CN109150636B - 一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法及系统，包括以下步骤：步骤S1：测试人员在变电站站分系统试验阶段完成二次设备和一次设备的“四遥”功能检查，并记录下站内对点的全部“四遥”功能的全链路信息流及功能点号；步骤S2：进行远动机的闭环测试；步骤S3：闭环测试完成后，测试人员再现间隔层设备网络行为，检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性；步骤S4：进行调度主站的测试。本发明对实际试验过程的真实复现，试验方法覆盖分系统调试和站系统调试两个环节、并且交叉覆盖两个环节，利用全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统可实现变电站功能的自动化和智能化测试，降低试验过程中人为失误，提高工作效率，保证试验项目测试的规范性及正确性。
Description
技术领域
本发明涉及变电站功能验证技术领域，具体地，涉及一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法及系统。
背景技术
目前，变电站从安装调试到投产运行都需要经历站端单体调试、分系统调试、站系统调试、系统调试等环节。站内“四遥”功能检查是分系统调试中的重要试验，即常说的“站内对点”。检查内容为源端设备发出反应设备健康状态的信息或控制指令的正确性、信息的传递路径正确性。调试人员完成分系统调试后，再将点表提供给调度审核，调度根据在调度端绘制的主接线图、元件模型以及审核后的点表，站端的调试人员与调度端人员开展“四遥”联调试验，即完成站端与调度端之间的“四遥”功能验证。测试人员为了保证分系统调试和站系统调试的连续性，必须采用“源端发送”的试验方法，即在分系统调试和站系统调试过程中，“四遥”功能检查都必须从源端设备开始，实现交叉覆盖。以一座典型500kV变电站为例，联调试验约需15天左右。根据国家电网最新投产联调试验要求，针对每台保护装置，还需要开展“远方操作”试验，对于智能变电站而言，保护取消了原有的“硬压板”，改为“软压板”，每台保护装置的功能软压板均需要开展远方操作试验，试验项目多，耗费时间长。一座典型500kV变电站，完整开展“远方操作”试验的时间约需5天左右，即一座500kV智能变电站的系统试验约需20天左右。此外，系统调试工作需要在线开展，调度端的监盘工作也会受到调试干扰信号的影响。
目前，国内主要的两种“四遥”功能检查方法都集中在站系统调试阶段，未解决分系统调试中的“四遥”功能检查，特点如下：
方式一：利用调度主站和变电站设备实现在线自动联调对点。在发明专利201610880879.2中，主站给子站发送启动命令后，子站周期上送遥信和遥测信息，主站校验遥信和遥测信息正确性。这种方式需要修改主站和子站程序，且测试人员事先要定制测试内容，增加了二次调试主站和子站的工作量，且改变现有系统功能，不便于推广应用。
方式二：发明专利201710675554.5、201710998019.3、201710230505.0、201710235902.7实现了利用站内设备模拟器和模拟调度主站对变电站远动机的闭环测试、以及站内间隔层设备的通信功能模拟。这种方式仅解决了站系统调试中试验自动化的问题，由于其隔离了之前的站内对点过程，只完成了变电站端到调度主站的“四遥”信息确认，无法判定设备模拟器发出信号与源端设备发出信号的一致性，导致无法真实、完整替代现场人工的对点过程。
而本申请的全链路信息流的智能变电站辅助联调试验方法是根据变电站实际调试情况，实现对实际试验过程的真实复现。试验方法覆盖分系统调试和站系统调试两个环节、并且交叉覆盖两个环节。
名词术语解释：
(1)“四遥”：指遥测、遥信、遥调、遥控。
(2)站内对点：指在变电站分系统调试过程中，利用源端设备发起“四遥”功能，以完成“四遥”功能的检查。
(3)全链路信息流：指与电网某个特定功能有关的传输链路上的设备，及与该功能有关信息流的集合。
(3)功能点号：指软件对电网功能的自动编号，便于计算机统一存储管理。
(4)变电站SCD文件：substation configuration description，变电站全站系统配置文件。
(5)电网图模文件：在监控后台和调度主站上描述设备图形与设备模型的对应关系文件。
(6)远动机转发表：在远动机中描述变电站站站端功能与调度端功能的对应关系表，包含变电站功能描述、信息点号。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法及系统，该方案是根据变电站实际调试情况，实现对实际试验过程的真实复现，试验方法覆盖分系统调试和站系统调试两个环节、并且交叉覆盖两个环节，利用全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统可实现自动化和智能化测试，降低试验过程中人为失误，提高工作效率，保证试验项目测试的规范性及正确性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法，包括以下步骤：
步骤S1：测试人员在变电站站分系统试验阶段完成二次设备和一次设备的“四遥”功能检查，并记录下站内对点的全部“四遥”功能的全链路信息流及功能点号；
步骤S2：进行远动机的闭环测试；
步骤S3：闭环测试完成后，测试人员再现间隔层设备网络行为，检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性；
步骤S4：进行调度主站的测试。
进一步的，步骤S1又包括以下子步骤：
步骤S11：测试人员在变电站确定需要核对的“四遥”功能，当选中被试功能点号后，进入等待记录过程层和站控层网络报文的模式；
步骤S12：测试人员操作变电站内设备，使源端设备发出反应设备功能或者电网故障的网络报文；
步骤S13：分别从过程层和站控层网络交换机自动记录下网络报文，经过智能诊断模块的比对和分析后，利用无线传输的方式将结果发送给手持式无线终端；
步骤S14：测试人员确认结果正确后，在手持式无线终端上点击确认按钮，将某个功能的全链路信息流及功能点号记录在历史数据库中；
步骤S15：重复进行上述步骤S11至S14，直到检查完所有的“四遥”功能。
进一步的，步骤S2又包括以下子步骤：
步骤S21：提取步骤S1中记录的“四遥”功能点号及全链路信息流，将记录的站控层网络信息流重新发送到站控层网络上；
步骤S22：从调度数据网中回采报文，利用智能诊断模块自动比对发出信息和收到的信息一致性后，自动给出试验结果；
步骤S23：记录下正确的调度数据网网络报文及对应的功能点号。
进一步的，步骤S3又包括以下子步骤：
步骤S31：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S32：根据“四遥”功能点号，提取步骤S1中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有站控层网络报文发送到站控层网络上；
步骤S33：测试人员检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性。
进一步的，步骤S4又包括以下子步骤：
步骤S41：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S42：根据“四遥”功能点号，提取步骤S2中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有调度数据网网络报文发送到调度数据网上；
步骤S43：测试人员检查调度主站上图形、压板、把手、数值的正确性。
一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，包括基础平台模块；
所述基础平台模块包含数据管理模块、智能诊断模块、验收报告模块和报文记录模块；
所述数据管理模块用于实现对变电站SCD文件、电网图模文件、远动转发表的导入、解析、比对、管理，自动建立功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系，从而自动生成服务全链路信息流的智能变电站辅助联调试验的作业任务；
所述智能诊断模块用于利用所述数据管理模块提供的功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表、所述报文记录模块提供的动态报文解析结果实现变电站信息流传递故障定位、变电站事件动态关联展示，支持对特定报文的搜索，捕获，并根据用户指令添加截图到验收记录中，根据功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表诊断验收结果；
所述验收报告模块用于展示变电站当前验收进度与验收结果，自动生成站内对点、站端设备对点、调度主站对点三个过程的试验结果及智能诊断结果；
所述报文记录模块用于利用光纤采集、解析变电站过程层中的IEC61850-GGOSE/SV报文、站控层中的IEC61850-MMS报文以及调度数据网中的IEC60870-5-104报文，并将记录的报文按照功能关联关系分门别类地存储，将解析的结果传输给所述数据管理模块和所述智能诊断模块。
进一步的，还包括站内对点模块，所述站内对点模块包括模拟站端设备模块和手持式无线终端模块，所述模拟站端设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS客户端通信信息，实现模拟监控后台与间隔层设备通信行为，所述手持式无线终端模块是一个三防手持式无线终端，用于与所述模拟站端设备模块交互控制指令与数据交互。
进一步的，还包括站端设备对点模块，所述站端设备对点模块包括模拟间隔设备模块和模拟主站模块，所述模拟间隔设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS服务器通信信息，实现模拟间隔层中保护装置、测控装置、故障录波、网络报文分析仪与监控后台/远动机通信行为，所述模拟主站模块用于将系统接至调度数据网，通过配置通道类型、规约类型、IP地址及端口号后，可以发出IEC60870-5-104报文，模拟主站的通信行为。
进一步的，还包括调度主站对点模块，所述调度主站对点模块包括模拟子站模块，所述模拟子站模块用于将系统接入变电站站控层交换机，实现模拟变电站远动机、间隔层设备功能。
综上，本发明的有益效果是：
本发明是根据变电站实际调试情况，实现对实际试验过程的真实复现，试验方法覆盖分系统调试和站系统调试两个环节、并且交叉覆盖两个环节，利用全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统可实现自动化和智能化测试，降低试验过程中人为失误，提高工作效率，保证试验项目测试的规范性及正确性。
附图说明
图1是本发明的方法步骤流程示意图。
图2是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法真实模拟了测试人员在分系统试验和站系统试验环节中对“四遥”功能检查过程，实现“四遥”功能的全链路信息流检查，解决试验结果逐项确认、工作效率低、试验周期长、试验环节不全的情况，本发明是根据变电站实际调试情况，实现对实际试验过程的真实复现，试验方法覆盖分系统调试和站系统调试两个环节、并且交叉覆盖两个环节，利用全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统可实现自动化和智能化测试，降低试验过程中人为失误，提高工作效率，保证试验项目测试的规范性及正确性。下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此，图中的只是本发明应用的一个示例，对本发明的原理没有本质性的约束。
实施例：
如图1和图2所示，一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法，包括以下步骤：
步骤S1：测试人员在变电站站分系统试验阶段完成二次设备和一次设备的“四遥”功能检查，并记录下站内对点的全部“四遥”功能的全链路信息流及功能点号；
步骤S2：进行远动机的闭环测试；
步骤S3：闭环测试完成后，测试人员再现间隔层设备网络行为，检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性；
步骤S4：进行调度主站的测试。
本实施例中，步骤S1又包括以下子步骤：
步骤S11：测试人员在变电站一次场地上或者保护小室内利用手持式无线终端模块确定需要核对的“四遥”功能，当选中被试功能点号后，进入等待记录过程层和站控层网络报文的模式；
步骤S12：测试人员操作变电站内设备，使源端设备发出反应设备功能或者电网故障的网络报文；
步骤S13：分别从过程层和站控层网络交换机自动记录下网络报文，经过智能诊断模块的比对和分析后，利用无线传输的方式将结果发送给手持式无线终端；
步骤S14：测试人员确认结果正确后，在手持式无线终端上点击确认按钮，将某个功能的全链路信息流及功能点号记录在历史数据库中；
步骤S15：重复进行上述步骤S11至S14，直到检查完所有的“四遥”功能。
本实施例中，步骤S2又包括以下子步骤：
步骤S21：提取步骤S1中记录的“四遥”功能点号及全链路信息流，将记录的站控层网络信息流重新发送到站控层网络上；
步骤S22：从调度数据网中回采报文，利用智能诊断模块自动比对发出信息和收到的信息一致性后，自动给出试验结果；
步骤S23：记录下正确的调度数据网网络报文及对应的功能点号。
本实施例中，步骤S3又包括以下子步骤：
步骤S31：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S32：根据“四遥”功能点号，提取步骤S1中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有站控层网络报文发送到站控层网络上；
步骤S33：测试人员检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性。
本实施例中，步骤S4又包括以下子步骤：
步骤S41：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S42：根据“四遥”功能点号，提取步骤S2中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有调度数据网网络报文发送到调度数据网上；
步骤S43：测试人员检查调度主站上图形、压板、把手、数值的正确性。
本实施例中，一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，包括基础平台模块；
所述基础平台模块包含数据管理模块、智能诊断模块、验收报告模块和报文记录模块，分别为站内对点模块、站端对点模块、调度主站对点模块提供测试前的作业任务准备、测试过程中的和网络报文记录及再现和报文传输正确性智能诊断、测试后的报告自动生成；
所述数据管理模块用于实现对变电站SCD文件、电网图模文件、远动转发表的导入、解析、比对、管理，自动建立功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系，从而自动生成服务全链路信息流的智能变电站辅助联调试验的作业任务，作业任务包括变电站内全部功能的功能点号、功能中文语语义、实现功能的传输链路，支持人工修改和完善；具体如下：
1)变电站SCD文件解析的导入、解析、比对、管理：解析导入进本系统的SCD文件，自动分析SCD文件链路信息、比对站控层和过程层链路信息并动态展示基于功能关联关系展示“四遥”功能的传输链路，本过程中建立了基于功能的过程层和站控层信息流的关联关系，即功能与链路信息的关系；
2)电网图模文件解析的导入、解析、比对、管理：对主流调控系统的图模、拓扑的对接、导入与解析，取得与EMS完全一致的设备图元模板库作为本系统的通用图元模型，然后进行EMS厂站图模CIME/G文件的转换，将EMS中的厂站图模信息导入到本系统中,比对解析SCD文件结果，建立功能链路信息与图模信息的关联关系，并进行图形化展示；
3)远动转发表解析的导入、解析、管理：解析导入本系统的远动转发表，自动提取表中的信息点号、功能描述，通过将解析SCD文件结果于功能描述比对，建立信息点号-变电站链路信息的关联关系；
所述智能诊断模块用于利用所述数据管理模块提供的功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表、所述报文记录模块提供的动态报文解析结果实现变电站信息流传递故障定位、变电站事件动态关联展示，支持对特定报文的搜索，捕获，并根据用户指令添加截图到验收记录中，根据功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表诊断验收结果，一共有三种结果，具体如下：
1)在规定时间内收到正确的信号，诊断结果合格；
2)收到错误的信号，可根据功能点号-变电站链路信息-信息点号的关联关系定位哪台设备出问题以及错误的信息流；
3)未在规定时间内收到信号(延时或未收到)，可根据功能点号-变电站链路信息-信息点号的关联关系定位未发出信息流的设备；
所述验收报告模块用于展示变电站当前验收进度与验收结果，自动生成站内对点、站端设备对点、调度主站对点三个过程的试验结果及智能诊断结果；
所述报文记录模块用于利用光纤采集、解析变电站过程层中的IEC61850-GGOSE/SV报文、站控层中的IEC61850-MMS报文以及调度数据网中的IEC60870-5-104报文，并将记录的报文按照功能关联关系分门别类地存储，将解析的结果传输给所述数据管理模块和所述智能诊断模块。
本实施例中，还包括站内对点模块，所述站内对点模块包括模拟站端设备模块和手持式无线终端模块，所述模拟站端设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS客户端通信信息，实现模拟监控后台与间隔层设备通信行为，所述手持式无线终端模块是一个三防手持式无线终端，用于与所述模拟站端设备模块交互控制指令与数据交互，手持式无线终端模块与模拟站端设备模块通过TCP/IP协议通讯，通讯范围可涵盖整个变电站，数据使用私有协议，传二进制数据，数据内容使用RSA或者SM2算法，进行非对称加密。
本实施例中，还包括站端设备对点模块，所述站端设备对点模块包括模拟间隔设备模块和模拟主站模块，所述模拟间隔设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS服务器通信信息，实现模拟间隔层中保护装置、测控装置、故障录波、网络报文分析仪与监控后台/远动机通信行为，所述模拟主站模块用于将系统接至调度数据网，通过配置通道类型、规约类型、IP地址及端口号后，可以发出IEC60870-5-104报文，模拟主站的通信行为，支持多种并行通道同时接收子站报文，并把子站不同途径的报文内容做相关解析，且具备多通道切换。
本实施例中，还包括调度主站对点模块，所述调度主站对点模块包括模拟子站模块，所述模拟子站模块用于将系统接入变电站站控层交换机，实现模拟变电站远动机、间隔层设备功能，通过配置通道类型、规约类型、IP地址及端口号后，可以发出IEC60870-5-104报文，模拟变电站与调度主站的通信行为。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：测试人员在变电站站分系统试验阶段完成二次设备和一次设备的“四遥”功能检查，并记录下站内对点的全部“四遥”功能的全链路信息流及功能点号；
步骤S2：进行远动机的闭环测试；
步骤S3：闭环测试完成后，测试人员再现间隔层设备网络行为，检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性；
步骤S4：进行调度主站的测试；
其中，步骤S1又包括以下子步骤：
步骤S11：测试人员在手持式无线终端上确定需要核对的“四遥”功能，当选中被试功能点号后，进入等待记录过程层和站控层网络报文的模式；
步骤S12：测试人员操作变电站内设备，使源端设备发出反应设备功能或者电网故障的网络报文；
步骤S13：分别从过程层和站控层网络交换机自动记录下网络报文，经过智能诊断模块的比对和分析后，利用无线传输的方式将结果发送给手持式无线终端；
步骤S14：测试人员确认结果正确后，在手持式无线终端上点击确认按钮，将某个功能的全链路信息流及功能点号记录在历史数据库中；
步骤S15：重复进行上述步骤S11至S14，直到检查完所有的“四遥”功能；
其中，步骤S2又包括以下子步骤：
步骤S21：提取步骤S1中记录的“四遥”功能点号及全链路信息流，将记录的站控层网络信息流重新发送到站控层网络上；
步骤S22：从调度数据网中回采报文，利用智能诊断模块自动比对发出信息和收到的信息一致性后，自动给出试验结果；
步骤S23：记录下正确的调度数据网网络报文及对应的功能点号；
其中，步骤S3又包括以下子步骤：
步骤S31：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S32：根据“四遥”功能点号，提取步骤S1中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有站控层网络报文发送到站控层网络上；
步骤S33：测试人员检查监控后台上图形、压板、把手、数值的正确性；
其中，步骤S4又包括以下子步骤：
步骤S41：测试人员根据需求，选中需要测试的“四遥”功能点号；
步骤S42：根据“四遥”功能点号，提取步骤S2中记录的全链路信息流，将被选择功能的原有调度数据网网络报文发送到调度数据网上；
步骤S43：测试人员检查调度主站上图形、压板、把手、数值的正确性。
2.一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，其特征在于，包括基础平台模块；
所述基础平台模块包含数据管理模块、智能诊断模块、验收报告模块和报文记录模块；
所述数据管理模块用于实现对变电站SCD文件、电网图模文件、远动转发表的导入、解析、比对、管理，自动建立功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系，从而自动生成服务全链路信息流的智能变电站辅助联调试验的作业任务；
所述智能诊断模块用于利用所述数据管理模块提供的功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表、所述报文记录模块提供的动态报文解析结果实现变电站信息流传递故障定位、变电站事件动态关联展示，支持对特定报文的搜索，捕获，并根据用户指令添加截图到验收记录中，根据功能点号、变电站链路信息、信息点号的关联关系表诊断验收结果；
所述验收报告模块用于展示变电站当前验收进度与验收结果，自动生成站内对点、站端设备对点、调度主站对点三个过程的试验结果及智能诊断结果；
所述报文记录模块用于利用光纤采集、解析变电站过程层中的IEC61850-GGOSE/SV报文、站控层中的IEC61850-MMS报文以及调度数据网中的IEC60870-5-104报文，并将记录的报文按照功能关联关系分门别类地存储，将解析的结果传输给所述数据管理模块和所述智能诊断模块。
3.根据权利要求2所述的一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，其特征在于，还包括站内对点模块，所述站内对点模块包括模拟站端设备模块和手持式无线终端模块，所述模拟站端设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS客户端通信信息，实现模拟监控后台与间隔层设备通信行为，所述手持式无线终端模块是一个三防手持式无线终端，用于与所述模拟站端设备模块交互控制指令与数据交互。
4.根据权利要求3所述的一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，其特征在于，还包括站端设备对点模块，所述站端设备对点模块包括模拟间隔设备模块和模拟主站模块，所述模拟间隔设备模块用于通过所述数据管理模块提供的IEC61850-MMS服务器通信信息，实现模拟间隔层中保护装置、测控装置、故障录波、网络报文分析仪与监控后台/远动机通信行为，所述模拟主站模块用于将系统接至调度数据网，通过配置通道类型、规约类型、IP地址及端口号后，可以发出IEC60870-5-104报文，模拟主站的通信行为。
5.根据权利要求4所述的一种全链路信息流的智能变电站辅助对点试验系统，其特征在于，还包括调度主站对点模块，所述调度主站对点模块包括模拟子站模块，所述模拟子站模块用于将系统接入变电站站控层交换机，实现模拟变电站远动机、间隔层设备功能。
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