CN105259442A - 基于多协议同步发送的upfc控保系统测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置及方法，装置包括测试主机和上位机，上位机通过测试主机发送测试数据给被测试的UPFC控保系统内的多个合并单元，测试主机包括主控CPU模块、数据生成模块和多协议数据发送模块，主控CPU模块，用于导入上位机配置的测试数据；数据生成模块，用于实现多通道源数据的实时同步发送；多协议数据发送模块，包括多个独立的随机数据发送模块，用于控制发送高速串行数据以及IEC61850-9协议数据给UPFC控保系统内的多个合并单元。本发明能够完成对于多个合并单元不同协议数据的处理，旨在提高UPFC的控保系统现场测试能力，具有良好的应用前景。

Description

基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置及方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置及方法。

背景技术

柔性交流输电技术是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术，能够增强交流电网的稳定性并降低电力传输的成本。该技术通过为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。

统一潮流控制器（UPFC）是一种功能最强大、特性最优越的新一代柔性交流输电装置，也是迄今为止通用性最好的FACTS装置，其综合了FACTS元件的多种灵活控制手段，它包括了电压调节、串联补偿和移相等所有能力，它可以同时并非常快速的独立控制输电线路中有功功率和无功功率，UPFC可以控制线路的潮流分布，有效地提高电力系统的稳定性。

目前，统一潮流控制器（UPFC）一般都是采用电子式互感器作为其采样装置将系统的交直流信号通过采集器传输给后端的控制、保护、测量等设备，所以其电子式互感器输出是包含了交流信号以及直流信号，并且由于其控制系统的特殊性所要求的采样速率比原有的电子式互感器高出很多，其传输协议也有高速串行与高速以太网两种输出方式。

统一潮流控制器（UPFC）控保系统中，换流器区域模拟量采集都是基于电子式互感器的高速数据传输而工作的，其接入信号是交直流电子式互感器通过合并单元所发出的数字信号。但是，由于缺乏相应的数字化测试手段，所以基本都是采用模拟回路仿真搭建的方法来实现UPFC控保功能的测试工作，并且需要厂家提供模拟转换器，否则在现场就无法展开相应的测试工作。因此，目前急需开发一种UPFC控制保护系统现场测试装置，可以支持多厂家协议同源输出，无需厂家提供专门的模拟转换器，满足UPFC控保系统的现场监测工作。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有的UPFC控保功能的测试工作，需要厂家提供模拟转换器才能完成，使用十分不便。本发明的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置及方法，能够完成对于多个合并单元不同协议数据的处理，旨在提高UPFC的控保系统现场测试能力，提高UPFC的控保系统的安全性与可靠性，为电网的安全稳定运行提供保障，具有良好的应用前景。

为了解决达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：包括测试主机和上位机，所述上位机用于产生测试数据，所述上位机通过测试主机发送测试数据给被测试的UPFC控保系统内的多个合并单元，所述测试主机与上位机之间通过以太网相连接，

所述测试主机包括主控CPU模块、数据生成模块和多协议数据发送模块，所述主控CPU模块，用于导入上位机配置的测试数据、数据格式的转换生成测试所需源数据；

所述数据生成模块，用于实现多通道源数据的实时同步发送；

所述多协议数据发送模块，包括多个独立的随机数据发送模块，各随机数据发送模块，用于控制发送高速串行数据以及IEC61850-9协议数据给UPFC控保系统内的多个合并单元，

所述主控CPU模块与数据生成模块之间采用并行总线进行数据传输，所述数据生成模块与多协议数据发送模块内的各随机数据发送模块之间采用高速串行总线方式的FT3协议进行数据传输，各随机数据发送模块内设有以太网光发送器件，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元。

前述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：所述主控CPU模块为PowerPC处理器，采用MPC8247型号芯片。

前述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：所述数据生成模块内设有恒温晶振，所述恒温晶振采用JKOC36A-50MhZ型号晶振，精度等级为0.001PPM。

前述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：各随机数据发送模块内设有FPGA处理器和晶振，所述晶振采用HXO-36B-50MhZ型号晶振，精度等级为30PPM。

前述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：各随机数据发送模块包括各采样速率的高速串口数据发送模块、各采样速率的高速以太网口数据发送模块。

基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），通过上位机配置的测试数据，测试数据包括稳态测试数据与暂态测试数据；

步骤（2），测试主机内的主控CPU模块，根据现场的被测试的UPFC控保系统内的合并单元的数据格式自动生成测试所需源数据；

步骤（3），在对UPFC控保系统进行稳态测试时，测试主机接收到上位机配置的稳态测试数据信息后，通过主控CPU模块将稳态测试数据组织打包并分配各自间隔通道，通过数据生成模块产生50k的采样值数据，数据生成模块根据晶振节拍将50k的采样值数据发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（4），在对UPFC控保系统进行暂态测试时，测试主机接收到上位机配置的暂态测试数据信息后，按照50k的采样速率发送至测试主机，通过主控CPU模块暂态测试数据重组后，发送给数据生成模块，数据生成模块根据晶振节拍发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（5），各个独立的随机数据发送模块均配置独立的晶振，仿真现场的合并单元之间时域上的随机离散性，完成稳态或暂态测试数据的重采样与报文格式控制，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元，实现多间隔基于实际运行工况多协议同步发送。

本发明的有益效果是：本发明的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置及方法，能够完成对于多个合并单元不同协议数据的处理，旨在提高UPFC的控保系统现场测试能力，提高UPFC的控保系统的安全性与可靠性，为电网的安全稳定运行提供保障，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置的系统框图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，能够完成对于多个合并单元不同协议数据的处理，无需厂家提供的模拟转换器，旨在提高UPFC的控保系统现场测试能力，提高UPFC的控保系统的安全性与可靠性，为电网的安全稳定运行提供保障，如图1所示，包括测试主机和上位机，所述上位机用于产生测试数据，所述上位机通过测试主机发送测试数据给被测试的UPFC控保系统内的多个合并单元，所述测试主机与上位机之间通过以太网相连接，

所述测试主机包括主控CPU模块、数据生成模块和多协议数据发送模块，所述主控CPU模块，用于导入上位机配置的测试数据、数据格式的转换生成测试所需源数据；

所述数据生成模块，用于实现多通道源数据的实时同步发送；

所述多协议数据发送模块，包括多个独立的随机数据发送模块，各随机数据发送模块，用于控制发送高速串行数据以及IEC61850-9协议数据给UPFC控保系统内的多个合并单元，

所述主控CPU模块与数据生成模块之间采用并行总线进行数据传输，所述数据生成模块与多协议数据发送模块内的各随机数据发送模块之间采用高速串行总线方式的FT3协议进行数据传输，各随机数据发送模块内设有以太网光发送器件，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元。

所述主控CPU模块为PowerPC处理器，采用MPC8247型号芯片。

所述数据生成模块内设有恒温晶振，所述恒温晶振采用JKOC36A-50MhZ型号晶振，精度等级为0.001PPM，以确保数据源的时域稳定。

各随机数据发送模块内设有FPGA处理器和晶振，所述晶振采用HXO-36B-50MhZ型号晶振，精度等级为30PPM，完成多通道数据的实时同步发送，可以精确控制发送高速串行数据以及IEC61850-9协议数据的延时特性以及时间抖动特性。

各随机数据发送模块包括各采样速率的高速串口数据发送模块、各采样速率的高速以太网口数据发送模块。

基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置的测试方法，包括以下步骤，

步骤（1），通过上位机配置的测试数据，测试数据包括稳态测试数据与暂态测试数据；

步骤（2），测试主机内的主控CPU模块，根据现场的被测试的UPFC控保系统内的合并单元的数据格式自动生成测试所需源数据；

步骤（3），在对UPFC控保系统进行稳态测试时，测试主机接收到上位机配置的稳态测试数据信息后，通过主控CPU模块将稳态测试数据组织打包并分配各自间隔通道，通过数据生成模块产生50k的采样值数据，数据生成模块根据晶振节拍将50k的采样值数据发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（4），在对UPFC控保系统进行暂态测试时，测试主机接收到上位机配置的暂态测试数据信息后，按照50k的采样速率发送至测试主机，通过主控CPU模块暂态测试数据重组后，发送给数据生成模块，数据生成模块根据晶振节拍发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（5），各个独立的随机数据发送模块均配置独立的晶振，仿真现场的合并单元之间时域上的随机离散性，完成稳态或暂态测试数据的重采样与报文格式控制，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元，实现多间隔基于实际运行工况多协议同步发送。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：包括测试主机和上位机，所述上位机用于产生测试数据，所述上位机通过测试主机发送测试数据给被测试的UPFC控保系统内的多个合并单元，所述测试主机与上位机之间通过以太网相连接，

所述测试主机包括主控CPU模块、数据生成模块和多协议数据发送模块，所述主控CPU模块，用于导入上位机配置的测试数据、数据格式的转换生成测试所需源数据；

所述数据生成模块，用于实现多通道源数据的实时同步发送；

所述多协议数据发送模块，包括多个独立的随机数据发送模块，各随机数据发送模块，用于控制发送高速串行数据以及IEC61850-9协议数据给UPFC控保系统内的多个合并单元，

所述主控CPU模块与数据生成模块之间采用并行总线进行数据传输，所述数据生成模块与多协议数据发送模块内的各随机数据发送模块之间采用高速串行总线方式的FT3协议进行数据传输，各随机数据发送模块内设有以太网光发送器件，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元。

2.根据权利要求1所述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：所述主控CPU模块为PowerPC处理器，采用MPC8247型号芯片。

3.根据权利要求1所述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：所述数据生成模块内设有恒温晶振，所述恒温晶振采用JKOC36A-50MhZ型号晶振，精度等级为0.001PPM。

4.根据权利要求1所述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：各随机数据发送模块内设有FPGA处理器和晶振，所述晶振采用HXO-36B-50MhZ型号晶振，精度等级为30PPM。

5.根据权利要求1或4所述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置，其特征在于：各随机数据发送模块包括各采样速率的高速串口数据发送模块、各采样速率的高速以太网口数据发送模块。

6.基于权利要求1所述的基于多协议同步发送的UPFC控保系统测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），通过上位机配置的测试数据，测试数据包括稳态测试数据与暂态测试数据；

步骤（2），测试主机内的主控CPU模块，根据现场的被测试的UPFC控保系统内的合并单元的数据格式自动生成测试所需源数据；

步骤（3），在对UPFC控保系统进行稳态测试时，测试主机接收到上位机配置的稳态测试数据信息后，通过主控CPU模块将稳态测试数据组织打包并分配各自间隔通道，通过数据生成模块产生50k的采样值数据，数据生成模块根据晶振节拍将50k的采样值数据发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（4），在对UPFC控保系统进行暂态测试时，测试主机接收到上位机配置的暂态测试数据信息后，按照50k的采样速率发送至测试主机，通过主控CPU模块暂态测试数据重组后，发送给数据生成模块，数据生成模块根据晶振节拍发送至各个独立的随机数据发送模块；

步骤（5），各个独立的随机数据发送模块均配置独立的晶振，仿真现场的合并单元之间时域上的随机离散性，完成稳态或暂态测试数据的重采样与报文格式控制，根据高速串行协议或IEC61850-9协议发送给UPFC控保系统内的多个合并单元，实现多间隔基于实际运行工况多协议同步发送。