CN104300673B - 检测智能终端goose分辨率的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统，所述方法包括继电保护测试仪的多个光口根据预先设定的时刻向被测的智能终端输出GOOSE报文信号；智能终端的多个直跳口接收所述的光口输出的GOOSE报文信号；智能终端的多个直跳口记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻；智能终端根据所述的多个直跳口记录的时刻生成报文信息；检测装置通过工业以太网接收所述的报文信息；检测装置根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成智能终端的GOOSE分辨率的检测结果。实现了全面、详细、深入的检测被测智能终端设备的目的，对于掌握各厂家智能终端的性能起到重要的作用。
Description
技术领域
本发明关于电力系统中的智能变电站技术领域，特别是关于智能变电站中智能终端的检测技术领域，具体的讲是一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统。
背景技术
目前，国内智能电网正处于高速发展时期，越来越多的智能变电站的建设大力推动了智能电网的发展。智能变电站应用电子式互感器代替常规互感器，应用智能断路器代替常规断路器，应用IEC61850协议传输数字报文代替传统二次模拟量，应用光缆代替电缆实现二次回路。由于二次系统中没有了电气量的传输，使得一次高压系统与二次低压系统有了有效地物理隔离，防止了大量如电流互感器二次开路等接线错误，防止了耦合电压电流造成的电磁干扰，使变电站的运行更加具有保障。在常规变电站中，各厂家设备互不兼容，使得调试、运行人员操作极为复杂，需要各厂家大量的协调配合工作。而智能变电站IEC61850协议，使得各个厂家拥有了统一的标准，为调试、管理、运行与维护的简化提供基础。
智能终端作为变电站中新出现的一种IED设备，适用于智能变电站内多种一次开关间隔或变压器间隔，其最主要的两个功能是：（1）接收过程层网络的控制指令或继电保护装置的直接控制指令，并驱动相应的出口回路完成对一次设备的控制功能；（2）采集一次设备的位置信号、报警信号等实时数据，通过GOOSE服务发布至过程层网络。
国家电网公司对于智能终端有着严格的标准，Q/GDW428-2010《智能变电站智能终端技术规范》中对智能终端的各项性能进行了约束与规定。现有技术中，由于各装置生产厂家所掌握的智能终端技术、硬件选用、软件开发等环节均有所不同，对于是否满足国家电网公司对于智能终端的标准没有统一的定论。另外，各厂家所采用的技术方法不同，其最终实现的GOOSE分辨率精度也会不同。因此，各设备厂家对于智能终端的研发与生产水平各异导致的智能终端的成品之间存在较大差异，现有技术中急需一种对于市场上存在的各种型号的智能终端的GOOSE分辨率进行科学、有效的检测的方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统，依据国家电网公司企业标准要求，智能终端设备特点、GOOSE报文传输机制，制定了智能终端光端口接收GOOSE分辨率检测的方案，实现了全面、详细、深入的检测被测智能终端设备的目的，对于掌握各厂家智能终端的性能起到重要的作用。
本发明的目的之一是，提供一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统，所述的系统包括继电保护测试仪、被测的智能终端以及检测装置，其中，所述的继电保护测试仪通过光纤与所述被测的智能终端相连接；所述被测的智能终端通过工业以太网与所述的检测装置相连接；所述的继电保护测试仪，包括多个光口，所述的光口用于根据预先设定的时刻向所述被测的智能终端输出GOOSE报文信号；所述的智能终端，包括多个直跳口，所述的直跳口用于接收所述的光口输出的GOOSE报文信号，记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻，根据所述的时刻生成报文信息；所述的检测装置，用于通过工业以太网接收所述的报文信息，根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果。
优选的，所述继电保护测试仪的光口与所述智能终端的直跳口一一对应。
优选的，所述的GOOSE报文信号包括跳闸信号和/或合闸信号。
优选的，所述的检测装置具体包括：报文信息接收模块，用于通过工业以太网接收所述的报文信息；报文信息解析模块，用于解析所述的报文信息，得到所述智能终端的各个直跳口记录的时刻；记录时刻间隔确定模块，用于根据所述智能终端的各个直跳口记录的时刻确定相邻直跳口对应的时刻之间的间隔；预定时刻获取模块，用于获取所述继电保护测试仪的各个光口对应的预先设定的时刻；预定时刻差值确定模块，用于根据所述各个光口对应的预先设定的时刻确定相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔；差值阈值获取模块，用于获取预先设定的误差阈值；检测结果生成模块，用于根据所述相邻直跳口对应的时刻之间的间隔、相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔以及所述的误差阈值生成所述智能终端GOOSE分辨率的检测结果。
优选的，所述的检测装置为计算机和/或报文分析仪。
本发明的目的之一是，提供一种利用上述系统检测智能终端GOOSE分辨率的方法，所述的方法包括：继电保护测试仪的多个光口根据预先设定的时刻向被测的智能终端输出GOOSE报文信号；所述的智能终端的多个直跳口接收所述的光口输出的GOOSE报文信号；所述的智能终端的多个直跳口记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻；所述的智能终端根据所述的多个直跳口记录的时刻生成报文信息；检测装置通过工业以太网接收所述的报文信息；所述的检测装置根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果。
本发明的有益效果在于，标准规定智能终端的GOOSE开入分辨率应不大于1ms，考察了装置对于同一时间开入量的处理能力，结合已知的各厂家对于开入量时间精度的采集能力，最终制定了智能终端光端口接收GOOSE分辨率检测的方案，实现了全面、详细、深入的检测被测智能终端设备的目的，对于掌握各厂家智能终端的性能起到重要的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统中检测装置的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的实施方式二的结构框图；
图4为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的实施方式三的结构框图；
图5为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法的流程示意图；
图6为图5中的步骤S106的具体流程图；
图7为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统中继电保护测试仪的电路原理示意图；
图8为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统中智能终端的电路原理示意图；
图9为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统中报文分析仪的电路原理示意图；
图10为本发明实施例提供的一种实际的测试实例示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中，由于各装置生产厂家所掌握的智能终端技术、硬件选用、软件开发等环节均有所不同，对于是否满足国家电网公司对于智能终端的标准没有统一的定论。另外，各厂家所采用的技术方法不同，其最终实现的GOOSE分辨率精度也会不同。因此，各设备厂家对于智能终端的研发与生产水平各异导致的智能终端的成品之间存在较大差异。
本发明实施例提供了一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统，标准规定智能终端的GOOSE开入分辨率应不大于1ms，考虑了存在的允许误差范围，确定了实验的间隔时间，并考察了装置对于同一时间开入量的处理能力，结合已知的各厂家对于开入量时间精度的采集能力，最终制定了智能终端光端口接收GOOSE分辨率检测的方案。
在本发明中，GOOSE是面向通用对象的变电站事件（GOOSE——GenericObjectOrientedSubstationEvent），是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。
SOE（SequenceOfEvent，事件顺序记录系统）作为智能变电站自动化的重要组成部分，负责记录智能变电站中各种电力设备发生遥信变位（如断路器变位）时的变位时间、变位原因、开关跳闸时相应的遥测量值（如相应的三相电流、有功功率等），并形成SOE记录，以便于事后分析。因此，对于被测智能终端是否满足分辨率要求，需通过检测装置读取智能终端上记录的SOE分析得知。
智能终端在智能变电站中处于关键位置，对其可靠性要求极高，在任何时候都要可靠动作，不出现拒动和误动的情况。在智能变电站应用中，智能终端作为智能断路器与继电保护装置、测控装置之间重要的枢纽，对智能变电站的正常运行起着决定性的作用。智能终端将IEC61850协议中定义的面向对象的智能变电站通用事件，即GOOSE信号，转化为传统继电器输出的接点；同时将采集到的断路器位置，刀闸位置等等一次信息，转化为GOOSE信号上送至继电保护装置、测控装置。国家电网公司对于智能终端有着严格的标准，Q／GDW428-2010《智能变电站智能终端技术规范》中对智能终端各项性能进行了约束与规定。
因此，智能终端作为智能变电站数字化继电保护装置与一次高压断路器之间的重要环节，其处理保护测控信号的能力要求极高，要求能够分辨出相隔时间小于1ms的GOOSE信号。
检测智能终端GOOSE分辨率有以下3个方面的要求：
1、对于所有的GOOSE信号必须检测到，不能丢掉任意一个信号。
2、对于间隔大于1ms的GOOSE信号必须区别其先后次序，并不能认为是一个信号。
3、对于间隔大于1ms的GOOSE信号，其时标的误差在±1ms以内。
图1为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的结构框图，由图1可知，所述的系统包括继电保护测试仪100、被测的智能终端200以及检测装置300，
其中，所述的继电保护测试仪100通过光纤与所述被测的智能终端200相连接；
所述被测的智能终端200通过工业以太网与所述的检测装置300相连接；
所述的继电保护测试仪100，包括多个光口，所述的光口用于根据预先设定的时刻向所述被测的智能终端输出GOOSE报文信号。图1中，继电保护测试仪用于模拟数字化继电保护装置，发送GOOSE报文给被测智能终端。继电保护测试仪诸如可通过数字式继电保护测试仪来实现。
在具体的实施方式中，继电保护测试仪具有多个（大于等于3个）光口，根据实际检测的需要，选取其中的部分光口进行检测，诸如：在某具体的实施方式中，选取光口1、2、3、4进行配置。不同光口输出的GOOSE报文信号包括跳闸信号和/或合闸信号，也即光口输出的GOOSE信号可以均为跳闸信号，或均为合闸信号，也可配置为部分光口输出跳闸信号，部分光口输出合闸信号。
由于检测过程中要求智能终端的多个直跳口接收GOOSE报文信号，为了能够在智能终端的SOE记录中清楚地分辨出不同的GOOSE报文内容，因此将不同的GOOSE报文内容分别发送至智能终端的多个直跳口。
继电保护测试仪中的多个光口根据预先设定的时刻向所述被测的智能终端输出GOOSE报文信号，此处预先设定的时刻中分别规定了各个光口发送GOOSE报文信号的时间，诸如：12点00分00秒00毫秒时，光口1发送GOOSE报文信号；12点00分00秒1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号；12点00分00秒2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号；12点00分00秒3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号。各个光口发送报文信号的时间间隔可以不同，也可以设置为相同。诸如在上述的实施例中，各个光口发送报文信号的时间间隔是相同的，均为1.2毫秒。
所述的智能终端200，包括多个直跳口，所述的直跳口用于接收所述的光口输出的GOOSE报文信号，记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻，根据所述的时刻生成报文信息。
在现场实际应用中，本发明的智能终端需配置直跳口与网络口，其中直跳口与数字化继电保护装置通过光纤相连。当数字化继电保护装置动作时，直接将跳闸命令发送至智能终端的直跳口。而智能终端的网络口主要应用于智能变电站的测控装置，由运行人员人工操作测控装置时，向智能终端网络口发送分合断路器或分合刀闸命令。
因智能终端的直跳口与数字化继电保护装置直接相关，是实现智能变电站继电保护功能的重要接口，因此其实时性远大于网络口，GOOSE信号分辨率的测量是基于直跳口完成的。
因继电保护测试仪的光口向智能终端的直跳口发送GOOSE报文信号，因此所述继电保护测试仪的光口与所述智能终端的直跳口一一对应，二者需要选取相同的数目进行配置。诸如，从继电保护测试仪中选取4个光口，则智能终端也需相应配置4个直跳口。
智能终端的直跳口接收到所述的光口输出的GOOSE报文信号时，在其对应的SOE上记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻，此后，智能终端可根据所述SOE上记录的时刻生成报文信息，以便传送至检测装置。
所述的检测装置300，用于通过工业以太网接收所述的报文信息，根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果。图2为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统中检测装置的结构框图，由图2可知，所述的检测装置具体包括：
报文信息接收模块301，用于通过工业以太网接收所述的报文信息；
报文信息解析模块302，用于解析所述的报文信息，得到所述智能终端的各个直跳口记录的时刻。设12点00分00毫秒时，继电保护测试仪的光口1发送GOOSE报文信号，直跳口1接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分0.1毫秒。设12点00分1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号，直跳口2接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分1.3毫秒，设12点00分2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号，,直跳口3接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分2.5毫秒；设12点00分3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号，直跳口4接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分3.7毫秒。则直跳口1、2、3、4记录的时刻分别为12点00分0.1毫秒、12点00分1.3毫秒、12点00分2.5毫秒、12点00分3.7毫秒。
记录时刻间隔确定模块303，用于根据所述智能终端的各个直跳口记录的时刻确定相邻直跳口对应的时刻之间的间隔。若直跳口1、2、3、4记录的时刻分别为12点00分0.1毫秒、12点00分1.3毫秒、12点00分2.5毫秒、12点00分3.7毫秒，则相邻直跳口对应的时刻之间的间隔分别为直跳口1、2的间隔为1.2毫秒，直跳口2、3之间的间隔为1.2毫秒，直跳口3、4之间的间隔为1.2毫秒。
预定时刻获取模块304，用于获取所述继电保护测试仪的各个光口对应的预先设定的时刻。如预先设定的时刻为12点00分00毫秒、12点00分1.2毫秒、12点00分2.4毫秒以及12点00分3.6毫秒，则12点00分00毫秒时，光口1发送GOOSE报文信号，12点00分1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号，12点00分2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号，12点00分3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号。
预定时刻差值确定模块305，用于根据所述各个光口对应的预先设定的时刻确定相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔。预先设定的时刻为12点00分00毫秒、12点00分1.2毫秒、12点00分2.4毫秒以及12点00分3.6毫秒，则相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔均为1.2毫秒。
差值阈值获取模块306，用于获取预先设定的误差阈值。根据不同的检测需求，可预先设定不同的误差阈值，诸如0.1毫秒。
检测结果生成模块307，用于根据所述相邻直跳口对应的时刻之间的间隔、相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔以及所述的误差阈值生成所述智能终端GOOSE分辨率的检测结果。如在上述实施例中，相邻直跳口对应的时刻之间的间隔分别为直跳口1、2的间隔为1.2毫秒，直跳口2、3之间的间隔为1.2毫秒，直跳口3、4之间的间隔为1.2毫秒，相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔均为1.2毫秒，预先设定的误差阈值为0.1毫秒，则说明当前被测的智能终端的GOOSE分辨率应不大于1ms，符合智能变电站继电保护通用技术条件的要求。因此，生成的检测结果中表明，当前被测的智能终端符合要求。
图3为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的实施方式二的结构框图，由图2可知，本发明的检测装置在具体的实施方式中可通过计算机来实现。将调试软件安装到计算机上，连接被测智能终端，读取被测智能终端记录的SOE，并对SOE记录时间进行分析。
图4为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统的实施方式三的结构框图，由图4可知，本发明的检测装置还可通过报文分析仪来实现。
图5为本发明实施例提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法的流程示意图，由图5可知，该方法包括：
S101：继电保护测试仪的多个光口根据预先设定的时刻向被测的智能终端输出GOOSE报文信号。在具体的实施方式中，继电保护测试仪具有多个（大于等于3个）光口，根据实际检测的需要，选取其中的部分光口进行检测，诸如：在某具体的实施方式中，选取光口1、2、3、4进行配置。不同光口输出的GOOSE报文信号包括跳闸信号和/或合闸信号，也即光口输出的GOOSE信号可以均为跳闸信号，或均为合闸信号，也可配置为部分光口输出跳闸信号，部分光口输出合闸信号。
由于检测过程中要求智能终端的多个直跳口接收GOOSE报文信号，为了能够在智能终端的SOE记录中清楚地分辨出不同的GOOSE报文内容，因此将不同的GOOSE报文内容分别发送至智能终端的多个直跳口。
继电保护测试仪中的多个光口根据预先设定的时刻向所述被测的智能终端输出GOOSE报文信号，此处预先设定的时刻中分别规定了各个光口发送GOOSE报文信号的时间，诸如：12点00分00秒00毫秒时，光口1发送GOOSE报文信号；12点00分00秒1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号；12点00分00秒2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号；12点00分00秒3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号。各个光口发送报文信号的时间间隔可以不同，也可以设置为相同。诸如在上述的实施例中，各个光口发送报文信号的时间间隔是相同的，均为1.2毫秒。
S102：所述的智能终端的多个直跳口接收所述的光口输出的GOOSE报文信号。在现场实际应用中，本发明的智能终端需配置直跳口与网络口，其中直跳口与数字化继电保护装置通过光纤相连。当数字化继电保护装置动作时，直接将跳闸命令发送至智能终端的直跳口。而智能终端的网络口主要应用于智能变电站的测控装置，由运行人员人工操作测控装置时，向智能终端网络口发送分合断路器或分合刀闸命令。
因智能终端的直跳口与数字化继电保护装置直接相关，是实现智能变电站继电保护功能的重要接口，因此其实时性远大于网络口，GOOSE信号分辨率的测量是基于直跳口完成的。
因继电保护测试仪的光口向智能终端的直跳口发送GOOSE报文信号，因此所述继电保护测试仪的光口与所述智能终端的直跳口一一对应，二者需要选取相同的数目进行配置。诸如，从继电保护测试仪中选取4个光口，则智能终端也需相应配置4个直跳口。
S103：所述的智能终端的多个直跳口记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻。智能终端的直跳口接收到所述的光口输出的GOOSE报文信号时，在其对应的SOE上记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻。
S104：所述的智能终端根据所述的多个直跳口记录的时刻生成报文信息。智能终端可根据所述SOE上记录的时刻生成报文信息，以便传送至检测装置。
S105：检测装置通过工业以太网接收所述的报文信息；
S106：所述的检测装置根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果。
图6为图5中的步骤S106的具体流程图，由图6可知，步骤S106具体包括：
S201：所述的检测装置解析所述的报文信息，得到所述智能终端的各个直跳口记录的时刻。设12点00分00毫秒时，继电保护测试仪的光口1发送GOOSE报文信号，直跳口1接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分0.1毫秒。设12点00分1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号，直跳口2接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分1.3毫秒，设12点00分2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号，,直跳口3接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分2.5毫秒；设12点00分3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号，直跳口4接收到GOOSE报文信号的时刻为12点00分3.7毫秒。则直跳口1、2、3、4记录的时刻分别为12点00分0.1毫秒、12点00分1.3毫秒、12点00分2.5毫秒、12点00分3.7毫秒。
S202：所述的检测装置根据所述智能终端的各个直跳口记录的时刻确定相邻直跳口对应的时刻之间的间隔。若直跳口1、2、3、4记录的时刻分别为12点00分0.1毫秒、12点00分1.3毫秒、12点00分2.5毫秒、12点00分3.7毫秒，则相邻直跳口对应的时刻之间的间隔分别为直跳口1、2的间隔为1.2毫秒，直跳口2、3之间的间隔为1.2毫秒，直跳口3、4之间的间隔为1.2毫秒。
S203：所述的检测装置获取所述继电保护测试仪的各个光口对应的预先设定的时刻。如预先设定的时刻为12点00分00毫秒、12点00分1.2毫秒、12点00分2.4毫秒以及12点00分3.6毫秒，则12点00分00毫秒时，光口1发送GOOSE报文信号，12点00分1.2毫秒时，光口2发送GOOSE报文信号，12点00分2.4毫秒时，光口3发送GOOSE报文信号，12点00分3.6毫秒时，光口4发送GOOSE报文信号。
S204：所述的检测装置根据所述各个光口对应的预先设定的时刻确定相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔。预先设定的时刻为12点00分00毫秒、12点00分1.2毫秒、12点00分2.4毫秒以及12点00分3.6毫秒，则相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔均为1.2毫秒。
S205：所述的检测装置获取预先设定的误差阈值。根据不同的检测需求，可预先设定不同的误差阈值，诸如0.1毫秒。
S206：所述的检测装置根据所述相邻直跳口对应的时刻之间的间隔、相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔以及所述的误差阈值生成所述智能终端GOOSE分辨率的检测结果。如在上述实施例中，相邻直跳口对应的时刻之间的间隔分别为直跳口1、2的间隔为1.2毫秒，直跳口2、3之间的间隔为1.2毫秒，直跳口3、4之间的间隔为1.2毫秒，相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔均为1.2毫秒，预先设定的误差阈值为0.1毫秒，则说明当前被测的智能终端的GOOSE分辨率应不大于1ms，符合智能变电站继电保护通用技术条件的要求。因此，生成的检测结果中表明，当前被测的智能终端符合要求。
下面结合具体的实施例，对本发明提供的一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统做详细说明。系统配置成如图4所示，其中继电保护测试仪为数字式继电保护测试仪，使用图4中的数字式继电保护测试仪模拟智能变电站中的数字化继电保护装置。图7为该数字式继电保护测试仪的电路原理示意图，由图7可知，数字式继电保护测试仪由嵌入式ARM（AdvancedRISCMachines）和数字信号处理器（DSP）来实现以太网通信功能和高效快速的数据处理功能，采用光纤以太网输出数据报文给被测保护装置，硬件组成如图所示。在测试仪面板上设计有多路开关量输入和多路开关量输出端口。当被测装置出口回路采用硬接线时，开入量用于接收保护动作信号。开出量为被测设备提供状态信号，用于在试验时启动被测设备或为被测设备提供开入。测试仪通过GPS接口提供的GPS信号，可以实现多台测试仪的异地同步输出和同步触发。
如图4所示，本实施例种应用的检测装置为报文分析仪，图9为该报文分析仪的电路原理示意图，由图9可知，网络报文分析仪的原理图说明如下：
（1）过程层报文记录子系统运行在嵌入式实时操作系统上，配置有大容量存储器，直接接入到变电站的过程层网络交换机中，接收来自过程层网络的所有报文（主要包括SMV、GOOSE、GMRP、PTP等），并对这些报文进行实时解码分析和存储，在实时解码分析时检查如丢帧、错序、失步、超时、中断、无效编码、流量突变等各类异常状态，并实时给出异常事件告警。原始报文数据可根据事件标签在管理界面上随时调阅和分析。该系统还可以对SMV和GOOSE报文的数据进行同步组合整理和打包，转发给暂态录波子系统。
（2）暂态录波子系统运行在嵌入式实时操作系统上，配置大容量存储器，接收来自过程层报文记录子系统的经过同步组合和整理的数据包，根据预先设置的启动定值判据实现暂态录波启动功能，以COMTRADE格式输出暂态录波数据，数据中包含采样值的波形和GOOSE状态信息的波形，并可给出一次系统故障分析报告、保护动作行为分析报告和测距结果。后台管理系统可以对这些数据进行测距计算、阻抗分析、谐波分析、功率分析等高级应用。
（3）站控层录波子系统运行在嵌入式实时操作系统上，配置大容量存储器，直接接入到变电站的站控层交换机中，接收并记录来自站控层网络的所有原始报文（主要包括MMS报文），后台管理软件可根据时间标签随时调取原始报文数据进行报文序列分析。
（4）就地管理子系统运行在Linux系统上，提供大容量就地存储空间，实现就地的人机交互管理界面，可以调取过程层报文记录子系统、暂态录波子系统、站控层报文记录子系统记录的各类原始报文数据和暂态故障录波数据，实现过程层网络报文分析、站控层网络报文分析和暂态录波定值整定和波形数据分析等功能，提供就地实时告警画面。
由图4可知，分别对测试仪的三个输出光口进行设置，且连接光纤一一对应智能终端的3个直跳口，并对3个输出光口发送GOOSE报文的时间间隔进行设置。图4中的智能终端为分相智能终端，其对应的电路原理示意图如图8所示，由图8可知，组成智能终端的插件有：电源插件、主DSP插件、开入板、开出板，操作回路插件，模拟量采集板。DSP插件负责GOOSE通信和装置运行管理；智能开入插件能够采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信息，然后通过DSP插件发送给保护和测控装置；智能开出插件能根据保护和测控装置通过GOOSE网送来的分、合闸命令驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器经DSP启动控制，保证其动作的可靠性；智能开出插件的跳、合闸出口接点连接至操作回路插件，由操作回路插件完成跳、合闸电流自保持功能，从而动作于断路器。
由图4可知，直跳口1接收的光口1发送的GOOSE报文中仅包含“保护跳闸A相GOOSE”的命令，直跳口2接收的光口2发送的GOOSE报文中仅包含“保护跳闸B相GOOSE”的命令，直跳口3接收的光口3发送的GOOSE报文中仅包含“保护跳闸C相GOOSE”的命令。
实施例一
考虑到标准要求分辨率应小于1ms，以及各厂家所选用CPU对于GOOSE报文的接收处理能力，为能够准确考察各厂家CPU分辨率处理精度程度，以及避免在1ms整秒间隔带来的误差，在如下的检测方案中，设计为3次实验，第一次实验3个GOOSE控制块发送间隔为0.8ms，第二次实验发送间隔为1.2ms，第三次实验发送间隔为5ms。
此处之所以要采用0.8ms、1.2ms和5ms的三次测试间隔，是因为要测试智能终端的分辨率为1ms，但考虑到继电保护测试仪发出的信号可能有微小的时间误差，所有增加了1.2倍的可靠系数。也就是说，即使继电保护测试仪有微小的误差，1.2ms的GOOSE间隔是智能终端必须能够分辨的。采用0.8ms的测试间隔是对智能终端的拔高测试，考察项目不是必须通过的项目。采用5ms的测试间隔是对智能终端的较长时间的测试，智能终端也必须能够分辨。
实施例二
在本实施例中，可仅由3个GOOSE控制块发送间隔为1.2ms测试，如果1.2ms的测试能够通过，则被测的智能终端就符合要求。
实施例三
如图10所示，为一个实际的测试情况，其中，智能终端一的中断处理间隔为0.6ms，智能终端二的中断处理间隔为1.6ms，继电保护测试仪发出的四个GOOSE信号的间隔为1.2ms，则如图10所示，,通过继电保护测试仪分别对两个智能终端进行GOOSE分辨率的测试。继电保护测试仪每隔1.2ms发出一个测试用的GOOSE信号，对于中断处理间隔为0.6ms的智能终端，能够清楚的区分所有的测试仪的GOOSE信号,因此该智能终端合格；而对间隔为1.6ms的智能终端，信号1和信号2将被误认为是同时发生的GOOSE信号，无法确定其先后顺序，因此该智能终端不合格。
智能终端的采样原理为：智能终端只有在采样信号到来后才能够收到继电保护测试仪发出的GOOSE信号。比如在图10中：对于0.6ms采样间隔的智能终端，信号1和信号2分在不同的中断中被处理，因此信号1和信号2可以被区分开，并且被打上不同的时标；对于1.6ms采样间隔的智能终端，只有当第二个采样信号到来后才知道信号1和信号2的GOOSE信号已经来到，并且记录的SOE时标都为第二个采样信号发生时刻的时标，因此该智能终端将无法区分信号1、2发生的先后次序，并且很有可能后面的信号2将信号1覆盖，也就是说，智能终端只能够知道信号2发生了，不知信号1发生过。因此，只有采样间隔足够短的智能终端才是合格的。
综上所述，本发明的有益成果是提供了一种检测智能终端GOOSE分辨率的方法及系统，标准规定智能终端的GOOSE开入分辨率应不大于1ms，考虑了存在的允许误差范围，确定了实验的间隔时间，并考察了装置对于同一时间开入量的处理能力，结合已知的各厂家对于开入量时间精度的采集能力，最终制定了智能终端光端口接收GOOSE分辨率检测的方案，能够全面、详细、深入的检测被测智能终端设备，对于掌握各厂家智能终端的性能有重要的作用。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例系统中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各系统的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种检测智能终端GOOSE分辨率的系统，其特征在于，所述的系统包括继电保护测试仪、被测的智能终端以及检测装置，
其中，所述的继电保护测试仪通过光纤与所述被测的智能终端相连接；
所述被测的智能终端通过工业以太网与所述的检测装置相连接；
所述的继电保护测试仪，包括多个光口，所述的光口用于根据预先设定的时刻向所述被测的智能终端输出GOOSE报文信号；
所述的智能终端，包括多个直跳口，所述的直跳口用于接收所述的光口输出的GOOSE报文信号，记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻，根据所述的时刻生成报文信息；
所述的检测装置，用于通过工业以太网接收所述的报文信息，根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果，其具体包括：报文信息接收模块，用于通过工业以太网接收所述的报文信息；报文信息解析模块，用于解析所述的报文信息，得到所述智能终端的各个直跳口记录的时刻；记录时刻间隔确定模块，用于根据所述智能终端的各个直跳口记录的时刻确定相邻直跳口对应的时刻之间的间隔；预定时刻获取模块，用于获取所述继电保护测试仪的各个光口对应的预先设定的时刻；预定时刻差值确定模块，用于根据所述各个光口对应的预先设定的时刻确定相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔；差值阈值获取模块，用于获取预先设定的误差阈值；检测结果生成模块，用于根据所述相邻直跳口对应的时刻之间的间隔、相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔以及所述的误差阈值生成所述智能终端GOOSE分辨率的检测结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述继电保护测试仪的光口与所述智能终端的直跳口一一对应。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的GOOSE报文信号包括跳闸信号和/或合闸信号。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，所述的检测装置为计算机和/或报文分析仪。
5.一种利用如权利要求1所述的系统检测智能终端GOOSE分辨率的方法，其特征在于，所述的方法包括：
继电保护测试仪的多个光口根据预先设定的时刻向被测的智能终端输出GOOSE报文信号；
所述的智能终端的多个直跳口接收所述的光口输出的GOOSE报文信号；
所述的智能终端的多个直跳口记录接收到所述GOOSE报文信号的时刻；
所述的智能终端根据所述的多个直跳口记录的时刻生成报文信息；
检测装置通过工业以太网接收所述的报文信息；
所述的检测装置根据所述的报文信息以及预先设定的时刻生成所述智能终端的GOOSE分辨率的检测结果，该步骤具体包括：所述的检测装置解析所述的报文信息，得到所述智能终端的各个直跳口记录的时刻；所述的检测装置根据所述智能终端的各个直跳口记录的时刻确定相邻直跳口对应的时刻之间的间隔；所述的检测装置获取所述继电保护测试仪的各个光口对应的预先设定的时刻；所述的检测装置根据所述各个光口对应的预先设定的时刻确定相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔；所述的检测装置获取预先设定的误差阈值；所述的检测装置根据所述相邻直跳口对应的时刻之间的间隔、相邻光口对应的预先设定的时刻之间的间隔以及所述的误差阈值生成所述智能终端GOOSE分辨率的检测结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述继电保护测试仪的光口与所述智能终端的直跳口一一对应。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的GOOSE报文信号包括跳闸信号和/或合闸信号。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的方法，其特征在于，所述的检测装置为计算机和/或报文分析仪。
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