公式为：v2i=1.514*ct*sin(2*pi*i/80-phase*pi/180))；
到第3秒时，再将电流幅值累加0.1，电流幅值为1.614a，重新计算发送数据；依次重复，直到累加的值达到递变设置的终值；
达到递变设置终值后，再根据递变设置是回到始值还是终值，来决定本次实验后最终输出的数据。
6.根据权利要求1所述的一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变方法，其特征是，goose基本配置信息包括：源mac地址，目的mac地址，控制块标记goid，控制块引用名gocbref，数据集引用名datset，发送时间time，允许生存时间tal，配置版本confrev，应用标识appid，虚拟局域网名称vlanid，优先级priority，变位计数器stnum，序列计数器sqnum，测试标识test和needscommision标识ndscom。
7.一种继电保护装置过程层sv-gse自动递变系统，其特征是，包括：
sv基本配置模块，用于配置sv基本配置信息；
sv递变配置模块，用于配置sv递变信息，包括：变化量、递变步进时间间隔、通道的递变步长、始值和终止值；
sv报文生成模块，用于根据sv递变信息，获得变化的电压或电流，并结合sv基本配置信息生成标准的sv报文；
goose基本配置模块，用于配置goose基本配置信息；
goose序列配置模块，用于配置goose序列信息，包括：序列节点、时间间隔、每一个节点goose块中的数据值；
goose报文生成模块，用于根据goose基本配置信息和序列信息，生成标准的goose报文。
技术总结