CN105738736B - 一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法，通过解析变电站数据库配置文件获取所有的智能电子设备及配置信息，根据每个智能电子设备之间的采控模块的虚端子输入输出实现智能电子设备之间连线，以间隔为单位绘制二次设备全景图，并对全景图内智能电子设备进行实时监控，可视化智能电子设备虚端子状态及数据流向，显示智能电子设备的输入、输出虚端子以及有关联的设备的连接状态，可在全景图下直接改变虚端子接线状态、变电站的各个设备的信息及数据流向。本发明实施例提供的测试系统和测试方法，能同时对全站多个智能电子设备功能进行集成化和可视化测试，从而高效、可靠地完成智能变电站二次设备的整体调试和校验。

Description

一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法。

背景技术

随着信息技术的广泛应用和智能电网相关技术研究的不断深入，智能变电站建设步入快速发展时期。前期数字化变电站建设过程中积累的宝贵经验，以及智能变电站相关技术标准的实施，以及智能变电站相关技术标准的实施，使得智能化二次设备的一致性和应用构架得到基本保障。智能变电站和传统变电站相比，在信息采集、传输、处理各个环节均有本是区别，新型设备的性能以及与继电保护装置等二次设备的整体装配和性能均称为确保变电站安全可靠运行的重要因素。

现有技术中，对智能变电站二次设备的检测和试验，通常采用数字化继电保护测试仪等设备进行静态测试，智能变电站二次设备检测和维护都是单独进行的，这种试验方法检测功能单一且测试项目简单，不能全面测试二次设备的功能，无法对全站系统进行综合测试，且存在设备厂家多，配置文件不规范，配置过程不直观等问题。

发明内容

本发明实施例中提供了一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法，以解决现有技术中的检测方法自动化程度低、配置过程不直观的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明实施的第一方面，提供了一种智能变电站二次设备全景测试系统，包括二次设备、上位机和测试设备，其中：

所述二次设备包括智能变电站中过程层及间隔层的保护装置和测控装置，所述过程层负责传输智能开关相关的状态量和控制量、以及电子式互感器采集的模拟量，并在Tsync同步信号下通过GOOSE报文或SV采样值报文传输数据给所述间隔层；

所述测试设备分别与所述上位机、所述保护装置和所述测控装置通信连接；

所述上位机，用于全景展示智能变电站的布局、以及设备的信息和数据流向，并通过所述测试设备对所述保护装置和所述测控装置发送配置和测试命令；

所述测试设备，用于根据所述上位机下发的所述配置和测试命令对所述保护装置和所述测控装置进行测试，同时将对所述保护装置和所述测控装置的采集数据发送给所述上位机。

优选地，所述间隔层和所述测试设备之间通过MMS报文实现数据传输。

优选地，所述上位机包括表现层和应用功能层，所述应用功能层包括测试方案构建模块、视图管理模块、设备管理模块和通信管理模块，其中：

所述表现层，用于接收用户命令、二次设备状态信息输出和测试结果显示；

所述测试方案构建模块，用于根据所述用户命令构建测试方案，形成测试报表；

所述视图管理模块，用于显示所述二次设备以及各个设备之间的关系、运行、数据流向和测试过程状态图；

所述设备管理模块：用于管理所述测试设备的连接；

所述通信管理模块：用于管理所述测试设备的配置信息、测试结果上报和测试过程控制。

根据本发明实施的第二方面，提供了一种智能变电站二次设备全景测试系统构建方法，包括：

通过解析库解析智能变电站数据库配置文件；

通过数据结构保存解析后每个智能电子设备的配置信息，并以列表的形式显示所述数据库配置文件中所有所述智能电子设备；

根据解析后的所述智能电子设备的信息，匹配所述智能电子设备之间的关系，以间隔为单位绘制所述智能变电站的二次设备全景图和所述智能电子设备之间的接线图，形成初始全景测试系统；

向所述初始全景测试系统中导入所述智能电子设备的配置文件；

通过所述初始全景测试系统的操作界面选择待测智能电子设备模型；

根据所述配置文件，提取出所述待测智能电子设备模型的信号，形成信号序。

优选地，通过所述初始全景测试系统的操作界面选择待测智能电子设备模型，还包括：

对所述待测智能电子设备模型和所述待测智能电子设备模型配置的有效性进行校核。

根据本发明实施的第三方面，提供了一种智能变电站二次设备全景测试系统测试方法，包括：

获取专家库案例；

选择待测智能电子设备，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接；

根据所述待测智能电子设备的信息类型，自动筛选所述专家库案例构建测试方案；

根据所述测试方案对所述待测智能电子设备进行测试，并实时显示测试状态信息，所述测试状态信息包括测试数据显示、测试设备连接状态显示、测试进度显示和测试时间显示。

优选地，所述方法还包括：

在测试过程中，判断所述测试设备和上位机的通信是否中断；

如果所述测试设备和上位机的通信中断，所述上位机自动进行重新链接所述测试设备。

优选地，所述将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接之后，还包括：

对所述测试设备的兼容性进行检测。

优选地，所述将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接之后，还包括：

根据所述全景测试系统中的配置文件，对所述测试设备进行统一自动配置。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法，通过解析变电站数据库配置文件获取所有的智能电子设备及配置信息，根据每个智能电子设备之间的采控模块的虚端子输入输出实现智能电子设备之间连线，以间隔为单位绘制二次设备全景图。对全景图内智能电子设备进行实时监控，可视化智能电子设备虚端子状态及数据流向，显示智能电子设备的输入、输出虚端子以及有关联的设备的连接状态，可在全景图下直接改变虚端子接线状态、变电站的布局、各个设备的信息及数据流向。

在测试时，通过通信模块将测试方案发送到测试设备上，测试设备可按照给定方案自动进行测试，并把测试结果通过通信传输回系统。通过不同的方案下达，可进行单个设备和分系统测试以及全景图内所以智能电子设备系统联调测试，变电站配置文件测试和一致性测试等内容。

与现有技术相比，本发明实施例提供的测试系统和测试方法，能同时对全站多个IED装置功能进行全数字化、集成化进而可视化测试，从而高效、可靠地完成智能变电站二次设备的整体调试和校验，提高现场测试和调试效率，减少现场调试人员现场配置工作量及工作难度为，系统维护和验证提供有效工具。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，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智能变电站二次设备全景测试系统中内部模块的连接示意图；

图2为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统中数据反馈示意图；

图3为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统的构建方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统的测试方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种智能变电站二次设备全景测试系统和测试方法，能同时对全站多个IED装置功能进行全数字化、集成化进而可视化测试，从而高效、可靠地完成智能变电站二次设备的整体调试和校验，提高现场测试和调试效率，减少现场调试人员现场配置工作量及工作难度为，系统维护和验证提供有效工具。

参见图1，为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统中内部模块的连接示意图，所述测试系统包括二次设备、上位机和测试设备。

所述二次设备包括智能变电站中过程层及间隔层的保护装置和测控装置，所述过程层负责传输智能开关相关的状态量和控制量、以及电子式互感器采集的模拟量，并在Tsync同步信号下通过GOOSE报文或SV采样值报文传输数据给所述间隔层。

其中，通用变电站事件(GOOSE)模型提供的报文传输方式，可以在全系统内提供快速和可靠的系统范围内传输输入和输出数据；采样值传输(SV)模型以有组织的和时间受控的方式报告采样值，能保持采样的稳定性，本发明实施例提供两种信号数据传输方式，在实际应用中可以根据需要自行选择。

同时，所述间隔层和所述测试设备之间通过MMS报文实现数据传输，可以实现出自不同制造商的设备之间具有互操作性,使系统集成变得简单、方便。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统中数据反馈示意图，其中,所述测试设备分别与所述上位机、所述保护装置和所述测控装置通信连接.

所述上位机，用于全景展示智能变电站的布局、以及设备的信息和数据流向，并通过所述测试设备对所述保护装置和所述测控装置发送配置和测试命令。

所述上位机中还设置有测试仪器管理模块，支持多个测试仪器同时协调进行测试，可对在线测试仪器进行增加或减少；可自动扫描测试仪器或根据测试仪器IP手动识别；识别测试设备后可根据需求，连接测试设备并显示测试设备的端口，并且可对其进行配置。

所述测试设备，用于根据所述上位机下发的所述配置和测试命令对所述保护装置和所述测控装置进行测试，同时将对所述保护装置和所述测控装置的采集数据发送给所述上位机。

进一步的，本发明依据智能变电站IEC 61850/DLT 860协议规范，对全景测试系统内的二次设备进行配置、测试、访问和管理研究，具体分为物理层、应用功能层和表现层。

所述物理层：由多种所述测试设备组成，所述测试设备可按照给定方案进行测试，并把测试结果传输回所述上位机；通过下发不同的测试方案，可进行单个设备测试、分系统测试及系统联调测试。

所述应用功能：包含测试平台的所有测试功能，包括测试方案构建模块、视图管理模块、设备管理模块和通信管理模块。

所述测试方案构建模块，用于根据所述用户命令构建测试方案，还可以对于测试方案里面的测试条目可以实现增加、删除等，可构建测试报表。

所述视图管理模块，用于显示所述二次设备以及各个设备之间的关系、运行、数据流向和测试过程状态图等。

所述设备管理模块：用于管理所述测试设备的连接，其中，所述测试设备包括测控装置测试仪、保护装置测试仪和合并单元测试仪等。

所述通信管理模块：用于管理所述测试设备的配置信息、测试结果上报和测试过程控制。

所述表现层：用于接收用户命令、二次设备状态信息输出和测试结果显示等。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统的构建方法流程示意图，具体包括如下步骤：

S110：通过解析库解析智能变电站数据库配置文件。

智能变电站系统中的SCD文件基于XML1.0，利用MXL的自描述特性，利用智能化设备能力描述和变电站系统与网络通信拓补结构描述，使用文档类型定义或模式来描述XML文档格式。

具体可以通过PUGIXML解析库来解析智能变电站数据库配置文件。

S120：通过数据结构保存解析后每个智能电子设备的配置信息，并以列表的形式显示所述数据库配置文件中所有所述智能电子设备。

S130：根据解析后的所述智能电子设备的信息，匹配所述智能电子设备之间的关系，以间隔为单位绘制所述智能变电站的二次设备全景图和所述智能电子设备之间的接线图，形成初始全景测试系统。

S140：向所述初始全景测试系统中导入所述智能电子设备的配置文件。

S150：通过所述初始全景测试系统的操作界面选择待测智能电子设备模型。

在本步骤中，还包括对所述待测智能电子设备模型和所述待测智能电子设备模型配置的有效性进行校核，确保不会因模型问题影响测智能电子设备的测试功能。

S160：根据所述配置文件，提取出所述待测智能电子设备模型的信号，形成信号序，来提供测试信号的编辑和管理功能。

本发明实施例，通过解析变电站数据库配置文件获取所有的智能电子设备及配置信息，根据每个智能电子设备之间的采控模块的虚端子输入输出实现智能电子设备之间连线，以间隔为单位绘制二次设备全景图。对全景图内智能电子设备进行实时监控，可视化智能电子设备虚端子状态及数据流向，显示智能电子设备的输入、输出虚端子以及有关联的设备的连接状态，可在全景图下直接改变虚端子接线状态、变电站的布局、各个设备的信息及数据流向。

如图5所示，本发明实施例提供的一种智能变电站二次设备全景测试系统的测试方法流程示意图，具体包括如下步骤。

S210：获取专家库案例。

S220：选择待测智能电子设备，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接。

其中，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接之后，还包括对所述测试设备的兼容性进行检测，以确保所述测试设备可以在全景测试系统中正确使用以及具备足够的功能范围。

进一步的，还包括根据所述全景测试系统中的配置文件，对所述测试设备进行统一自动配置，以实现测试设备的自动初始化。

S230：根据所述待测智能电子设备的信息类型，自动筛选所述专家库案例构建测试方案。

其中，构建的测试方案可进行手动编辑，并且用户可根据需要保存此方案配置文件，这样再次测试时可直接导入配置文件，自动构建测试方案。

S240：根据所述测试方案对所述待测智能电子设备进行测试，并实时显示测试状态信息，所述测试状态信息包括测试数据显示、测试设备连接状态显示、测试进度显示和测试时间显示。

其中，所述根据所述测试方案对所述待测智能电子设备进行测试，还包括测试方案自动执行，即手动构建多个测试方案，点击自动执行时，根据顺序自动进行测试并构建测试报告。

在测试过程中，还可以进行测试参数配置在线修改、以及调阅和查询专家测试库。

进一步的，还可以判断所述测试设备和上位机的通信是否中断，如果所述测试设备和上位机的通信中断，所述上位机自动进行重新链接所述测试设备。

本发明提供的测试方法，通过通信模块将测试方案发送到测试设备上，测试设备可按照给定方案自动进行测试，并把测试结果通过通信传输回系统。通过不同的方案下达，可进行单个设备和分系统测试以及全景图内所以智能电子设备系统联调测试，变电站配置文件测试和一致性测试等内容。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种智能变电站二次设备全景测试系统，其特征在于，包括二次设备、上位机和测试设备，其中：

所述二次设备包括智能变电站中过程层及间隔层的保护装置和测控装置，所述过程层负责传输智能开关相关的状态量和控制量、以及电子式互感器采集的模拟量，并在Tsync同步信号下通过GOOSE报文或SV采样值报文传输数据给所述间隔层；

所述测试设备分别与所述上位机、所述保护装置和所述测控装置通信连接；

所述上位机，用于全景展示智能变电站的布局、以及设备的信息和数据流向，并通过所述测试设备对所述保护装置和所述测控装置发送配置和测试命令；

所述测试设备，用于根据所述上位机下发的所述配置和测试命令对所述保护装置和所述测控装置进行测试，同时将对所述保护装置和所述测控装置的采集数据发送给所述上位机；其中，

所述上位机包括表现层和应用功能层，所述应用功能层包括测试方案构建模块、视图管理模块、设备管理模块和通信管理模块；

所述表现层，用于接收用户命令、二次设备状态信息输出和测试结果显示；

所述测试方案构建模块，用于根据所述用户命令构建测试方案，形成测试报表；

所述视图管理模块，用于显示所述二次设备以及各个设备之间的关系、运行、数据流向和测试过程状态图；

所述设备管理模块：用于管理所述测试设备的连接；

所述通信管理模块：用于管理所述测试设备的配置信息、测试结果上报和测试过程控制。

2.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备全景测试系统，其特征在于，所述间隔层和所述测试设备之间通过MMS报文实现数据传输。

3.一种如权利要求1-2任一项所述智能变电站二次设备全景测试系统的构建方法，其特征在于，包括：

通过解析库解析智能变电站数据库配置文件；

通过数据结构保存解析后每个智能电子设备的配置信息，并以列表的形式显示所述数据库配置文件中所有所述智能电子设备；

根据解析后的所述智能电子设备的信息，匹配所述智能电子设备之间的关系，以间隔为单位绘制所述智能变电站的二次设备全景图和所述智能电子设备之间的接线图，形成初始全景测试系统；

向所述初始全景测试系统中导入所述智能电子设备的配置文件；

通过所述初始全景测试系统的操作界面选择待测智能电子设备模型；

根据所述配置文件，提取出所述待测智能电子设备模型的信号，形成信号序。

4.根据权利要求3所述的智能变电站二次设备全景测试系统构建方法，其特征在于，通过所述初始全景测试系统的操作界面选择待测智能电子设备模型，还包括：

对所述待测智能电子设备模型和所述待测智能电子设备模型配置的有效性进行校核。

5.一种如权利要求1-2任一项所述智能变电站二次设备全景测试系统的测试方法，其特征在于，包括：

获取专家库案例；

选择待测智能电子设备，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接；

根据所述待测智能电子设备的信息类型，自动筛选所述专家库案例构建测试方案；

根据所述测试方案对所述待测智能电子设备进行测试，并实时显示测试状态信息，所述测试状态信息包括测试数据显示、测试设备连接状态显示、测试进度显示和测试时间显示。

6.根据权利要求5所述的智能变电站二次设备全景测试系统测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

在测试过程中，判断所述测试设备和上位机的通信是否中断；

如果所述测试设备和上位机的通信中断，所述上位机自动进行重新链接所述测试设备。

7.根据权利要求5所述的智能变电站二次设备全景测试系统测试方法，其特征在于，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接之后，还包括：

对所述测试设备的兼容性进行检测。

8.根据权利要求5所述的智能变电站二次设备全景测试系统测试方法，其特征在于，将所述待测智能电子设备与测试设备建立连接之后，还包括：

根据所述全景测试系统中的配置文件，对所述测试设备进行统一自动配置。