CN109541353B - 配电自动化检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电自动化检测系统，其包括配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统，配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统分别用于连接被测的配电自动化系统，配电自动化系统包括配电主站和与配电主站连接的多个配电终端，自动检测子系统分别与配电终端模拟装置、故障模拟装置和配电自动化系统连接。通过多个配电终端的通信行为数据和故障状态数据进行模拟，并根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出检测数据。上述配电自动化检测系统，能够实现对配电自动化系统的自动检测，节省人力成本，规范化检测流程，提升检测精度。

Description

配电自动化检测系统

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，特别是涉及一种配电自动化检测系统。

背景技术

随着国内配电网自动化建设的发展，配电自动化主站系统及配电自动化终端在国内一、二线城市的覆盖率逐渐上升。据统计，截至2015年4月，全国已投运150个配电自动化主站系统及50万台配电自动化终端。

然而，与配电自动化主站系统的高自动化程度不匹配的是，目前对配电自动化系统的检测仍停留在人工测试阶段，不仅需投入较大的人力成本，且检测精度难以提升。

发明内容

基于此，有必要针对现有配电自动化主站系统需人工进行测试的问题，提供一种配电自动化检测系统。

在一个实施例中，提供一种配电自动化检测系统，其包括配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统，配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统分别用于连接被测的配电自动化系统，配电自动化系统包括配电主站和与配电主站连接的多个配电终端；配电终端模拟装置用于模拟上述多个配电终端的通信行为数据，并向配电主站及自动检测子系统发送通信行为数据；故障模拟装置用于模拟上述多个配电终端的故障状态数据，并向自动检测子系统发送故障状态数据；自动检测子系统分别与配电终端模拟装置和故障模拟装置连接，自动检测子系统用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出检测数据。

上述配电自动化检测系统，通过模拟配电自动化系统中多个配电终端的通信行为数据和故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，能够实现对配电自动化系统的自动检测，节省人力成本，规范化检测流程，提升检测精度。

在其中一个实施例中，自动检测子系统包括终端检测模块和主站检测模块，终端检测模块分别与配电终端模拟装置和故障模拟装置连接，主站检测模块分别与配电终端模拟装置和故障模拟装置连接，终端检测模块还用于连接上述多个配电终端，主站检测模块还用于连接配电主站；终端检测模块用于根据通信行为数据及故障状态数据，对上述多个配电终端进行馈线自动化功能检测，并输出终端检测数据；主站检测模块用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电主站进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出主站检测数据。

在其中一个实施例中，故障模拟装置包括模拟量模拟单元和开关量模拟单元，模拟量模拟单元和开关量模拟单元分别连接上述多个配电终端；模拟量模拟单元用于模拟上述多个配电终端在故障状态下的第一模拟量信息；开关量模拟单元用于模拟上述多个配电终端在故障状态下的第一开关量信息；自动检测子系统包括第一接口模块，第一接口模块与模拟量模拟单元和开关量模拟单元连接，用于接收第一模拟量信息和第一开关量信息，并根据第一模拟量信息和第一开关量信息向故障模拟装置发送控制指令。

在其中一个实施例中，配电自动化检测系统还包括：继电保护测试仪，分别与拟量模拟单元、开关量模拟单元和自动检测子系统连接，用于根据第一模拟量信息和第一开关量信息对配电自动化系统中的继电保护装置进行检测，并向自动检测子系统发送继电检测数据。

在其中一个实施例中，继电保护测试仪包括模拟量处理回路、开关量处理回路和自动化检测装置；模拟量处理回路分别与模拟量模拟单元和自动化检测装置连接，用于根据第一模拟量信息生成第二模拟量信息；开关量处理回路分别与开关量模拟单元和自动化检测装置连接，用于根据第一开关量信息生成第二开关量信息；自动化检测装置用于根据第二模拟量信息、第二开关量信息和预设的状态序列对配电自动化系统中的继电保护设备进行编程测试。

在其中一个实施例中，自动检测子系统包括第二接口模块，第二接口模块与继电保护测试仪连接，用于控制继电保护测试仪向配电终端输出第二模拟量信息和第二开关量信息，并接收继电保护测试仪发送的开关量反馈信息。

在其中一个实施例中，配电自动化检测系统包括至少两个配电终端模拟装置，每个配电终端模拟装置分别与自动检测子系统连接。

在其中一个实施例中，每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的通信行为数据。

在其中一个实施例中，每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的多个遥信点、遥测点和遥控点的通信行为数据。

在其中一个实施例中，配电自动化检测系统还包括：报告生成装置，与自动检测子系统连接，用于根据检测数据及预设的报告模板，生成配电自动化检测报告。

本实施例中，本实施例中，通过对配电网终端通信和配电网故障状态进行模拟仿真，对被测的配电自动化系统的运行指标和功能进行综合测试，自动出具被测系统的测试报告，避免由于人工干预导致的误差，减少检测人员的工作强度，提高工作效率和被测系统测试结果的精度，有助于检测机构统一检测方法和标准的建立，提高配网自动化系统投运后的高可用性、高可靠性和实用性。

附图说明

图1为本发明一实施例的配电自动化检测系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例的配电自动化检测系统中的自动检测子系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例的配电自动化检测系统中的故障模拟装置的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的配电自动化检测系统的结构示意图；

图5为本发明又一实施例的配电自动化检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

例如，一种配电自动化检测系统，其包括配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统，配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统分别用于连接被测的配电自动化系统，配电自动化系统包括配电主站和与配电主站连接的多个配电终端；其中配电终端模拟装置用于模拟上述多个配电终端的通信行为数据，并向配电主站及自动检测子系统发送通信行为数据；故障模拟装置用于模拟上述多个配电终端的故障状态数据，并向自动检测子系统发送故障状态数据；自动检测子系统分别与配电终端模拟装置、故障模拟装置和配电自动化系统连接，自动检测子系统用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出检测数据。

上述配电自动化检测系统，通过模拟配电自动化系统中多个配电终端的通信行为数据和故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，能够实现对配电自动化系统的自动检测，节省人力成本，规范化检测流程，提升检测精度。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种配电自动化检测系统10，其包括配电终端模拟装置101、故障模拟装置102和自动检测子系统103，其中配电终端模拟装置101和故障模拟装置102分别与自动检测子系统103连接，配电终端模拟装置101、故障模拟装置102和自动检测子系统103分别用于连接被测的配电自动化系统，配电自动化系统包括配电主站和与配电主站连接的多个配电终端。

其中，配电终端模拟装置101用于模拟被测的配电自动化系统中多个配电终端的通信行为数据，并向配电主站及自动检测子系统发送通信行为数据。

在一个实施例中，配电终端模拟装置101模拟配电终端的采集信息，并根据预设的标准规约将采集信息发往配电主站，为配电自动化系统的故障处理逻辑测试及运行控制功能测试提供现场模拟数据环境。

在一个实施例中，配电终端模拟装置101对整个配电自动化系统的所有配电终端进行通信行为模拟，从而对配电终端和主站间进行全面测试。

在一个实施例中，配电终端模拟装置101可以是运行在计算机上以模拟多个配电终端的配电终端模拟器。

其中，故障模拟装置102用于模拟配电自动化系统中多个配电终端的故障状态数据，并向自动检测子系统发送故障状态数据。

在一个实施例中，通过定义模拟故障组来发送模拟的故障信号；或者，通过定义模拟遥控组来控制是否允许遥控，其中所有的遥控信息均可显示在遥控日志框中；或者，通过自定义故障列表、等待时间等来进行循环故障模拟。

在一个实施例中，故障模拟装置102包括配电网仿真图形工具、配电网模型计算引擎和对外接口。

在一个实施例中，故障模拟装置102从底层至应用层依序配置配电网络配置工具、采用CIM模型的图形化时序组态、支撑平台、配电网仿真图形工具、配电网模型计算引擎和对外接口等模块。

其中，自动检测子系统103根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出检测数据。

在一个实施例中，自动检测子系统103包括功能检测装置、性能检测装置和故障检测装置中的至少一种。功能检测装置用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测。性能检测装置用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行性能检测。故障检测装置用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统进行故障诊断隔离恢复检测。

在一个实施例中，自动检测子系统103采用基于多态虚拟量注入的全自动托管检测技术，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，可实现虚拟负荷、虚拟状态量及多点检测，有效解决传统现场实负荷测试的测试条件苛刻、测试态少，且发现问题相对滞后的弊端。

上述配电自动化检测系统，通过模拟配电自动化系统中多个配电终端的通信行为数据和故障状态数据，对配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，能够实现对配电自动化系统的自动检测，节省人力成本，规范化检测流程，提升检测精度。

在一个实施例中，如图2所示，自动检测子系统103包括终端检测模块1031和主站检测模块1032，其中终端检测模块1031分别与配电终端模拟装置101和故障模拟装置102连接，主站检测模块1032分别与配电终端模拟装置101和故障模拟装置102连接，终端检测模块1031还用于连接上述多个配电终端，主站检测模块1032还用于连接配电主站。

其中，终端检测模块1031用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电自动化系统中的配电终端进行馈线自动化功能检测，并输出终端检测数据。其中，馈线自动化包括：主站集中型馈线自动化、电流电压型就地式馈线自动化和智能分布型馈线自动化等。配电终端包括：配电自动化站所终端和馈线自动化终端；配合一次设备的配电终端包括：配合断路器的配电终端、配合负荷开关的配电终端、配合联络开关的配电终端、配合边界开关的配电终端等。

其中，主站检测模块1032用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电主站进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出主站检测数据。

可选地，主站检测模块1032用于根据通信行为数据及故障状态数据，对配电主站进行系统要求测试、系统文档测试、平台服务系统测试、配电SCADA(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统功能测试、系统指标测试、馈线故障处理测试、配电网扩展应用功能测试、压力测试、72小时连续运行测试等至少一种。

在一个实施例中，主站检测模块1032对配电主站进行功能检测，包括：检测配电主站的数据采集功能是否完备，检测配电主站的数据处理功能是否完备，检测配电主站的数据记录功能是否完备，检测配电主站的操作与控制功能是否完备，检测配电主站的网络拓扑着色功能是否完备，和/或，检测配电主站的系统时钟和对时功能是否完备。

在一个实施例中，主站检测模块1032对配电主站进行性能检测，包括：测试配电主站的热备切换时间与冷备切换时间，测试配电主站的CPU平均负载率与备用空间，测试配电主站的可接入实时数据容量、可接入终端数、可接入子站数、可接入控制量、实时数据变化更新延时、主站遥控输出时延、数据记录时标精度、85％画面调用响应时间、事故推画面响应时间以及单次网络拓扑着色时延，测试配电主站的馈线故障处理耗时，和/或，测试配电主站的遥信200次动作正确率以及遥控200次动作正确率。通过以上参数测试，检测配电主站的冗余性、计算机资源负载率及配电SCADA性能是否合格。

在一个实施例中，主站检测模块1032对配电主站进行故障诊断隔离恢复检测，包括：在给定的配电网典型接线模式下，向被测配电主站注入故障信号，检测配网主站系统对配网故障的定位、故障隔离、非故障区域的恢复等步骤是否正确。

在一个实施例中，终端检测模块1031根据《DL/T 721-2013配电自动化远方终端》标准对配电终端进行检测。主站检测模块1032根据《DL/T 814-2002配电自动化系统功能规范》和《Q/GDW 513-2010配电自动化主站系统功能规范》对配电主站进行检测。

在一个实施例中，如图3所示，故障模拟装置102包括模拟量模拟单元1021和开关量模拟单元1022，模拟量模拟单元1021和开关量模拟单元1022分别连接上述多个配电终端。其中，模拟量模拟单元1021用于模拟配电自动化系统中多个配电终端在故障状态下的第一模拟量信息；开关量模拟单元1022于模拟配电自动化系统中多个配电终端在故障状态下的第一开关量信息；此时，自动检测子系统103包括第一接口模块，第一接口模块与模拟量模拟单元1021和开关量模拟单元1022连接连接，用于接收第一模拟量信息和第一开关量信息，并根据第一模拟量信息和第一开关量信息向故障模拟装置发送控制指令。

其中，第一模拟量信息包括但不限于一次设备的有功功率、无功功率、电流、电压及主变档位等至少一种。第一开关量信息包括但不限于开关位置、隔离刀闸位置、接地刀闸位置、保护硬接地点状态以及远方控制投退信号等至少一种。

本实施例，通过故障模拟装置102与自动检测子系统103和配电终端模拟装置101的双向通信，可搭建多种配电网模型，配置多种测试用例，对配电自动化系统进行瞬时、永久、并发等多种形式的故障模拟。

在一个实施例中，如图4所示，为了对配电自动化系统中的继电保护装置进行检测，配电自动化检测系统10还包括继电保护测试仪104，其中继电保护测试仪104分别与自动检测子系统103和故障模拟装置102中的拟量模拟单元1021、开关量模拟单元1022连接，继电保护测试仪104用于根据第一模拟量信息和第一开关量信息对配电自动化系统中的继电保护装置进行检测，并向自动检测子系统发送继电检测数据。

具体地，继电保护测试仪104包括模拟量处理回路、开关量处理回路和自动化检测装置，模拟量处理回路分别与模拟量模拟单元和自动化检测装置连接，用于根据第一模拟量信息生成第二模拟量信息；开关量处理回路分别与开关量模拟单元和自动化检测装置连接，用于根据第一开关量信息生成第二开关量信息；自动化检测装置用于根据第二模拟量信息、第二开关量信息和预设的状态序列对配电自动化系统中的继电保护设备进行编程测试。

在一个实施例中，自动检测子系统103还包括第二接口模块，第二接口模块与继电保护测试仪104连接，用于控制继电保护测试仪向配电终端输出第二模拟量信息和第二开关量信息，并接收继电保护测试仪104发送的继电保护开关量反馈信息。

在一个实施例中，配电自动化检测系统包括至少两个配电终端模拟装置，每个配电终端模拟装置分别与自动检测子系统连接。其中，每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的通信行为数据。每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的多个遥信点、遥测点和遥控点的通信行为数据。例如，配电终端模拟装置101可模拟至少10000个配电终端的实时通信数据，并向被测系统输出模拟的通信数据。进一步地，单台配电终端模拟装置101可模拟至少2000个配电终端的通信数据，例如对每个终端分别模拟至少256个遥信点、遥测点和遥控点的通信数据。这样，可支持在压力环境下接受遥控命令并对遥信、遥测进行变化设定，从而综合评测被测系统的“雪崩”处理能力。

在一个实施例中，配电终端模拟装置用于模拟各类实际配电终端的通信数据，采用基于工作站或服务器I/O资源自动分配技术，模拟海量配电终端的遥测点、遥信点和遥控点，还模拟真实终端具有的部分保护控制功能，验证被测系统的规约及在压力环境下对“雪崩”的处理能力。

在一个实施例中，如图5所示，配电自动化检测系统还包括报告生成装置105，报告生成装置105与自动检测子系统连接103连接，用于根据检测数据及预设的报告模板，生成配电自动化检测报告。

本实施例中，通过对配电网终端通信和配电网故障状态进行模拟仿真，对被测的配电自动化系统的运行指标和功能进行综合测试，自动出具被测系统的测试报告，避免由于人工干预导致的误差，减少检测人员的工作强度，提高工作效率和被测系统测试结果的精度，有助于检测机构统一检测方法和标准的建立，提高配网自动化系统投运后的高可用性、高可靠性和实用性。

在一个实施例中，配电自动化检测系统10支持物理仿真信号和数字仿真信号的采集和控制，向被测配电自动化系统正向注入数据信号，同时接收被测配电自动化系统反馈的输入数据,通过对实时的、海量的、高速的数据进行实时分析和对比计算，完成对被测配电自动化系统的测试。

在一个实施例中，可在被测的配电自动化系统服务器上运行智能Agent软件，对被测配电自动化系统的服务器内存、CPU、网络使用情况进行统计监视。运用计算机图形学原理实现智能图像识别功能，对系统反应速度进行精确的时间统计。例如统计开关变位时的拓扑着色反应时间、前置收到报文后实时库变化时间差等。省去了过去测试人员手掐秒表的步骤，提高测试的准确性。故障模拟装置102通过自定义协议与平台进行通信，将服务器上的各类数据实时发送至测试平台，实现测试的自动化并且提高测试效率。

在一个实施例中，配电自动化检测系统10包括配电终端模拟装置101、故障模拟装置102、自动检测子系统103、继电保护测试仪104和报告生成装置105，其中配电终端模拟装置101、故障模拟装置102、继电保护测试仪104和报告生成装置105分别与自动检测子系统103连接，故障模拟装置102还与继电保护测试仪104连接。本实施例将故障模拟装置、配电终端模拟装置和报告生成装置构建在配电自动化检测系统上，应用与应用之间无缝链接。可搭建具有万台配电终端的大型城市配电自动化仿真系统，实现从配电终端到配电自动化主站系统的数字-物理仿真。还可实现各种配电网模型的搭建，实现对配电网的瞬时故障模拟、永久故障模拟、并发故障模拟等多种形式的故障模拟，便于二次开发。还能自动化出具被测系统的评价报告，规范化检测流程，解决传统测试方法人工参与度高、精度低的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种配电自动化检测系统，其特征在于，包括配电终端模拟装置、故障模拟装置和自动检测子系统，所述配电终端模拟装置、所述故障模拟装置和所述自动检测子系统分别用于连接被测的配电自动化系统，所述配电自动化系统包括配电主站和与所述配电主站连接的多个配电终端；

所述配电终端模拟装置用于模拟实际配电终端的通信行为数据，并向所述配电主站及所述自动检测子系统发送所述通信行为数据，每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的通信行为数据，模拟的配电终端的数量大于或等于10000，且对每个模拟的配电终端分别模拟至少256个遥信点、遥测点和遥控点的通信数据；

所述故障模拟装置用于模拟实际配电终端的故障状态数据，并向所述自动检测子系统发送所述故障状态数据；

所述自动检测子系统分别与所述配电终端模拟装置和所述故障模拟装置连接；所述自动检测子系统包括主站检测模块，所述主站检测模块分别与所述配电终端模拟装置和所述故障模拟装置连接，所述主站检测模块还用于连接所述配电主站；

所述自动检测子系统用于根据所述通信行为数据及所述故障状态数据，对所述配电自动化系统进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出检测数据；所述主站检测模块用于根据所述通信行为数据及所述故障状态数据，对所述配电主站进行功能检测、性能检测及故障诊断隔离恢复检测中的至少一种，并输出主站检测数据。

2.根据权利要求1所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述自动检测子系统包括终端检测模块，所述终端检测模块分别与所述配电终端模拟装置和所述故障模拟装置连接，所述终端检测模块还用于连接上述多个配电终端，

所述终端检测模块用于根据所述通信行为数据及所述故障状态数据，对上述多个配电终端进行馈线自动化功能检测，并输出终端检测数据。

3.根据权利要求1所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述故障模拟装置包括模拟量模拟单元和开关量模拟单元，所述模拟量模拟单元和所述开关量模拟单元分别连接上述多个配电终端；

所述模拟量模拟单元用于模拟上述多个配电终端在故障状态下的第一模拟量信息；

所述开关量模拟单元用于模拟上述多个配电终端在故障状态下的第一开关量信息；

所述自动检测子系统包括第一接口模块，所述第一接口模块与所述模拟量模拟单元和所述开关量模拟单元连接，用于接收所述第一模拟量信息和所述第一开关量信息，并根据所述第一模拟量信息和所述第一开关量信息向所述故障模拟装置发送控制指令。

4.根据权利要求3所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述配电自动化检测系统还包括：

继电保护测试仪，分别与所述拟量模拟单元、所述开关量模拟单元和所述自动检测子系统连接，用于根据所述第一模拟量信息和所述第一开关量信息对所述配电自动化系统中的继电保护装置进行检测，并向所述自动检测子系统发送继电检测数据。

5.根据权利要求4所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述继电保护测试仪包括模拟量处理回路、开关量处理回路和自动化检测装置；

所述模拟量处理回路分别与所述模拟量模拟单元和所述自动化检测装置连接，用于根据所述第一模拟量信息生成第二模拟量信息；

所述开关量处理回路分别与所述开关量模拟单元和所述自动化检测装置连接，用于根据所述第一开关量信息生成第二开关量信息；

所述自动化检测装置用于根据所述第二模拟量信息、所述第二开关量信息和预设的状态序列对所述配电自动化系统中的继电保护设备进行编程测试。

6.根据权利要求5所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述自动检测子系统包括第二接口模块，所述第二接口模块与所述继电保护测试仪连接，用于控制所述继电保护测试仪向所述配电终端输出所述第二模拟量信息和所述第二开关量信息，并接收所述继电保护测试仪发送的开关量反馈信息。

7.根据权利要求1所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述配电自动化检测系统包括至少两个配电终端模拟装置，每个配电终端模拟装置分别与所述自动检测子系统连接。

8.根据权利要求7所述的配电自动化检测系统，其特征在于，每个配电终端模拟装置分别用于模拟多个配电终端的多个遥信点、遥测点和遥控点的通信行为数据。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的配电自动化检测系统，其特征在于，所述配电自动化检测系统还包括：

报告生成装置，与所述自动检测子系统连接，用于根据所述检测数据及预设的报告模板，生成配电自动化检测报告。

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