CN108802547A - 一种基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能变电站继电保护装置自动测试系统和方法，系统包括云端服务器、二维码识别装置以及控制与处理装置，待测继电保护装置上设有二维码标签；云端服务器包括存储有继电保护装置的参数数据和二维码的数据存储模块；二维码识别装置采集并识别待测装置上的二维码，控制与处理装置包括控制处理模块和数据采集模块；控制处理模块根据二维码识别结果数据，从云端服务器的数据存储模块获取与二维码相对应的待测继电保护装置的参数数据；继而生成相应的测试项目列表数据，并逐个项目进行测试；数据采集模块采集测试过程参数数据，控制处理模块根据测试过程参数数据，生成测试报告并输出。本发明能够提高继电保护装置的测试效率，提高测试准确性。
Description
技术领域
本发明设计智能变电站继电保护装置监测技术领域，特别是一种利用云存储和MMS协议的智能变电站继电保护装置自动测试系统和方法。
背景技术
智能变电站作为坚强智能电网的重要组成部分，在国内得到了大力推广建设，智能化的继电保护装置等智能二次设备也得到了愈发广泛的应用。目前智能变电站采用IEC61850标准，对保护装置的功能、定值、接口等各方面都进行了严格的限定，实现了设计的规范化、标准化和统一化，同时在数据的交互共享方面也提供了便利。
但目前变电站继电保护装置的测试环节仍停留在传统的方式上。在整个测试过程中，测试人员的个人经验和工作状态对测试结果有着较大影响。同时现有的保护装置测试系统通常是针对单台设备开展，虽然对装置的测试接口进行了规范，但在检测过程中仍需要反复进行通信配置以及测试项目和参数的修改，需要投入很大的人力、物力才能完成，无法实现自动化，也未能体现智能变电站高度信息化的优势。
同时，由于人工操作速度和熟练程度的限制，保护装置的测试需要耗费大量的时间才能完成，也在客观上造成了测试周期普遍较长，测试的准确性下降等问题，无法适应智能变电站高效、可靠投运以及日常运维检修的要求。
MMS协议是由ISO TC184/SC5开发维护的网络环境下计算机或智能电子设备之间交换实时数据与监控信息的一套通信协议。MMS协议使各个智能电子设备的通信行为规范化，解决不同厂家设备参数不同、兼容性、操作性差等难题，进而实现智能变电站集成化的要求。MMS具有通信服务、通信方式、信息模型、客户服务器模型以及实时性、互操作性、独立性等优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，利用云存储和物联网技术，实现待测继电保护装置的自动识别，并确定相应的测试项目，能够提高继电保护装置的测试效率，提高测试准确性。
本发明采取的技术方案为：一种基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，包括：
云端服务器，包括通信模块和数据存储模块；数据存储模块存储继电保护装置的参数数据，以及分别对应各继电保护装置参数数据的二维码数据；
二维码标签，设置于待测继电保护装置上，其上的二维码与待测继电保护装置的参数数据相对应；
二维码识别装置，用于采集并识别待测装置上二维码标签中的二维码，并将二维码识别结果数据传输至控制与处理装置；
以及控制与处理装置，包括通信模块、控制处理模块和数据采集模块；控制处理模块接收二维码识别结果数据，并通过通信模块与云端服务器连接通信，以从云端服务器的数据存储模块获取与二维码识别结果数据相对应的，待测继电保护装置的参数数据；
控制处理模块根据获取到的待测继电保护装置的参数数据，生成待测继电保护装置的测试项目列表数据，并根据测试项目列表数据，对待测继电保护装置进行逐个项目的性能测试；
数据采集模块采集测试过程中继电保护装置的测试过程参数数据，并传输至控制处理模块；控制处理模块根据接收到的测试过程参数数据，生成测试报告并输出。
本发明的控制处理模块在生成测试项目列表时，参照现有技术中对各种继电保护装置的测试项目，一旦数据处理模块获取到某待测继电保护装置的参数数据，则该待测继电保护装置的产品类型及参数已知，此时即可根据现有技术对该待测继电保护装置的各种测试需求，生成相应的各种测试项目，测试时的控制参数数据基于已经获得的待测装置的参数数据，参照现有人工测试方法计算得到。控制处理模块根据测试项目列表数据中的控制参数数据，控制待测继电保护装置的运行。数据采集模块采集的测试过程数据类型，以及控制处理模块根据测试过程数据判断待测继电保护装置性能的依据，均参考现有人工或非智能测试技术。
优选的，二维码识别装置包括二维码扫描单元和二维码识别处理单元，二维码扫描单元扫描二维码标签中的二维码图像，发送至二维码识别处理单元，二维码识别处理单元对接收到的二维码图像进行分析处理，得到二维码识别结果数据，并传输至控制与处理装置。二维码识别装置可采用现有二维码扫描产品。
优选的，云端服务器还包括数据展示模块，数据处理模块通过通信模块与数据展示模块连接通信，并向数据展示模块发送二维码识别结果数据，数据展示模块根据接收到的二维码识别结果数据，从数据存储模块获取相应的待测继电保护装置的参数数据，并传输至数据处理模块。
优选的，所述二维码对应的装置参数数据包括待测继电保护装置的装置名称、产品型号、额定参数和保护定值数据。本发明的云端服务器可通过数据查找，根据接收到的二维码识别结果，得到已存储待测继电保护装置的参数数据。
优选的，待测继电保护装置在测试过程中，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与控制处理模块之间通信，实现控制处理模块对待测继电保护装置的测试控制。所述测试控制包括数据读写、定值修改和投退压板等，参照现有测试内容。
本发明还公开一种基于上述测试系统的测试方法，包括：
S1，二维码编码：对不同的待测继电保护装置进行二维码编码，各二维码分别对应一待测继电保护装置的参数数据；
S2，将各待测继电保护装置的参数数据以及二维码存储至云服务器；
S3，对各待测继电保护装置粘贴相应的二维码标签；
S4，分别确定针对各待测继电保护装置的测试项目，确定各测试项目进行时对相应待测继电保护装置进行的操作；
S5，对任一待测继电保护装置进行测试时，扫描待测继电保护装置上的二维码标签，将二维码扫描结果发送至云服务器，以请求获取与二维码扫描结果相对应的待测继电保护装置参数数据；
S6，基于S4确定的测试项目与待测继电保护装置的对应关系，根据获取到的当前待测继电保护装置的参数数据，确定对当前待测继电保护装置进行测试的测试项目；
S7，根据S6确定的测试项目，对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试，记录各项目的测试结果并输出。
优选的，S6中，还根据已确定的测试项目生成测试项目列表，S7根据测试项目列表对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试。
优选的，S7进行逐个项目测试前，还分别判断当前待测继电保护装置的采样值与开关量是否正常，若不正常则输出告警信息同时停止测试。
优选的，本发明通过判断模拟量零漂及线性性能是否良好，进而判断采样值是否正常。具体为现有技术。
优选的，S7进行逐个项目测试时，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与当前待测继电保护装置进行通信，实现对当前待测继电保护装置的测试控制；所述测试控制包括数据读写、定值修改和投退压板。
有益效果
本发明利用物联网和云存储技术，使得待测继电保护装置的性能参数能够被自动并快速准确的获取，为各种待测继电保护装置测试功能的模块化实现提供了基础，使得测试时系统能够根据待测继电保护装置的类型和相关参数，确定需要测试的项目，并自动调用并执行相应的测试项目。本发明可解决目前测试效率低、过分依赖人工、测试准确度不高等问题。
同时研究的基于MMS协议的自动测试技术，不仅能提高测试效率和测试准确度，还能优化测试流程，提供批量长时间重复测试、快速状态转换连续测试等新型的非人力所及的测试方法。本发明可以自动完成继电保护装置的整个测试过程，无需人工干预，有效地提高了测试效率，缩短测试时间。
附图说明
图1所示为本发明测试系统原理结构示意图；
图2所示为本发明测试方法步骤示意图；
图3所示为本发明测试过程流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
实施例1
参考图1所示，本发明基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，包括：
云端服务器，包括通信模块和数据存储模块；数据存储模块存储继电保护装置的参数数据，以及分别对应各继电保护装置参数数据的二维码数据；
二维码标签，设置于待测继电保护装置上，其上的二维码与待测继电保护装置的参数数据相对应；
二维码识别装置，用于采集并识别待测装置上二维码标签中的二维码，并将二维码识别结果数据传输至控制与处理装置；
以及控制与处理装置，包括通信模块、控制处理模块和数据采集模块；控制处理模块接收二维码识别结果数据，并通过通信模块与云端服务器连接通信，以从云端服务器的数据存储模块获取与二维码识别结果数据相对应的，待测继电保护装置的参数数据；
控制处理模块根据获取到的待测继电保护装置的参数数据，生成待测继电保护装置的测试项目列表数据，并根据测试项目列表数据，对待测继电保护装置进行逐个项目的性能测试；
数据采集模块采集测试过程中继电保护装置的测试过程参数数据，并传输至控制处理模块；控制处理模块根据接收到的测试过程参数数据，生成测试报告并输出。
本发明的控制处理模块在生成测试项目列表时，参照现有技术中对各种继电保护装置的测试项目，一旦数据处理模块获取到某待测继电保护装置的参数数据，则该待测继电保护装置的产品类型及参数已知，此时即可根据现有技术对该待测继电保护装置的各种测试需求，生成相应的各种测试项目，测试时的控制参数数据基于已经获得的待测装置的参数数据，参照现有人工测试方法计算得到。控制处理模块根据测试项目列表数据中的控制参数数据，控制待测继电保护装置的运行。数据采集模块采集的测试过程数据类型，以及控制处理模块根据测试过程数据判断待测继电保护装置性能的依据，均参考现有人工或非智能测试技术。
本实施例的智能变电站继电保护装置自动测试系统中，二维码识别装置包括二维码扫描单元和二维码识别处理单元，二维码扫描单元扫描二维码标签中的二维码图像，发送至二维码识别处理单元，二维码识别处理单元对接收到的二维码图像进行分析处理，得到二维码识别结果数据，并传输至控制与处理装置。二维码识别装置可采用现有二维码扫描产品。
如图1，云端服务器还包括数据展示模块，数据处理模块通过通信模块与数据展示模块连接通信，并向数据展示模块发送二维码识别结果数据，数据展示模块根据接收到的二维码识别结果数据，从数据存储模块获取相应的待测继电保护装置的参数数据，并传输至数据处理模块。
,二维码对应的装置参数数据包括待测继电保护装置的装置名称、产品型号、额定参数和保护定值数据。本发明的云端服务器可通过数据查找，根据接收到的二维码识别结果，得到已存储待测继电保护装置的参数数据。
待测继电保护装置在测试过程中，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与控制处理模块之间通信，实现控制处理模块对待测继电保护装置的测试控制。所述测试控制包括数据读写、定值修改和投退压板等，参照现有测试内容。
控制与处理装置可采用计算机或现有工控机、微控制器等。本发明首先参考现有继电保护装置测试技术，对各种继电保护装置的测试需求进行分解，将测试内容细分为一系列的基本测试项目，对于每个基本测试项目分别设计相应的测试模板，即对应不同基本测试项目的不同测试功能的软件测试功能模块。控制处理模块在确定测试项目时，当确定当前待测继电保护装置的类型或相关参数，则可对应的分析出与该待测装置相应的测试项目，进而可通过调用相应的软件测试功能模块，实现对待测装置各性能的测试。
实施例2
本实施例为智能变电站继电保护装置自动测试方法，可基于实施例1所述测试系统实施。方法包括：
S1，二维码编码：对不同的待测继电保护装置进行二维码编码，各二维码分别对应一待测继电保护装置的参数数据；
S2，将各待测继电保护装置的参数数据以及二维码存储至云服务器；
S3，对各待测继电保护装置粘贴相应的二维码标签；
S4，分别确定针对各待测继电保护装置的测试项目，确定各测试项目进行时对相应待测继电保护装置进行的操作；
S5，对任一待测继电保护装置进行测试时，扫描待测继电保护装置上的二维码标签，将二维码扫描结果发送至云服务器，以请求获取与二维码扫描结果相对应的待测继电保护装置参数数据；
S6，基于S4确定的测试项目与待测继电保护装置的对应关系，根据获取到的当前待测继电保护装置的参数数据，确定对当前待测继电保护装置进行测试的测试项目；
S7，根据S6确定的测试项目，对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试，记录各项目的测试结果并输出。
本实施例S6中，还根据已确定的测试项目生成测试项目列表，S7根据测试项目列表对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试。
S7进行逐个项目测试前，还分别判断当前待测继电保护装置的采样值与开关量是否正常，若不正常则输出告警信息同时停止测试。可通过判断模拟量零漂及线性性能是否良好，进而判断采样值是否正常。具体为现有技术。
S7进行逐个项目测试时，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与当前待测继电保护装置进行通信，实现对当前待测继电保护装置的测试控制；所述测试控制包括数据读写、定值修改和投退压板。
实施例3
本实施例以当前待测继电保护装置为PCS-900系列超高压及高压线路保护装置PCS-931为例进行说明。控制与处理装置采用PC计算机。
本发明自动测试的实现具体包括以下内容：
1）被测保护装置在出厂时，装置上应贴有相应的二维码标签，该二维码标签上的二维码与该保护装置的参数数据相对应的存储于云端服务器，则通过扫描识别二维码可读取云端服务器中的保护装置参数数据；
2）参考现有继电保护装置的测试技术，确定对各种继电保护装置的测试需求，以及测试需求对应的各测试基本内容；针对各测试基本内容，分别开发设计软件测试模板；
3）当需要对某一继电保护装置进行性能测试时，首先用二维码扫描识别装置扫描待测保护装置的二维码标签，并将扫描结果输出至PC；
4）PC将二维码信息通过wifi将数据上传至云端服务器，然后下载云端服务器中与该二维码对应的IP地址、IEDname、装置模型文件、保护定值等信息；
此时待测保护装置的类型及参数数据已知，PC即可根据待测保护装置的参数数据确定需要进行的测试项目，并可生成测试列表；
例如对于当前待测继电保护装置为PCS-931的情况，PC可从云端服务器获取的参数数据包括：IP地址、IEDname、装置模型文件、差动保护定值、距离保护定值、过流保护定值、重合闸整定时间；而针对装置PCS-931，目前存在的测试需求有电压电流零漂测量、电压电流准确度测试、开关量测试、保护定值校验，细分为具体的基本测试内容包括：差动保护定值校验、三段接地距离保护定值校验、三段相间距离保护定值校验、两段零序过流保护定值校验、重合闸整定时间校验。上述各种校验的具体软件实现皆为现有技术，本发明在PC中预存储对应这些基本测试内容的软件测试模板，当完成装置的识别，需要进行逐项测试时，即可按照测试项目列表逐个调用相应的软件测试模板，直至完成所以基本测试内容，满足测试需求。
5）通过判断模拟量零漂及线性性能是否良好，判断采样值正常与否。若采样值正常，则进行下一步操作，反之，则立即告警结束测试；
6）判断开关量正常与否，若开关量正常，则进行下一步操作，反之也应立即告警结束测试；
7）按照测试项目列表，逐个调用相应的软件测试模板，进行对当前待测继电保护装置的性能测试。如对继电保护装置进行保护定值校验，则根据从云端服务器获取的各项保护定值，利用相应的保护定值校验软件模块，实现对继电保护装置的保护定值校验。
直至完成测试列表中的全部测试项目后，综合测试过程中采集到的测试过程参数数据，生成测试报告，结束测试。
本实施例7）在测试过程中，各软件测试模板采用MMS协议设计。PC与当前待测继电保护装置之间基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议实现数据互通，包括读取保护定值、投退保护功能软压板、写控制字等一系列操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，其特征是，包括：
云端服务器，包括通信模块和数据存储模块；数据存储模块存储继电保护装置的参数数据，以及分别对应各继电保护装置参数数据的二维码数据；
二维码标签，设置于待测继电保护装置上，其上的二维码与待测继电保护装置的参数数据相对应；
二维码识别装置，用于采集并识别待测装置上二维码标签中的二维码，并将二维码识别结果数据传输至控制与处理装置；
以及控制与处理装置，包括通信模块、控制处理模块和数据采集模块；控制处理模块接收二维码识别结果数据，并通过通信模块与云端服务器连接通信，以从云端服务器的数据存储模块获取与二维码识别结果数据相对应的，待测继电保护装置的参数数据；
控制处理模块根据获取到的待测继电保护装置的参数数据，生成待测继电保护装置的测试项目列表数据，并根据测试项目列表数据，对待测继电保护装置进行逐个项目的性能测试；
数据采集模块采集测试过程中继电保护装置的测试过程参数数据，并传输至控制处理模块；控制处理模块根据接收到的测试过程参数数据，生成测试报告并输出。
2.根据权利要求1所述的基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，其特征是，二维码识别装置包括二维码扫描单元和二维码识别处理单元，二维码扫描单元扫描二维码标签中的二维码图像，发送至二维码识别处理单元，二维码识别处理单元对接收到的二维码图像进行分析处理，得到二维码识别结果数据，并传输至控制与处理装置。
3.根据权利要求1所述的基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，其特征是，云端服务器还包括数据展示模块，数据处理模块通过通信模块与数据展示模块连接通信，并向数据展示模块发送二维码识别结果数据，数据展示模块根据接收到的二维码识别结果数据，从数据存储模块获取相应的待测继电保护装置的参数数据，并传输至数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，其特征是，所述二维码对应的装置参数数据包括待测继电保护装置的装置名称、产品型号、额定参数和保护定值数据。
5.根据权利要求1所述的基于云存储的智能变电站继电保护装置自动测试系统，其特征是，待测继电保护装置在测试过程中，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与控制处理模块之间通信，实现控制处理模块对待测继电保护装置的测试控制。
6.一种智能变电站继电保护装置自动测试方法，其特征是，包括：
S1，二维码编码：对不同的待测继电保护装置进行二维码编码，各二维码分别对应一待测继电保护装置的参数数据；
S2，将各待测继电保护装置的参数数据以及二维码存储至云服务器；
S3，对各待测继电保护装置粘贴相应的二维码标签；
S4，分别确定针对各待测继电保护装置的测试项目，确定各测试项目进行时对相应待测继电保护装置进行的操作；
S5，对任一待测继电保护装置进行测试时，扫描待测继电保护装置上的二维码标签，将二维码扫描结果发送至云服务器，以请求获取与二维码扫描结果相对应的待测继电保护装置参数数据；
S6，基于S4确定的测试项目与待测继电保护装置的对应关系，根据获取到的当前待测继电保护装置的参数数据，确定对当前待测继电保护装置进行测试的测试项目；
S7，根据S6确定的测试项目，对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试，记录各项目的测试结果并输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，S6中，还根据已确定的测试项目生成测试项目列表，S7根据测试项目列表对当前待测继电保护装置进行逐个项目的测试。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征是，S7进行逐个项目测试前，还分别判断当前待测继电保护装置的采样值与开关量是否正常，若不正常则输出告警信息同时停止测试。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，通过判断模拟量零漂及线性性能是否良好，进而判断采样值是否正常。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征是，S7进行逐个项目测试时，基于IEC 61850标准通过MMS通讯协议与当前待测继电保护装置进行通信，实现对当前待测继电保护装置的测试控制；所述测试控制包括数据读写、定值修改和投退压板。
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