CN105159282A - 一种智能变电站测控装置过程层仿真系统及闭环测试方法 - Google Patents

一种智能变电站测控装置过程层仿真系统及闭环测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，其特征在于：包括主机、通讯模块、同步时钟以及数字信号输入输出模块，所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、测控装置的时间同步，所述主机通过所述通讯模块实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的数据交互。本发明还提供一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，本发明可以实现智能变电站测控装置数字量遥测闭环测试、数字量遥信闭环测试、数字量遥控闭环测试，简化检修定位难度和提高检修效率。

Description

一种智能变电站测控装置过程层仿真系统及闭环测试方法
技术领域
本发明涉及一种智能变电站测控装置过程层仿真系统及闭环测试方法，属于电力系统自动化技术领域。
背景技术
传统变电站的测控装置均有遥控、遥信、遥测功能，目前普遍采用单一功能开环测试方法进行测试，主要是通过交流信号输出装置输出三相可调的幅值、频率、相位的电压电流信号，提供给测控装置，模拟现场的交流信号，以检验测控装置对现场遥测量的测量精度；通过模拟断路器装置发出开关量信号，模拟现场设备动作事件，以检验测控装置是否能正确识别，测试测控装置遥信功能是否合格；模拟现场设备，接收测控装置的开关量信号，且显示遥控时标，以测试测控装置的遥控信号是否正确发出，即遥控功能测试。但由于智能变电站的测控装置的输入和输出方式变化很大，传统测试方法无法进行测试，且检修定位难、检修效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，实现智能变电站测控装置数字量遥测闭环测试、数字量遥信闭环测试、数字量遥控闭环测试，简化检修定位难度和提高检修效率。
本发明的问题之一，是这样实现的：
一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，包括主机、通讯模块、同步时钟以及数字信号输入输出模块，所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、测控装置的时间同步，所述主机通过所述通讯模块实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的数据交互。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种智能变电站测控装置的测试方法，实现智能变电站测控装置数字量遥测闭环测试、数字量遥信闭环测试、数字量遥控闭环测试，简化检修定位难度和提高检修效率。
本发明的问题之二，是这样实现的：
一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，所述方法需要提供上述的一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，所述方法包括一数字量遥测闭环测试过程，所述数字量遥测闭环测试过程具体是：
步骤A1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤A2、所述主机调用数据库中的数字量遥测闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥测量给所述数字信号输入输出模块；
步骤A3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥测量给所述测控装置；
步骤A4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥测数据给所述主机；
步骤A5、所述主机将上传的遥测数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥测量进行对比分析，若所述遥测数据与所述遥测量的差值满足所述测控装置遥测精度等级，则所述测控装置遥测精度合格，否则所述测控装置遥测精度不合格。
进一步地，所述方法还包括一数字量遥信闭环测试过程，所述数字量遥信闭环测试过程具体是：
步骤B1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤B2、所述主机调用数据库中的数字量遥信闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥信变位给所述数字信号输入输出模块；
步骤B3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥信变位给所述测控装置；
步骤B4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥信数据给所述主机；
步骤B5、所述主机将上传的遥信数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥信变位进行对比分析，若所述遥信数据与所述遥信变位的差值满足所述测控装置遥信精度等级，则所述测控装置遥信精度合格，否则所述测控装置遥信精度不合格。
进一步地，所述方法还包括一数字量遥控闭环测试过程，所述数字量遥控闭环测试过程包括遥控正确性测试过程，所述遥控正确性测试过程具体是：
步骤C1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤C2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤C3、若所述测控装置未通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机，则所述主机发送遥控撤销命令给所述测控装置，所述测控装置无遥控量输出给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行错误；否则，进入步骤4；
步骤C4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤C5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤C6、所述主机根据测试结果，生成测试报告。
进一步地，所述数字量遥控闭环测试过程还包括遥控响应时间测试过程，所述遥控响应时间测试过程具体是：
步骤D1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤D2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤D3、所述测控装置通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机；
步骤D4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤D5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤D6、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置的同时记录下发的时刻T0；
步骤D7、所述数字信号输入输出模块获取所述测控装置输出的遥控量，同时记录遥控量接收的时刻T1，并通过所述通讯模块反馈给所述主机，所述主机将遥控量接收的时刻T1和下发的时刻T0进行对比分析，得出测试结果T1-T0；
步骤D8、所述主机得出测试结果后，生成测试报告。
本发明具有如下优点：本发明可以实现智能变电站测控装置数字量遥测闭环测试、数字量遥信闭环测试、数字量遥控闭环测试，简化检修定位难度和提高检修效率。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种智能变电站测控装置过程层仿真系统的结构连接示意图。
图2为本发明一种智能变电站测控装置的闭环测试方法的数字量遥测闭环测试流程图。
图3为本发明一种智能变电站测控装置的闭环测试方法的数字量遥信闭环测试流程图。
图4为本发明一种智能变电站测控装置的闭环测试方法的数字量遥控闭环测试流程图。
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。
如图1所示，本发明的一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，包括主机、通讯模块、同步时钟以及数字信号输入输出模块，所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、测控装置的时间同步；所述主机通过所述通讯模块实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的数据交互。
所述主机负责各个模块的协调及各个功能测试过程中的控制和信息传递，实现遥测、遥控、遥信等测试，主机实现从测试方案的建立、下发到获取反馈数据，对比分析得出测试结果，并生成测试报表，实现各个功能模块的闭环同步测试系统；
所述同步时钟通过同步网络(GPS同步、IRIG-B码、PPS秒脉冲)进行时钟同步，为整个测试系统提供同步。
本发明的一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，所述方法需要提供上述的一种智能变电站测控装置过程层仿真系统来实现的，基于数字信号输入输出模块，无需经过合并单元及智能终端，主要可以实现以下测试：①过程层仿真系统中的数字信号输入输出模块输出SV报文的遥测量给测控装置，进而实现对测控装置的遥测测试；②过程层仿真系统中的数字信号输入输出模块输出GOOSE报文的遥信变位给测控装置，进而实现对测控装置的遥信测试；③主机模拟主站发出遥控命令，遥控的选择、返校在测控装置完成，执行命令通过GOOSE状态直接发送给数字信号输入输出模块，进而实现对测控装置的遥控测试。
以上基于数字信号输入输出模块，模拟输出SV报文的遥测量及GOOSE报文的状态量给测控装置，测控装置通过MMS报文输出给主机，主机进行比对分析，形成闭环的测试方法。主要实现：
1)数字量遥测测试过程：数字信号输入输出模块模拟SV报文的遥测量输出给测控装置，测控装置MMS报文输出给主机，进而解析获得幅值、频率、相位、有功、无功和谐波等，比较获得误差。
2)数字量遥信测试过程：包括遥信正确性测试过程、遥信响应时间测试过程、站内SOE分辨率测试过程。
3)数字量遥控测试过程：包括遥控正确性测试过程、遥控响应时间测试过程。
具体闭环测试方法如下：
1.数字量遥测闭环测试过程：
数字量遥测闭环测试过程如图2所示，具体是：
步骤A1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤A2、所述主机调用数据库中的数字量遥测闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥测量给所述数字信号输入输出模块；
步骤A3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥测量(SV报文)给所述测控装置；
步骤A4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥测数据(MMS报文)给所述主机；
步骤A5、所述主机将上传的遥测数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥测量进行对比分析，若所述遥测数据与所述遥测量的差值满足所述测控装置遥测精度等级，则所述测控装置遥测精度合格，否则所述测控装置遥测精度不合格。
2.数字量遥信闭环测试过程：
数字量遥信闭环测试过程包括遥信正确性测试过程、遥信响应时间测试过程、站内SOE分辨率测试过程。数字量遥信闭环测试过程如图3所示，具体是：
步骤B1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤B2、所述主机调用数据库中的数字量遥信闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥信变位给所述数字信号输入输出模块；
步骤B3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥信变位(GOOSE报文)给所述测控装置；
步骤B4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥信数据(MMS报文)给所述主机；
步骤B5、所述主机将上传的遥信数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥信变位进行对比分析，若所述遥信数据与所述遥信变位的差值满足所述测控装置遥信精度等级，则所述测控装置遥信精度合格，否则所述测控装置遥信精度不合格。
遥信正确性测试过程：即数字信号输入输出模块施加GOOSE报文输出N路遥信变位信号给测控装置，测控装置再将MMS报文输出给主机，主机分析该N路遥信变位信号是否100％同时动作。
遥信响应时间测试过程：即数字信号输入输出模块施加GOOSE报文输出未来某个指定时刻T0给测控装置，测控装置再将MMS报文输出给主机，主机解析获得测控装置记录该变位信号的时刻T1，则T1-T0即为遥信响应时间。
站内SOE分辨率测试过程：即数字信号输入输出模块施加GOOSE报文输出两路及两路以上变位信号(每路之间有一定分辨率时间间隔)给测控装置，测控装置再将MMS报文输出给主机，主机解析获得每路之间的分辨率。
3.数字量遥控闭环测试过程：
数字量遥控闭环测试过程包括遥控正确性测试过程、遥控响应时间测试过程。数字量遥控闭环测试过程如图4所示，具体是：
(一)遥控正确性测试过程
测试平台进行选择、返校、执行(或撤销)，判断遥控是否执行，即实现遥控正确性测试。具体是：
步骤C1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤C2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤C3、若所述测控装置未通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机，则所述主机发送遥控撤销命令给所述测控装置，所述测控装置无遥控量(GOOSE报文)输出给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行错误；否则，进入步骤4；
步骤C4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤C5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量(GOOSE报文)给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤C6、所述主机根据测试结果，生成测试报告。
(二)遥控响应时间测试过程
遥控响应时间测试过程是在遥控执行正确的情况下进行的操作，具体是：
步骤D1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤D2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤D3、所述测控装置通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机；
步骤D4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤D5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量(GOOSE报文)给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤D6、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置的同时记录下发的时刻T0；
步骤D7、所述数字信号输入输出模块获取所述测控装置输出的遥控量(GOOSE报文)，同时记录遥控量接收的时刻T1，并通过所述通讯模块反馈给所述主机，所述主机将遥控量接收的时刻T1和下发的时刻T0进行对比分析，得出测试结果T1-T0；
步骤D8、所述主机得出测试结果后，生成测试报告。
遥测测试时，所述数字信号输入输出模块作为数字信号输出模块，输出SV报文给所述测控装置；
遥信测试时，所述数字信号输入输出模块作为数字信号输出模块，输出GOOSE报文给所述测控装置；
遥控测试时，所述数字信号输入输出模块作为数字信号输入模块，接收所述测控装置发送的GOOSE报文。
智能站测控装置的测量手段简化了智能站测控装置的检修定位难度和提高检修效率；可用于指导智能变电站测控装置的检验工作，规范其检修管理，提高检验效率和检验质量，提高测控装置的健康稳定运行；在智能变电站建设调试及验收时，提供技术支持手段。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，其特征在于：包括主机、通讯模块、同步时钟以及数字信号输入输出模块，所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、测控装置的时间同步，所述主机通过所述通讯模块实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的数据交互。
2.一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，其特征在于：所述方法需要提供如权利要求1所述的一种智能变电站测控装置过程层仿真系统，所述方法包括一数字量遥测闭环测试过程，所述数字量遥测闭环测试过程具体是：
步骤A1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤A2、所述主机调用数据库中的数字量遥测闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥测量给所述数字信号输入输出模块；
步骤A3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥测量给所述测控装置；
步骤A4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥测数据给所述主机；
步骤A5、所述主机将上传的遥测数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥测量进行对比分析，若所述遥测数据与所述遥测量的差值满足所述测控装置遥测精度等级，则所述测控装置遥测精度合格，否则所述测控装置遥测精度不合格。
3.根据权利要求2所述的一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，其特征在于：所述方法还包括一数字量遥信闭环测试过程，所述数字量遥信闭环测试过程具体是：
步骤B1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤B2、所述主机调用数据库中的数字量遥信闭环测试方案，通过所述通讯模块发送遥信变位给所述数字信号输入输出模块；
步骤B3、所述数字信号输入输出模块接收并输出该遥信变位给所述测控装置；
步骤B4、所述测控装置通过所述通讯模块上传遥信数据给所述主机；
步骤B5、所述主机将上传的遥信数据和所述数字信号输入输出模块输出的遥信变位进行对比分析，若所述遥信数据与所述遥信变位的差值满足所述测控装置遥信精度等级，则所述测控装置遥信精度合格，否则所述测控装置遥信精度不合格。
4.根据权利要求2述的一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，其特征在于：所述方法还包括一数字量遥控闭环测试过程，所述数字量遥控闭环测试过程包括遥控正确性测试过程，所述遥控正确性测试过程具体是：
步骤C1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤C2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤C3、若所述测控装置未通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机，则所述主机发送遥控撤销命令给所述测控装置，所述测控装置无遥控量输出给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行错误；否则，进入步骤4；
步骤C4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤C5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤C6、所述主机根据测试结果，生成测试报告。
5.根据权利要求4所述的一种智能变电站测控装置的闭环测试方法，其特征在于：所述数字量遥控闭环测试过程还包括遥控响应时间测试过程，所述遥控响应时间测试过程具体是：
步骤D1、所述主机通过所述同步时钟实现与所述数字信号输入输出模块、所述测控装置的时间同步；
步骤D2、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置，等待遥控返校；
步骤D3、所述测控装置通过所述通讯模块发送遥控返校给所述主机；
步骤D4、所述主机收到遥控返校后，通过所述通讯模块下发遥控执行命令给所述测控装置；
步骤D5、所述测控装置收到遥控执行命令后，返回执行确认帧，并输出遥控量给所述数字信号输入输出模块，则所述主机判断出所述测控装置遥控执行正确；
步骤D6、所述主机通过所述通讯模块下发遥控选择命令给所述测控装置的同时记录下发的时刻T0；
步骤D7、所述数字信号输入输出模块获取所述测控装置输出的遥控量，同时记录遥控量接收的时刻T1，并通过所述通讯模块反馈给所述主机，所述主机将遥控量接收的时刻T1和下发的时刻T0进行对比分析，得出测试结果T1-T0；
步骤D8、所述主机得出测试结果后，生成测试报告。
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