CN110224882A - 一种储能电站遥控时延测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种储能电站遥控时延测试方法和装置，方法包括：对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；按照预划分的通信阶段，分别对各通信阶段进行通信监听，获取相应的通信报文数据；将获取到的各通信阶段的通信报文数据进行统一的规约转换；将规约转换后的通信报文打上报文接收时间戳；根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。本发明可针对储能电站内各遥控点进行时延测试，测试效率高，成本低，测试结果可靠，有助于实现储能电站控制系统的高性能实时遥控通信。

Description

一种储能电站遥控时延测试方法和装置

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是一种储能电站遥控时延测试方法、装置和系统。

背景技术

储能电站监控系统主要包括光伏阵列组件、光伏控制器、电池组、电池管理系统（BMS）、逆变器，以及相应的储能电站联合控制调度系统等在内的发电系统。常规的储能电站控制系统使用的产品来自于不同的供应商，几乎每个产品供应商都有自己的标准，也存在不同的通信响应时间影响因素，这样对于整个储能电站控制系统实现实时通信增加了复杂性，特别是对于遥控通信的响应时间的判断可靠性还存在欠缺。

由于遥控时延尚未严重影响到系统的运行，因此目前还没有专门针对遥控时延测试的装置或者成熟有效的测试方法，一般是采用人工手动测试，不仅耗时费力且效率极低，无法得出各个通信阶段的详细时延数据和相关报文，也就无法得到可用于改进遥控通信的现状的参考依据。

发明内容

本发明的目的是，提出一种储能电站遥控时延测试方法和装置，可针对储能电站内各遥控点进行时延测试，测试效率高，成本低，测试结果可靠，有助于实现储能电站控制系统的高性能实时遥控通信。

本发明采取的技术方案具体为：一种储能电站遥控时延测试方法，包括：

对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

按照预划分的通信阶段，分别对各通信阶段进行通信监听，获取相应的通信报文数据；

将获取到的各通信阶段的通信报文数据进行统一的规约转换；

将规约转换后的通信报文打上报文接收时间戳；

根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

本发明通过划分通信阶段可缩小问题规模，因为处于同一通信阶段的所有设备处于相同的通信环境中，可减少影响时延的变量个数，降低时延分析的难度。

站内通信网络中的设备为包括调度设备、监控设备、规约转换设备、PCS装置以及设备通信链路间的设备、测试仪器在内的所有设备。相邻通信阶段针对同一报文的接收时间戳相减即可得到各通信阶段对应的通信延时，每个通信阶段的通信延时相加即可得到一次遥控操作对应的遥控时延。

进一步的，本发明方法还包括，在对各通信阶段进行通信监听前，分别对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障。确保延时测试时通道处于正常的网络通信状态，避免通信故障对通信延时测试造成影响，导致结果不正确。

优选的，对于一个通信阶段内的多个设备，按照储能电站控制系统与相应通信阶段内的设备的通信顺序依次进行各通信链路的测试。对于存在通信故障的通信链路可通知相关人员进行故障排除。

通信故障的测试为利用ping命令来检测通信阶段中的设备间、不同通信阶段间、设备与测试装置间能否正常通信，即检查网络是否连通，帮助分析和判定网络故障，为现有技术。

更进一步的，本发明方法还包括，在计算各通信阶段通信延迟前，对所有通信阶段及相应设备进行全环节响应测试，以定位传输错误的通信阶段以及相应遥控操作报文；

通信延时以及每次遥控操作的遥控时延计算根据全环节响应测试结果正常的遥控操作报文进行。

优选的，所述全环节响应测试包括：采集PCS装置输出的交流电数据，以及其它设备输出的报文应答数据，根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。

对于PCS装置，所采集的交流电数据包括交流电的周期、频率；交流电的瞬时值、最大值，最小值；交流电的电动势、电压、电流的有效值等，可根据预设的供电标准进行PCS装置阶段传输正确性的判断，可参考现有技术。其它通信阶段设备的则可根据是否输出应答报文判断是否传输错误。

优选的，储能电站综合时延的计算包括：

对于各通信阶段传输正常的遥控操作，根据各通信阶段的通信延迟计算遥控时延；

根据多个传输正常的遥控操作对应的遥控时延以及存在传输错误的遥控次数，计算储能电站综合时延数据；

储能电站综合时延数据包括平均遥控时延和遥控成功率。还可结合全环节响应测试时对PCS装置的交流数据采集，计算多次遥控的交流数据达标率。

优选的，对站内通信网络中的所有设备进行对时为：

分别采用B码对时与NTP服务器对时获取设备相应的对时数据，当两种对时数据相同时采用相应的对时数据作为设备时间；当两种数据不同时采用两种对时数据的平均值作为设备时间；当仅可获取一路对时数据时，则采用能够获取的对时数据作为设备时间。B码对时与NTP服务器对时分别为现有对时技术，设备一般内置有GPS装置与B码装置可实现B码对时，当损坏时可通过网络与NTP服务器实现对时。本发明这种复合对时的方法可确保对时可靠性。

优选的，所述预划分的通信阶段为，按照设备的通信规约种类，将使用同种通信规约的设备通信链路划分为同一通信阶段。

优选的，将获取到的各通信阶段的通信报文数据转换为统一的ET规约。ET规约可根据需要翻译成其它类型规约，如101、104、IEC61850、modbus等，可最大限度避免不同规约报文反复转换耗费时间，便于对网络通信通道进行多点接入测试。

本发明还公开一种储能电站遥控时延测试装置，包括：

对时模块，用于对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

报文监听模块，用于按照预先划分的通信阶段，分别对各通信阶段的通信过程进行监听，获取相应的通信报文；

规约转换模块，用于对获取到的通信报文进行统一的规约转换；

时延采集模块，用于确定监听得到的通信报文的时标信息；

以及综合时延计算模块，用于根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

进一步的，本发明储能电站遥控时延测试装置还包括通道测试模块以及全环节响应测试模块，通道测试模块用于在通信监听前对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障；全环节相应测试模块包括用于采集PCS装置交流信号输出的交流采集单元，用于采集站内其它设备应答信号输出的回应报文采集单元，以及传输正确性判断单元；

传输正确性判断单元根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点和进步：

1. 可对储能电站各通信节点之间的通信延时进行测试，同时可对每次遥控操作的遥控时延进行测试，通过划分通信阶段，使得一个通信阶段的所有设备处于相同的通信环境中，从而缩小问题规模，可减少影响时延的变量个数，降低时延分析的难度，提高分析效率；

2. 利用全环节响应测试判断遥控操作的执行情况，定位传输错误的通信阶段，支持遥控成功率的计算，进一步完善可分析得到的储能电站综合时延数据类型，提高分析结果的可靠性。

利用本发明的储能电站遥控时延测试方法和装置，可无需再使用纯人工或是其他额外设备来对遥控点进行时延测试，能够大大降低测试所需的时间、沟通成本。同时本发明根据多种报文、多个点位结合分析，提升数据的准确性，做到既提升工作效率同时也保证数据精确度。

附图说明

图1所示为本发明方法的一种实施例流程示意图；

图2所示为本发明方法的另一种实施例流程示意图；

图3所示为本发明遥控时延测试装置测试结构及原理示意图。

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

本实施例为一种储能电站遥控时延测试方法，参考图1，方法包括：

对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

按照预划分的通信阶段，分别对各通信阶段进行通信监听，获取相应的通信报文数据；

将获取到的各通信阶段的通信报文数据进行统一的规约转换；

将规约转换后的通信报文打上报文接收时间戳；

根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

本发明通过划分通信阶段可缩小问题规模，因为处于同一通信阶段的所有设备处于相同的通信环境中，可减少影响时延的变量个数，降低时延分析的难度。

站内通信网络中的设备为包括调度设备、监控设备、规约转换设备、PCS装置以及设备通信链路间的设备、测试仪器在内的所有设备。相邻通信阶段针对同一报文的接收时间戳相减即可得到各通信阶段对应的通信延时，每个通信阶段的通信延时相加即可得到一次遥控操作对应的遥控时延。

对站内通信网络中的所有设备进行对时为：

分别采用B码对时与NTP服务器对时获取设备相应的对时数据，当两种对时数据相同时采用相应的对时数据作为设备时间；当两种数据不同时采用两种对时数据的平均值作为设备时间；当仅可获取一路对时数据时，则采用能够获取的对时数据作为设备时间。B码对时与NTP服务器对时分别为现有对时技术，设备一般内置有GPS装置与B码装置可实现B码对时，当损坏时可通过网络与NTP服务器实现对时。本发明这种复合对时的方法可确保对时可靠性。

所述预划分的通信阶段为，按照设备的通信规约种类，将使用同种通信规约的设备通信链路划分为同一通信阶段。

本实施例将获取到的各通信阶段的通信报文数据转换为统一的ET规约。ET规约可根据需要翻译成其它类型规约，如101、104、IEC61850、modbus等，可最大限度避免不同规约报文反复转换耗费时间，便于对网络通信通道进行多点接入测试。

实施例1-1

参考图2所示，基于实施例1，本实施例还包括，在对各通信阶段进行通信监听前，分别对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障。确保延时测试时通道处于正常的网络通信状态，避免通信故障对通信延时测试造成影响，导致结果不正确。

对于一个通信阶段内的多个设备，按照储能电站控制系统与相应通信阶段内的设备的通信顺序依次进行各通信链路的测试。对于存在通信故障的通信链路可通知相关人员进行故障排除。

通信故障的测试为利用ping命令来检测通信阶段中的设备间、不同通信阶段间、设备与测试装置间能否正常通信，即检查网络是否连通，帮助分析和判定网络故障，为现有技术。

更进一步的，方法还包括，在计算各通信阶段通信延迟前，对所有通信阶段及相应设备进行全环节响应测试，以定位传输错误的通信阶段以及相应遥控操作报文；

通信延时以及每次遥控操作的遥控时延计算根据全环节响应测试结果正常的遥控操作报文进行。

所述全环节响应测试包括：采集PCS装置输出的交流电数据，以及其它设备输出的报文应答数据，根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。

对于PCS装置，所采集的交流电数据包括交流电的周期、频率；交流电的瞬时值、最大值，最小值；交流电的电动势、电压、电流的有效值等，可根据预设的供电标准进行PCS装置阶段传输正确性的判断，可参考现有技术。其它通信阶段设备的则可根据是否输出应答报文判断是否传输错误。

储能电站综合时延的计算包括：

对于各通信阶段传输正常的遥控操作，根据各通信阶段的通信延迟计算遥控时延；

根据多个传输正常的遥控操作对应的遥控时延以及存在传输错误的遥控次数，计算储能电站综合时延数据；

储能电站综合时延数据包括平均遥控时延和遥控成功率。还可结合全环节响应测试时对PCS装置的交流数据采集，计算多次遥控的交流数据达标率。

实施例2

参考图3所示，本实施例为一种储能电站遥控时延测试装置，包括：

对时模块，用于对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

通道测试模块，用于对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障；

报文监听模块，用于按照预先划分的通信阶段，分别对各通信阶段的通信过程进行监听，获取相应的通信报文；

规约转换模块，用于对获取到的通信报文进行统一的规约转换；

时延采集模块，用于确定监听得到的通信报文的时标信息；

全环节响应测试模块，全环节相应测试模块包括用于采集PCS装置交流信号输出的交流采集单元，用于采集站内其它设备应答信号输出的回应报文采集单元，以及传输正确性判断单元；

传输正确性判断单元根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。

以及综合时延计算模块，用于根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

本发明在应用时，具体测试流程为：

步骤一：采用复合对时方法进行对时，确保所有设备处于统一的时间标准之下；

步骤二：采用断点通道测试方法，将不同通信规约的设备间划分出通信阶段，依次进行通道测试，确保储能电站通道不存在通信故障；

步骤三：监控设备与规约转换设备进行通讯时，储能电站遥控时延综合测试装置对此段通信进行监听获取报文数据；

步骤四：规约转换设备与PCS装置进行通讯时，储能电站遥控时延综合测试装置对此段通信进行监听获取报文数据；

步骤五：PCS装置接收到遥控报文后，储能电站遥控时延综合测试装置对PCS设备进行交流采集，对于其它各设备，储能电站遥控时延综合测试装置分别采集设备针对遥控报文输出的回应报文，以支持全环节响应测试；

步骤六：基于步骤五采集的数据，采用全环节响应测试方法对通道进行各阶段响应分析，快速准确定位储能电站通道中响应时间长或响应错误的环节；

步骤七：储能电站遥控时延综合测试装置接收到所有信息后，将多种规约报文进行统一转换，转换完成后打上相应的接收时间戳后储存起来，然后根据多种报文、多个点位、交流信号等所有信息进行综合分析计算出遥控时延。同时全环节响应测试分析得到的数据得出储能电站的综合时延数据，以及自动化水平和通道综合素质。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种储能电站遥控时延测试方法，其特征是，包括：

对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

按照预划分的通信阶段，分别对各通信阶段进行通信监听，获取相应的通信报文数据；

将获取到的各通信阶段的通信报文数据进行统一的规约转换；

将规约转换后的通信报文打上报文接收时间戳；

根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，还包括，在对各通信阶段进行通信监听前，分别对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，还包括，在计算各通信阶段通信延迟前，对所有通信阶段及相应设备进行全环节响应测试，以定位传输错误的通信阶段以及相应遥控操作报文；

通信延时以及每次遥控操作的遥控时延计算根据全环节响应测试结果正常的遥控操作报文进行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述全环节响应测试包括：采集PCS装置输出的交流电数据，以及其它设备输出的报文应答数据，根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，储能电站综合时延的计算包括：

对于各通信阶段传输正常的遥控操作，根据各通信阶段的通信延迟计算遥控时延；

根据多个传输正常的遥控操作对应的遥控时延以及存在传输错误的遥控次数，计算储能电站综合时延数据；

储能电站综合时延数据包括平均遥控时延和遥控成功率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对站内通信网络中的所有设备进行对时为：

分别采用B码对时与NTP服务器对时获取设备相应的对时数据，当两种对时数据相同时采用相应的对时数据作为设备时间；当两种数据不同时采用两种对时数据的平均值作为设备时间；当仅可获取一路对时数据时，则采用能够获取的对时数据作为设备时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述预划分的通信阶段为，按照设备的通信规约种类，将使用同种通信规约的设备通信链路划分为同一通信阶段。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，将获取到的各通信阶段的通信报文数据转换为统一的ET规约。

9.一种储能电站遥控时延测试装置，其特征是，包括：

对时模块，用于对站内通信网络中的所有设备进行对时，使得所有设备处于统一时间标准下；

报文监听模块，用于按照预先划分的通信阶段，分别对各通信阶段的通信过程进行监听，获取相应的通信报文；

规约转换模块，用于对获取到的通信报文进行统一的规约转换；

时延采集模块，用于确定监听得到的通信报文的时标信息；

以及综合时延计算模块，用于根据各通信阶段的通信报文时间戳计算各通信阶段的通信延时以及每次遥控操作的遥控时延，进而计算得到储能电站的综合遥控时延数据。

10.根据权利要求1所述的储能电站遥控时延测试装置，其特征是，还包括全通道测试模块以及全环节响应测试模块，通道测试模块用于在通信监听前对各通信阶段进行通道测试，以排除各通信阶段的通信故障；全环节相应测试模块包括用于采集PCS装置交流信号输出的交流采集单元，用于采集站内其它设备应答信号输出的回应报文采集单元，以及传输正确性判断单元；

传输正确性判断单元根据采集到的数据判断各相应设备对应的通信阶段是否存在传输错误。