CN106329720A - 一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，所述方法包括：配置改扩建变电站的SCD文件；构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境；对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试；对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试；本发明提供的方法能够优化改扩建工程二次系统的调试流程，提高调试效率，缩短改扩建工程二次系统的调试周期，节约建设成本，同时有效降低现场调试的工作量，降低调试的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉电力自动化领域，具体涉及一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法。
背景技术
随着2009年智能电网的发展建设，智能变电站成为主流建设模式在全国范围内推广建设。智能变电站以IEC61850标准为基础，将传统电缆连接方式下的信号连接转变成通信连接，这不仅简化了变电站二次系统设计，同时也降低了二次回路检修时的安全风险。数字信号网络化传输的同时也给其检测调试带来了困难，传统的电缆二次回路的被光纤和网络所代替，交流电流、电压信号以及直流控制、位置、告警信号被SV、GOOSE所取代，装置的功能及各装置间联接关系体现在全站SCD配置文件的模型及虚端子中；传统电缆连接方式下的线路对点方式已不再适用，通过通信链路实现信号的测试成为新的趋势。随着大量智能变电站推广建设，针对其调试所带来的改变已初步积累出相关经验并形成调试规范指导新建智能变电站的调试，这也推动和促进了智能变电站的发展建设。截至到2015年底，1000多座智能变电站已经建成投运。
无论是传统变电站还是智能变电站，作为电网的变电环节的根本属性并没有发生变化，这也意味着无论其内部的信息采集、数据传输方式如何发展变化，其保障电网安全可靠供电的特性没有变，这也意味着随着电网的发展建设，改扩建也将是智能变电站发展建设中必不可少的一个过程。目前，早期建成投运的智能变电站面临着改扩建的需求，但由于智能变电站自身的特点，传统变电站的改扩建建设和调试模式已经不再适用于智能变电站，这给智能变电站改扩建工程调试带来了挑战，今后一段时间，早期投运的1000多座智能变电站将陆续迎来改扩建的工程建设，迫切需要针对智能变电站的改扩建工程开展建设。
从当前智能变电站改扩建工程的施工现状来看看，由于当前实际开展的改扩建工程数量较少，且各自改扩建的内容也存在较大差异，因此现有工程中实际可借鉴的工程经验非常少，针对智能变电站的改扩建调试并没有明确的调试方法。从目前已开展的个别智能变电站改扩建调试来看，其整个调试过程都在现场开展，不仅调试效率低，而且还容易引起在运设备的误动，存在较为严重的安全隐患。考虑到智能变电站信号的核对都通过通信的方式实现，而通信报文的传输又基于ICD模型文件，因此考虑基于模型文件开展改扩建的调试将是一个有效的解决方法。
发明内容
本发明提供一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，其目的是优化改扩建工程二次系统的调试流程，提高调试效率，缩短改扩建工程二次系统的调试周期，节约建设成本，同时有效降低现场调试的工作量，降低调试的安全风险。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，其改进之处在于，包括：
配置改扩建变电站的SCD文件；
构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境；
对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试；
对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试。
优选的，所述配置改扩建变电站SCD文件，包括：
获取改扩建变电站的SCD文件，解析该SCD文件并获取在运二次设备的ICD文件和虚端子连接关系；
根据改扩建工程的设计方案对所述SCD文件进行配置，增加新增二次设备的ICD文件，以及所述新增二次设备间、新增二次设备与所述在运二次设备间的虚端子连接；
根据IEC61850标准对SCD文件进行模型一致性校验。
优选的，所述构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境，包括：
站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块为真实过程层设备和/或虚拟二次设备，所述间隔层模块为真实间隔层设备和/或虚拟二次设备，所述站控层模块为虚拟客户端和/或真实站控层监控系统。
进一步的，所述虚拟二次设备能够模拟所述真实过程层设备和真实间隔层设备的ICD文件，所述虚拟客户端能够模拟所述真实站控层监控系统。
优选的，所述对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试，包括：
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试；
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试；
利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试。
进一步的，若所述新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备接入所述仿真调试环境，若不存在所述新增二次设备对应的真实设备，则利用虚拟二次设备模拟所述新增二次设备的ICD模型文件，并将所述虚拟二次设备替代所述真实设备接入所述仿真调试环境。
进一步的，所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试，包括：
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中间隔层模块对所述改扩建变电站过程层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中过程层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中站控层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试。
进一步的，所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试，包括：
若所述新增二次设备为真实设备，则对所述二次设备进行功能及信号连接的系统调试，若所述新增二次设备为虚拟设备，则所述二次设备进行信号连接的系统调试。
进一步的，所述利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试，包括：
利用所述仿真调试环境中的虚拟二次设备模拟所述改扩建变电站的在运二次设备的ICD模型，并将所述新增二次设备接入所述仿真调试环境开展信号关联测试。
优选的，所述对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试，包括：
若经过预调试的新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备与现场网络连接；若经过预调试的新增二次设备为虚拟二次设备，则将所述经过预调试的虚拟二次设备的ICD文件下载至现场实体设备中，并将该实体设备与现场网络连接；
开展现场监控系统参数的配置，根据SCD文件配置监控系统的遥测、遥信和遥控参数配置，并与所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行连接；
对所述新增二次设备之间进行现场联动测试；
对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试。
进一步的，所述对所述新增二次设备之间进行现场联动测试，包括：
过程层新增二次设备和间隔层新增二次设备及站控层系统开展跳闸出口测试。
进一步的，所述对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试，包括：
将在运二次设备的出口压板退出或将新增二次设备的状态置检修位，开展在运设备与新增设备的跳闸出口测试。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，针对当前智能变电站改扩建工程二次系统调试方法缺失，全程现场调试存在较高安全风险的现状，总结和归纳了改扩建调试的具体流程和相关要求，能够优化改扩建工程二次系统的调试流程，提高调试效率，缩短改扩建工程二次系统的调试周期，节约建设成本。同时还能够有效降低现场调试的工作量，降低调试的安全风险。
附图说明
图1是本发明一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，如图1所示，包括：
101.配置改扩建变电站的SCD文件；
102.构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境；
103.对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试；
104.对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试。
具体的，改扩建工程新增二次设备完成工厂调试后抵达改扩建仿真调试实验室或者改扩建调试的实施单位，同时根据变电站系统备份或者原工程调试单位获取在运变电站的SCD文件，通过设计院获取在运变电站的虚端子配置表。之后根据改扩建工程的最新设计，在现有SCD文件的基础上增加改扩建新增设备的模型配置，根据改扩建工程的最新设计，确定在运设备的信号是否存在改动并明确其波及范围；确定新增二次设备与在运设备之间新建立的虚端子联系，明确后续需要联合调试的具体范围；确定新增设备具体的参数配置，明确后续设备单体调试时的报文控制模块。之后对新修改后的SCD文件依照IEC61850标准分别从语言、语义、数据模板定义等方面开展一致性测试和验证，确保SCD模型文件修改后的正确性，因此，所述101，包括：
获取改扩建变电站的SCD文件，解析该SCD文件并获取在运二次设备的ICD文件和虚端子连接关系；
根据改扩建工程的设计方案对所述SCD文件进行配置，增加新增二次设备的ICD文件，以及所述新增二次设备间、新增二次设备与所述在运二次设备间的虚端子连接；
根据IEC61850标准对SCD文件进行模型一致性校验。
所述102包括：
站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块为真实过程层设备和/或虚拟二次设备，所述间隔层模块为真实间隔层设备和/或虚拟二次设备，所述站控层模块为虚拟客户端和/或真实站控层监控系统。
所述虚拟二次设备能够模拟所述真实过程层设备和真实间隔层设备的ICD文件，所述虚拟客户端能够模拟所述真实站控层监控系统。
例如：首先借助于现有的继电保护数字化测试仪、虚拟仿真装置或者虚拟IED软件以及虚拟客户端，各自对应智能变电站的过程层、间隔层和站控层，搭建出一个初步的系统，可理解为虚拟的系统。对于调试单位具有实际二次设备的情况，如具有真实的合并单元和智能终端、保护和测控装置以及一体化监控系统等，也可将单独按照过程层、间隔层和站控层组建另外一个独立的系统，可理解为真实的系统。将上述虚拟的系统和真实的系统进行连接，即两个系统的过程层网络和站控层网络的交换机分别进行级联，进而将两个系统融合成一个完整的系统。针对虚拟的系统和真实的系统，只按照单个间隔组成一个初步的系统即可，实际组建时可根据自身的实际情况或者实际需求增加接入设备的数量。如真实的合并单元或者智能终端较多时，可多接入几个合并单元和智能终端，若真实的测控装置较多，也可多接入，但总体上是要保证过程层、间隔层、站控层三层的体系。而对于虚拟二次设备或者测试仪等，也采用同样的方式，可根据实际具有的条件自行调整。
所述103包括：
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试；
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试；
利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试。
其中，若所述新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备接入所述仿真调试环境，若不存在所述新增二次设备对应的真实设备，则利用虚拟二次设备模拟所述新增二次设备的ICD模型文件，并将所述虚拟二次设备替代所述真实设备接入所述仿真调试环境。
进一步的，所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试，包括：
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中间隔层模块对所述改扩建变电站过程层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中过程层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中站控层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试。
所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试，包括：
若所述新增二次设备为真实设备，则对所述二次设备进行功能及信号连接的系统调试，若所述新增二次设备为虚拟设备，则所述二次设备进行信号连接的系统调试。
所述利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试，包括：
利用所述仿真调试环境中的虚拟二次设备模拟所述改扩建变电站的在运二次设备的ICD模型，并将所述新增二次设备接入所述仿真调试环境开展信号关联测试。
需要说明的，改扩建仿真调试环境搭建在实验室或者检测单位所在地，从目前新建智能变电站的检测调试情况来看，大多数都是由各省电网公司下属的电力科学研究院来承担，且各调试单位都具有完备的调试设备和仿真软件，同时也具有基本的二次设备，因此可以较为便捷的搭建出调试环境。将改扩建新增二次设备发往调试单位。在调试单位搭建出改扩建仿真调试环境，将新增设备按照过程层、间隔层分别接入调试环境，接入调试环境时，可以按照间隔进行分类，便于后续调试工作的开展单体调试、系统调试和关联调试；
例如：单体调试，包括：对于新增的二次设备，其单体调试的流程和内容新建变电站中新增设备相同，但借助于搭建的改扩建调试环境，可以使得整个调试更加高效。针对改扩建工程新增合并单元和智能终端，直接利用改扩建工程中新增的保护测控装置来对其进行调试；若改扩建工程中无新增的保护测控装置，则可借助调试环境中已有的保护测控装置或者虚拟的保护测控装置来进行模拟检测；对于改扩建新增的保护和测控装置，则直接用改扩建新增的合并单元和智能终端来进行测试，同时也可借助数字化的继电保护测试仪及虚拟过程层设备来实现对其过程层通信环节的测试。由于间隔层保护测控装置还与站控层监控系统存在通信连接，因此可借助改扩建调试系统中的监控系统或者虚拟客户端来实现对改扩新增建保护测控装置的MMS通信测试。当然，上述单体调试针对的是改扩建新增二次设备抵达检测单位并接入调试系统而开展的相关工作，若改扩建工程新增二次设备未能抵达调试单位，或者说因为工期原因延误抵达调试单位，则可根据SCD配置的情况，直接采用虚拟二次设备来分别模拟改扩建工程新增设备的合并单元、智能终端、保护及测控装置的模型，按照上述相同的方法逐一开展测试，实现对信号虚端子的检测和验证。
系统调试，包括：改扩建工程系统调试主要是要验证数据从过程层到间隔层站控层以及网关机等环节的一致性。对于真实接入改扩建工程新增二次设备的，则直接开展从合并单元、智能终端到保护、测控装置以及到监控系统之间的信号测试，确保信号二次设备信号关联的正确性。同样，若改扩建工程新增二次设备未能抵达调试单位或者说因为工期原因延误抵达，则可根据SCD模型文件，直接采用虚拟二次设备来开展信号系统测试，测试方法和新增二次设备相同。
关联调试，包括：根据SCD文件的配置，确定在运设备与新增设备存在关联的范围，明确涉及的相关设备，核实需要验证的具体信号。根据SCD文件获取在运二次设备的ICD文件，由虚拟二次设备解析该文件模拟在运设备对外的通信链接，并将其与改扩建新增设备进行联合调试，进而验证改扩建新增设备虚端子配置的正确性，也同步验证在运设备新增信号配置的正确性。由于虚端子的配置都由GOOSE报文产生，因此，由改扩建新增二次设备发送GOOSE报文给模拟的在运二次设备以及接收模拟的在运二次设备发送的GOOSE报文即可实现关联信号的测试和验证。当然，若改扩建工程新增二次设备未能抵达调试单位或者说因为工期原因延误抵达，实际调试时并没有设备配置发送真实的GOOSE报文，此时，可以让虚拟二次设备模拟获取改扩建新增二次设备的ICD文件，由其模拟改扩建真实设备，发送虚端子的GOOSE报文，进而在调试环境中构建了由虚拟二次设备主导的调试环境，该环境由虚拟二次设备同时模拟在运设备和改扩建新增设备来实现。从实际调试来看，由虚拟二次设备来开展关联测试更加方便，因为虚拟二次设备可以灵活设置GOOSE报文中各信号量的数值，便于关联信号的验证。
在完成上述调试工作后，改扩建新增二次设备的模型配置、虚端子连接等关键工作已经调试完毕，之后需要到现场开展联动测试。联动测试的目的主要是实现二次设备与一次设备之间的关联，确保操作命令、状态变位等信息能够与一次设备真实的状态匹配，所述104包括：
若经过预调试的新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备与现场网络连接；若经过预调试的新增二次设备为虚拟二次设备，则将所述经过预调试的虚拟二次设备的ICD文件下载至现场实体设备中，并将该实体设备与现场网络连接；
开展现场监控系统参数的配置，根据SCD文件配置监控系统的遥测、遥信和遥控参数配置，并与所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行连接；
对所述新增二次设备之间进行现场联动测试；
对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试。
进一步的，所述对所述新增二次设备之间进行现场联动测试，包括：
过程层新增二次设备和间隔层新增二次设备及站控层系统开展跳闸出口测试。
例如：针对改扩建工程新增设备的情况，直接开展与一次设备的联动测试即可。分别从互感器侧输入电压、电流，断路器及刀闸进行分合操作等，由于新增一二次设备无带电测试的风险，因此其调试过程和新建变电站类似。从过程层一二次设备、到间隔层保护、测控及站控层后台监控系统，实现现场的联动测试。
所述对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试，包括：
将在运二次设备的出口压板退出或将新增二次设备的状态置检修位，开展在运设备与新增设备的跳闸出口测试。
例如：由于在运设备处于带电状态，因此与其进行调试存在一定的安全风险，若直接停电测试虽然安全方便，但存在严重的经济损失，为此需要进行带电测试。为确保现场调试的安全，通常将在运设备的GOOSE出口压板断开连接，由此即可保障在运设备在收到动作信号后会有真实的动作反应但并不执行具体的跳闸动作；此外，还可以将改扩建新增设备的运行状态置为检修，由于在运设备处于运行状态，因此根据IEC61850标准，只有在发送方和接收方都处于同样的状态时才能接收并处理相应的报文，即在“检修-检修”或者“运行-运行”的状态时才能动作跳闸。这两个方法可以互为补充，在实际调试时可根据需要选用。
其中，如果改扩建工程新增二次设备接入了调试环境开展了预调试，则二次设备发往现场后需要进行现场的接线和网络连接，此项工作按照设计图纸操作即可。若改扩建工程新增二次设备未接入调试环境开展真实的预调试，而是直接发往了现场，那么此种情况下预调试所开展的工作就是针对SCD文件进行了模型、虚端子的测试和验证，在现场联动前，还需要将从SCD文件中分别导出经过预调试的改扩建真实二次设备的ICD模型并下装到现场真是的装置中，验证下装无误后方可开展下一步的调试。
上述过程中，调试或测试均按照现有的智能变电站二次系统检测调试规范等相关调试标准和调试规程进行。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (12)
1.一种智能变电站改扩建工程二次系统检测调试方法，其特征在于，所述方法包括：
配置改扩建变电站的SCD文件；
构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境；
对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试；
对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置改扩建变电站SCD文件，包括：
获取改扩建变电站的SCD文件，解析该SCD文件并获取在运二次设备的ICD文件和虚端子连接关系；
根据改扩建工程的设计方案对所述SCD文件进行配置，添加新增二次设备的ICD文件，以及所述新增二次设备间、新增二次设备与所述在运二次设备间的虚端子连接；
根据IEC61850标准对SCD文件进行模型一致性校验。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建改扩建变电站二次系统的仿真调试环境，包括：
站控层模块、间隔层模块和过程层模块；
所述站控层模块通过站控层网络与所述间隔层模块连接；
所述过程层模块通过过程层网络与所述间隔层模块连接；
其中，所述过程层模块为真实过程层设备和/或虚拟二次设备，所述间隔层模块为真实间隔层设备和/或虚拟二次设备，所述站控层模块为虚拟客户端和/或真实站控层监控系统。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述虚拟二次设备能够模拟所述真实过程层设备和真实间隔层设备的ICD文件，所述虚拟客户端能够模拟所述真实站控层监控系统。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对改扩建变电站的新增二次设备进行预调试，包括：
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试；
利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试；
利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备接入所述仿真调试环境，若不存在所述新增二次设备对应的真实设备，则利用虚拟二次设备模拟所述新增二次设备的ICD模型文件，并将所述虚拟二次设备替代所述真实设备接入所述仿真调试环境。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行单体调试，包括：
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中间隔层模块对所述改扩建变电站过程层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中过程层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试；
利用所述改扩建变电站的仿真调试环境中站控层模块对所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行测试。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述仿真调试环境对所述新增二次设备进行系统调试，包括：
若所述新增二次设备为真实设备，则对所述二次设备进行功能及信号连接的系统调试，若所述新增二次设备为虚拟设备，则所述二次设备仅进行信号连接关系的系统调试。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述仿真调试环境模拟所述改扩建变电站的在运二次设备对所述新增二次设备进行关联调试，包括：
利用所述仿真调试环境中的虚拟二次设备模拟所述改扩建变电站的在运二次设备的ICD模型，并将所述新增二次设备接入所述仿真调试环境开展信号关联测试。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对改扩建变电站的新增二次设备进行现场联动测试，包括：
若经过预调试的新增二次设备为真实设备，则将所述真实设备与现场网络连接；若经过预调试的新增二次设备为虚拟二次设备，则将所述经过预调试的虚拟二次设备的ICD文件下载至现场实体设备中，并将该实体设备与现场网络连接；
开展现场监控系统参数的配置，根据SCD文件配置监控系统的遥测、遥信和遥控参数配置，并与所述改扩建变电站间隔层的新增二次设备进行连接；
对所述新增二次设备之间进行现场联动测试；
对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对所述新增二次设备之间进行现场联动测试，包括：
过程层新增二次设备和间隔层新增二次设备及站控层监控系统开展跳闸出口测试。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对所述新增二次与在运二次设备间进行现场联动测试，包括：
将在运二次设备的出口压板退出或将新增二次设备的状态置检修位，开展在运二次设备与新增二次设备的跳闸出口测试。
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