CN104301163A - 一种goose时标的测试方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GOOSE时标的测试系统及方法。该系统包括：GPS主时钟、数字式继电保护测试仪、报文截获设备以及示波器；其中，GPS主时钟给数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；在设定时刻T1，使得数字式继电保护测试仪的接点闭合，令被测智能终端开入变位，被测智能终端接收从数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将电平信号转换为报文，报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录报文中记载的被测智能终端开入变位的时刻T2；示波器监视并记录GPS主时钟的秒脉冲信号与被测智能终端接收到的电平信号，得到秒脉冲信号的变位时刻T1与被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

Description

一种GOOSE时标的测试方法与系统

技术领域

本发明涉及电力工程的继电保护自动化技术领域，具体是一种对变电站智能终端的GOOSE时标进行测试的方法及系统。

背景技术

随着智能变电站的发展，出现了使用IEC61850标准的具有GOOSE收发功能的智能化设备。GOOSE是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求，尤其是保护跳闸、开关变位信息传输而提出的一种快速报文机制。GOOSE时标是根据IEC61850标准，在GOOSE报文中开关刀闸等位置后的时间标记，用于标示变位时刻。

现有的对GOOSE时标的准确性进行验证的方法主要有以下两种：

（1）采用GPS主时钟直接开关量输出硬接点信号给被测智能终端，截获被测智能终端发出的报文并检测其中的时标准确度。但是，这种测试方法由于GPS主时钟提供的开关量输出硬接点是机械接点，存在接点抖动，因此被测智能终端接收到的信号就存在抖动，无法精确标记信号的时标，测试结果的误差范围过大。

（2）采用GPS主时钟给数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时，使用数字式继电保护测试仪快速开关量输出信号给被测智能终端，截获被测智能终端发出的报文并检测其中的时标准确度。但是，这种测试方法由于数字式继电保护测试仪的快速开关量输出具有上升快、下降略慢的特点，被测智能终端收到信号的时标精确，但信号复归的时标测量结果误差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种对变电站智能终端的GOOSE时标进行测试的方法及系统，以克服现有技术中的无法精确标记信号的时标，测试结果误差范围较大的缺点。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种GOOSE时标的测试系统，用于对被测智能终端的GOOSE时标的准确性进行测试，包括：GPS主时钟、数字式继电保护测试仪、报文截获设备以及示波器；其中，所述GPS主时钟分别连接于所述被测智能终端、数字式继电保护测试仪和示波器，所述示波器连接所述数字式继电保护测试仪，所述报文截获设备连接所述被测智能终端；所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪的接点闭合，令所述被测智能终端开入变位，所述被测智能终端接收从所述数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文，所述报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端开入变位的时刻T2；所述示波器监视并记录所述GPS主时钟的秒脉冲信号与所述被测智能终端接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

为了达到上述目的，本发明实施例还提供了一种利用上述的GOOSE时标的测试系统进行GOOSE时标测试的方法，包括：步骤1，所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；步骤2，在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪的接点闭合，令所述被测智能终端开入变位；步骤3，所述被测智能终端接收从所述数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文；步骤4，所述报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端开入变位的时刻T2；步骤5，所述示波器监视并记录所述GPS主时钟的秒脉冲信号与所述被测智能终端接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；步骤6，根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

本发明实施例的GOOSE时标的测试系统与方法，可以对不同厂家智能终端的GOOSE时标进行精确测试，用于消除智能变电站运行中的隐患，为电网规划、设计及设备选型提供了有力的依据。

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为本发明实施例的GOOSE时标测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中涉及到的秒脉冲信号的变位时刻T1、所述被测智能终端1的开入变位时刻T3以及报文中记载的所述被测智能终端1开入变位的时刻T2的示意图；

图3为本发明的利用上述的GOOSE时标的测试系统进行GOOSE时标测试的方法流程图；

图4为利用本发明的GOOSE时标的测试方法，对被测智能终端的GOOSE时标进行测试的测试回路示意图；

图5为图4所示实施例中的示波器测得的主时钟的秒脉冲信号和开入信号的对比图，其中上方曲线是智能终端开入输入端的电位信号，下方曲线是秒脉冲信号。

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。基于本发明中的实施例，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。

图1为本发明实施例的GOOSE时标测试系统的结构示意图。如图所示，本发明的GOOSE时标测试系统用于对被测智能终端1的GOOSE时标的准确性进行测试，其包括：GPS主时钟2、数字式继电保护测试仪3、报文截获设备4以及示波器5；其中，所述GPS主时钟2分别连接于所述被测智能终端1、数字式继电保护测试仪3和示波器5，所述示波器5连接所述数字式继电保护测试仪3，所述报文截获设备4连接所述被测智能终端1。

所述GPS主时钟2给所述数字式继电保护测试仪3和被测智能终端1对时；在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪3的接点闭合，令所述被测智能终端1开入变位，所述被测智能终端1接收从所述数字式继电保护测试仪3传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文，所述报文截获设备4从所述被测智能终端1上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端1开入变位的时刻T2。

所述示波器5监视并记录所述GPS主时钟2的秒脉冲信号与所述被测智能终端1接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端1的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1。

根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端1的GOOSE时标的偏差。

在本实施例中，一般将设定时刻T1设定为整秒时刻，在T1时刻，数字式继电保护测试仪3接点闭合，所述被测智能终端1的开入变位，其时刻记录为T3。从时刻T1到时刻T3，实际包含了数字式继电保护测试仪3本身的误差延时。因此，在本实施例中计算被测智能终端1的GOOSE时标的偏差时，首先需要将该误差延时减去。

在本实施例中，所述GPS主时钟2通过光纤给所述数字式继电保护测试仪3和被测智能终端1对时，并且所述GPS主时钟2给所述数字式继电保护测试仪3和被测智能终端1进行B码对时。

在本实施例中，所述报文截获设备4通过光纤从所述被测智能终端1上截获所述报文。被测智能终端1接收到电平信号后，发出的GOOSE报文上记录的被测智能终端1开入变位的时间T2，实际包含了GOOSE时标的偏差。

图2为上述实施例中涉及到的秒脉冲信号的变位时刻T1、所述被测智能终端1的开入变位时刻T3以及报文中记载的所述被测智能终端1开入变位的时刻T2的示意图。其中，秒脉冲信号和电平信号都为示波器5所记录，而报文数据则为从报文截获设备4中解析出。由图2中可以看出，被测智能终端1的GOOSE时标的偏差即为图2中所示的T2-T3的时间差。但是，在很多情况下，T3时刻不能精确得到，因此在本发明实施例中，可以利用示波器5对GPS主时钟的秒脉冲信号和电平信号进行显示，先得到数字式继电保护测试仪3的延时误差△t=T3-T1，又由于T1为设定的整秒时刻，T2可以直接从报文中获取，则利用公式T=T2-△t-T1可计算得到GOOSE时标的记录偏差。

图3为本发明的利用上述的GOOSE时标的测试系统进行GOOSE时标测试的方法流程图。如图所示，本发明实施例的GOOSE时标测试的方法包括：

步骤S101，所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；步骤S102，在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪的接点闭合，令所述被测智能终端开入变位；步骤S103，所述被测智能终端接收从所述数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文；步骤S104，所述报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端开入变位的时刻T2；步骤S105，所述示波器监视并记录所述GPS主时钟的秒脉冲信号与所述被测智能终端接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；步骤S106，根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

在本实施例中，一般将设定时刻T1设定为整秒时刻，在T1时刻，数字式继电保护测试仪3接点闭合，所述被测智能终端1的开入变位，其时刻记录为T3。从时刻T1到时刻T3，实际包含了数字式继电保护测试仪3本身的误差延时。因此，在本实施例中计算被测智能终端1的GOOSE时标的偏差时，首先需要将该误差延时减去。

在本实施例中，所述GPS主时钟2通过光纤给所述数字式继电保护测试仪3和被测智能终端1对时，并且所述GPS主时钟2给所述数字式继电保护测试仪3和被测智能终端1进行B码对时。

在本实施例中，所述报文截获设备4通过光纤从所述被测智能终端1上截获所述报文。被测智能终端1接收到电平信号后，发出的GOOSE报文上记录的被测智能终端1开入变位的时间T2，实际包含了GOOSE时标的偏差。

具体实施例：

图4为利用本发明的GOOSE时标的测试方法，对被测智能终端的GOOSE时标进行测试的测试回路示意图。

如图所示，220V直流电源的正极通过匹配的电阻接入被测智能终端的开关量输入，被测智能终端的开关量公共端连接到220V直流电源的负极；数字式继电保护测试仪的开关量输出一端连接在被测智能终端的开关量输入上，另一端连接在被测智能终端的开关量公共端上；GPS主时钟通过光纤给数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；报文截获设备通过光纤从被测智能终端上截获其发出的报文。

测试开始前，数字式继电保护测试仪开关接点断开，虚线以上回路断开，被测智能终端开入信号为1（高电平）；在设定时间点T1，数字式继电保护测试仪开关接点快速闭合，负电通过数字式继电保护测试仪的接点连接至被测智能终端的开入输入端，从而导通虚线以上部分回路，使得被测智能终端开入信号为0（低电平）；经过设定时间后，数字式继电保护测试仪开关接点快速打开，断开虚线以上部分回路，直流正电通过电阻加到被测智能终端开关量输入上，使得被测智能终端开入信号为1，通过示波器对主时钟的秒脉冲和被测智能终端接收的测试信号进行比对，可以确认被测智能终端接收的信号与秒脉冲的误差在15微秒左右，记为△t。

使用示波器测得GPS主时钟的秒脉冲信号和开入信号的关系如下图5所示，图5中下方的曲线为秒脉冲信号，上方曲线为测试信号。可以得到，数字式继电保护测试仪的延时误差△t=b-a，b和a分别为图5中标示的两个曲线的下降沿时刻和上升沿时刻。

被测智能终端接收到开入信号后，发出的GOOSE报文被截获，GOOSE报文中记载的被测智能终端的开入变位时间为T2。对比报文中的时标与主时钟的时间，就可以达到检测智能终端GOOSE时标准确性的目的，即t=T2-△t-T1。

本本实施例的测试方法中，使用示波器记录被测智能终端的开入变位时刻，故可以保证测试的时间精度。

通过本发明的GOOSE时标的测试系统及方法，使用示波器记录被测智能终端的开入变位时刻，保证了测试的时间精度，并且可以检验不同厂家的智能终端的GOOSE时标准确性，发现某些智能终端存在时标不准确的问题。厂家针对问题进行整改，消除了智能变电站运行中的隐患，为电网规划、设计及设备选型提供了有力的依据。

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、系统、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（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。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种GOOSE时标的测试系统，用于对被测智能终端的GOOSE时标的准确性进行测试，其特征在于，包括：GPS主时钟、数字式继电保护测试仪、报文截获设备以及示波器；其中，

所述GPS主时钟分别连接于所述被测智能终端、数字式继电保护测试仪和示波器，所述示波器连接所述数字式继电保护测试仪，所述报文截获设备连接所述被测智能终端；

所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；

在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪的接点闭合，令所述被测智能终端开入变位，所述被测智能终端接收从所述数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文，所述报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端开入变位的时刻T2；

所述示波器监视并记录所述GPS主时钟的秒脉冲信号与所述被测智能终端接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；

根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

2.根据权利要求1所述的GOOSE时标的测试系统，其特征在于，所述GPS主时钟通过光纤给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时。

3.根据权利要求1所述的GOOSE时标的测试系统，其特征在于，所述报文截获设备通过光纤从所述被测智能终端上截获所述报文。

4.根据权利要求1所述的GOOSE时标的测试系统，其特征在于，所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端进行B码对时。

5.根据权利要求1所述的GOOSE时标的测试系统，其特征在于，所述设定时刻T1为整秒时刻。

6.一种利用权利要求1所述的GOOSE时标的测试系统进行GOOSE时标测试的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时；

步骤2，在设定时刻T1，使得所述数字式继电保护测试仪的接点闭合，令所述被测智能终端开入变位；

步骤3，所述被测智能终端接收从所述数字式继电保护测试仪传送的电平信号，并将所述电平信号转换为报文；

步骤4，所述报文截获设备从所述被测智能终端上截获所述报文，记录所述报文中记载的所述被测智能终端开入变位的时刻T2；

步骤5，所述示波器监视并记录所述GPS主时钟的秒脉冲信号与所述被测智能终端接收到的电平信号，得到所述秒脉冲信号的变位时刻T1与所述被测智能终端的开入变位时刻T3，生成时间差△t=T3-T1；

步骤6，根据T=T2-△t-T1生成所述被测智能终端的GOOSE时标的偏差。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述GPS主时钟通过光纤给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端对时。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述报文截获设备通过光纤从所述被测智能终端上截获所述报文。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述GPS主时钟给所述数字式继电保护测试仪和被测智能终端进行B码对时。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设定时刻T1为整秒时刻。