CN110707820B - 一种智能变电站监控信息单兵调试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站监控信息单兵调试平台，涉及智能变电站测试技术领域；其包括监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块，所述监控后台与无线KVM有线连接并通信，所述无线KVM通过无线基站与手持调试终端无线连接并通信，调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM、无线基站发送至手持调试终端；其通过监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

Description

一种智能变电站监控信息单兵调试平台

技术领域

本发明涉及智能变电站测试技术领域，尤其涉及一种智能变电站监控信息单兵调试平台。

背景技术

随着智能变电站建设的快速发展和调控一体化运行的深入开展，智能变电站自动化及一次设备智能化技术得到了长足的进步，变电站二次系统无论是从设备数量还是监控信号数量上都有大幅提升，智能变电站远动功能越来越丰富，变电站厂站端与调度主站端交互的信息越来越多，形式也更加多样化。

目前智能变电站现场调试主要包括一二次设备的安装、二次回路自动对点测试，保护装置功能测试等。调试工作要求采用传动或者触发信号等方式进行监控信息核对，排查通讯及配置问题，实遥测、遥信在现场调试工作中必须在就地采用实际操作方式产生信号，以检查一、二次设备接线正确性。当站内联调完成后，再进行和各级调度部门的远动自动对点工作。通过各级调度部门远动自动对点工作一般也需要采用实际操作方式产生信号，由于各级调度工作安排的不同步性，可能存在现场传动工作的重复进行。

各个环节仍需借助人工或一些功能单一的调试工具来进行，缺乏功能完善的测试系统来进行全面的定量测试。

主要问题包括以下方面：

1）智能变电站监控信息调试过程中缺乏自动化的辅助手段。现行方式主要通过先跟模拟厂站或者模拟主站联调，再在实际系统中再次人工校验。这种方式虽然可以预先解决一些信号不匹配的问题，但存在信号链路覆盖面不完整，不是系统最终的运行状态，不能发现一二次回路接线环节的问题，运行前还是需要人工方式进行监控信息核对，工作重复耗费大量人力和工时。

2）智能变电站监控信息的主、子站自动对点仍然通过人工方式触发或者在远动网关机上虚拟信号方式自动对点，信号比对工作是通过电话或者线下审查信号发送序列方式完成，主、子站之间没有形成闭环，总体上调试自动对点工作效率低下。

3）现场调试工作中必须至少两名调试人员在线作业，一名人员就地采用实际操作方式产生信号，另一名人员在主控室通过监控后台观察信号上送情况，以检查一、二次设备接线正确性。受通讯方式、理解能力和沟通表达能力限制，两人配合过程中容易出错，并且效率不高。

本申请所要解决的问题：

第一，本申请所要解决的首要技术问题是如何缩短变电站调试周期，提高变电站调试效率和调试质量。

第二，本申请所要进一步解决的技术问题是如何实现智能变电站监控信息的主、子站之间的闭环测试。

第三， 本申请所要进一步解决的技术问题是如何实现智能变电站监控信息的单兵高效调试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能变电站监控信息单兵调试平台，其通过监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种智能变电站监控信息单兵调试平台，包括监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块，所述监控后台与无线KVM有线连接并通信，所述无线KVM通过无线基站与手持调试终端无线连接并通信，调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM、无线基站发送至手持调试终端。

进一步的技术方案在于：还包括自动对点测试终端和自动对点模块，所述自动对点测试终端接入智能变电站的站控层网络和调度数据网，

自动对点模块，用于自动对点测试终端控制间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，或者自动对点测试终端模拟间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，然后自动对点测试终端接收监控后台或监控主站收到的间隔层设备信息并实现智能变电站自动对点以及监控主站与监控后台自动对点的闭环验证。

进一步的技术方案在于：所述监控后台的硬件为台式计算机。

进一步的技术方案在于：所述手持调试终端的硬件为第一平板电脑。

进一步的技术方案在于：所述自动对点测试终端的硬件为第二平板电脑，第二平板电脑和运行于第二平板电脑上的自动对点模块形成自动对点测试终端。

进一步的技术方案在于：所述间隔层设备包括智能变电站中的保护装置、测控装置、安自装置和远动装置，所述保护装置、测控装置、安自装置和远动装置通过交换机连接并形成传输网络。

进一步的技术方案在于：所述监控后台位于主控室内。

进一步的技术方案在于：所述无线KVM位于主控室内。

进一步的技术方案在于：所述手持调试终端位于一次设备区。

进一步的技术方案在于：所述自动对点测试终端位于二次设备区。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

一种智能变电站监控信息单兵调试平台，包括监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块，所述监控后台与无线KVM有线连接并通信，所述无线KVM通过无线基站与手持调试终端无线连接并通信，调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM、无线基站发送至手持调试终端。该技术方案，其通过监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明中智能变电站安装调试专用无线网络的原理框图；

图3是本发明中自动对点测试终端的原理框图；

图4是本发明中继保测试仪的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1、图2所示，本发明公开了一种智能变电站监控信息单兵调试平台，包括监控后台、无线KVM4、无线基站3和手持调试终端5以及调试模块，所述监控后台与无线KVM4有线连接并通信，所述无线KVM4通过无线基站3与手持调试终端5无线连接并通信。

调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM4、无线基站3发送至手持调试终端5。

所述监控后台的硬件为台式计算机，起到服务器的作用。

所述手持调试终端5的硬件为第一平板电脑。

所述监控后台位于主控室内。

所述无线KVM4位于主控室内。

所述手持调试终端5位于一次设备区的一次设备旁并供操作人员使用。

其中，监控后台、无线KVM4、无线基站3和手持调试终端5的硬件本身为现有技术在此不再赘述。

实施例1的使用说明：

如图1所示，无线KVM4与智能变电站的监控后台有线连接并通信，所述无线KVM4通过智能变电站的无线基站3与手持调试终端5无线连接并通信。

操作人员在一次设备侧进行合闸、分闸和触发报警信号等操作，将一次设备的状态信息和报警信息传送至监控后台，监控后台将相关信息依次经无线KVM4、无线基站3发送至手持调试终端5。

操作人员在一次设备侧进行合闸、分闸和触发报警信号等操作后，查看手持调试终端5收到并显示相应信息并完成闭环检查。

实施例1的发明构思：

其通过监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

实施例2：

实施例2与实施例1不同之处在于，增加了自动对点测试终端2和自动对点模块。

如图1～图4所示，本发明公开了一种智能变电站监控信息单兵调试平台，包括监控后台、无线KVM4、无线基站3、手持调试终端5和自动对点测试终端2以及调试模块和自动对点模块，所述监控后台与无线KVM4有线连接并通信，所述无线KVM4通过无线基站3与手持调试终端5无线连接并通信，所述自动对点测试终端2接入智能变电站的站控层网络和调度数据网。

调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM4、无线基站3发送至手持调试终端5。

自动对点模块，用于自动对点测试终端2控制间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，或者自动对点测试终端模拟间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，然后自动对点测试终端2接收监控后台和监控主站发来的间隔层设备的信息并实现智能变电站自动对点以及监控主站与监控后台自动对点的闭环验证。

所述监控后台的硬件为台式计算机，起到服务器的作用。

所述手持调试终端5的硬件为第一平板电脑。

所述自动对点测试终端2的硬件为第二平板电脑，第二平板电脑和运行于第二平板电脑上的自动对点模块形成自动对点测试终端2。

如图1所示，所述间隔层设备包括智能变电站中的保护装置、测控装置、安自装置，所述保护装置、测控装置、安自装置通过交换机连接并形成传输网络。所述监控后台、保护装置、测控装置、安自装置均为二次设备。

如图2所示，所述监控后台位于主控室内，所述无线KVM4位于主控室内，所述手持调试终端5位于一次设备区的开关柜旁并供操作人员使用，所述自动对点测试终端2位于二次设备区。

其中，监控后台、无线KVM4、无线基站3、手持调试终端5、自动对点测试终端2和间隔层设备的硬件本身为现有技术在此不再赘述。

实施例2的发明构思：

其通过监控后台、无线KVM、无线基站、手持调试终端和自动对点测试终端以及调试模块和自动对点模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

本申请的发明构思：

其通过监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块等，实现了提高变电站调试效率和调试质量。

本申请的技术贡献：

第一，提出一种适用于变电站安装调试阶段的无线通信方案，实现调试设备的无线互联。利用无线KVM将监控后台信息传输至手持调试终端，实现单人触发监控信号的同时检查监视后台信号的正确性，形成站内单兵调试工作的闭环。

第二，设计了一种自动对点测试终端，将其接入智能变电站站控层网络和调度数据网，通过控制或模拟间隔层设备实现信号上送，同时回收监控后台和监控主站接收的信息，实现厂站端自动对点和主、子站自动对点的闭环验证。监控主站为主站，监控后台为子站。

本申请技术方案的说明：

一种智能变电站监控信息单兵调试平台，该调试平台主要包括自动对点测试终端、手持调试终端、安调专用无线基站、无线KVM等关键设备。该调试平台综合各设备功能组合实现智能变电站监控信息的单兵调试。如图1所示，通过在合适的位置架设安调专用无线基站，组建智能变电站安调专用的无线传输网络。将无线KVM通过信号线与监控后台进行连接，利用无线通信网络，手持调试终端可以与无线KVM建立连接，实现对监控后台的监视和控制。模块化继保测试仪通过网线接入站控层网络交换机，通过GOOSE/SV网络与二次设备过程层接口连接，手持调试终端通过无线网络对模块化继保测试仪远方控制，进行测试功能组态化设计，实现测试过程的完整闭环。自动对点测试终端通过网线将MMS通信网口与站控层交换机连接，IEC104通讯网口与调度数据网交换机连接。通过MMS取代服务或控制模块化继保测试仪对保护装置、自动化装置等二次设备进行测试，测试装置信号通过MMS上送至监控后台和远动装置，再通过MMS网和调度数据网回送至自动自动对点测试终端，最终完成变电站内和主子站之间的监控信息自动闭环测试功能。

具体各项功能实现的具体方案如下：

1）安装调试专用无线网组网方案

综合考虑数据传输规模、速率、延时和变电站工作环境等因素，本发明的组网方案采用5.8 GHz 无线产品进行组网，采用基于电路的无线传输技术，工作频段为5.25～5.35GHz，其EIRP不大于30dBm，在调制效率比较低的情况下对信噪比的要求也是比较低的，满足一定的非视距传输要求。

如图2所示，安装调试专用无线网主要由无线自组网基站和调试平台终端设备组成。在变电站调试阶段，通过在合适位置顶架设无线自组网基站，基站设备开机后无须预先进行网络规划和配置，即可自主寻找相邻基站设备，迅速互联构成无线通信网络。然后将布置在主控室、二次设备区和一次设备区的自动对点测试终端、手持调试终端、无线KVM装置、模块化继保测试仪等调试平台终端设备唯一的MAC地址与网络节点捆绑，建立起变电站安调专用的无线传输通道，用于个终端设备之间数据和图文信息的传递。完成调试后能够方便的拆卸实现再次利用。

2）站内单兵调试工作的闭环

站内单兵调试工作的闭环需要在无线通信网络环境下，借助无线KVM和手持调试终端实现。

如图1所示，将无线KVM通过信号线与监控后台服务器进行连接，利用无线通信网络，手持调试终端可以与无线KVM建立连接，实现对监控后台的远程监视和控制。只需要一名调试人员在一次设备附近进行相关试验，例如信号传动、开关分合闸、遥测自动对点等，同时可以通过手持调试终端监视后台信号的正确性，形成站内单兵调试工作的闭环。

3）监控信息自动对点技术方案

自动对点测试终端是一种基于IEC61850标准开发的适用于各种电压等级的智能变电站监控信息校核的便携终端。

如图3所示，该终端采用嵌入式操作系统和8英寸高清工业液晶触摸屏，内置12.6V4.4Ah锂电池，配置四个独立以太网接口和通信模块，绑定TCP、IEC04、IEC61850等协议；支持USB、TF卡槽接口用于接入外部移动存储介质，进行点表和报告的导入导出 。需要进行监控信息调试时，用网线将自动对点测试终端通MMS通信网口与站控层交换机连接，IEC104通讯网口与调度数据网交换机连接。通过MMS取代服务或控制模块化继保测试仪对保护装置、自动化装置等二次设备进行测试，测试装置信号通过MMS上送至监控后台和远动装置，再通过MMS网和调度数据网回送至自动对点测试终端，最终完成变电站内和主子站之间的监控信息自动闭环测试功能。

对于变电站上行数据，例如遥测、遥信、告警和保护信息等，自动对点测试终端具体实施步骤如下：

（1）自动对点测试终端通过MMS取代服务触发保测装置的遥信、告警、保护动作信号上送数据网关机和监控后台，遥测类信号可以控制模块化继电保护测试仪通过实际模拟量输出给被测保测装置实现信号上送。

（2）数据网关机根据配置好的调度转发表将数据通过IEC104或IEC101协议上送调度主站，主站前置机接收上送信号后，进入调度的实时库，随后调度系统将收到的变位信号采用扩展通信协议，通过调度数据网回送到位于厂站的自动对点测试终端，自动对点测试终端检查收到调度的回送数据与第一步触发取代服务信号点的数据一致性，形成主子站自动对点测试的闭环。

（3）监控后台将接收到的保测装置的信号入库，并采用扩展通信协议，通过站控层网络回送给自动对点测试终端，自动对点测试终端检查收到监控系统的回送数据与第一步触发取代服务信号点的数据一致性，形成厂站端自动对点测试的闭环。

对于主子站下行数据，例如遥控开关、刀闸和软压板等，自动对点测试终端具体实施步骤如下：

（1）自动对点测试终端通过采用扩展通信协议，向调度主站或监控后台发起控制请求。

（2）调度主站接收控制请求后，向网关机装置发出控制命令，网关机接收命令后通过MMS协议发送遥控命令给测控装置执行控制操作，测控装置完成操作后返回控制结果给网关机装置，自动对点测试终端通过交换机镜像获取测控返回结果，即对于开关分合闸控制采集测控装置的双点位置信号，结合第一步主动发起的控制申请进行一致性判断，完成主子站间控制功能自动对点的闭环验证。

（3）监控后台接收控制请求后，向测控装置发起控制命令，测控装置完成操作后返回控制结果给监控后台，自动对点测试终端通过交换机镜像获取测控返回结果，即对于开关分合闸控制采集测控装置的双点位置信号，结合第一步主动发起的控制申请进行一致性判断，完成厂站端控制功能自动对点的闭环验证。

申请技术方案的有益效果说明：

1）本申请通过临时搭建的变电站安调专用无线基站，采用KVM的方法将监控后台图形信息传输到调试人员在就地使用的手持调试终端上，形成站内单兵调试工作的闭环。相比传统调试需要两人采用对讲机联系配合进行调试，极大提高了工作效率和调试准确性。

2）本申请提出主子站自动对点协同通信技术，通过设计主子站自动对点协同通信协议，设计自动对点测试终端实现了，包括变电站遥测、遥信、告警、保护动作信号等上行数据信号的自动对点闭环测试。自动对点通信单元主动向主站进行申请下行信号如遥控开关、刀闸、软压板等操作的自动对点逻辑，形成闭环验证。减轻调试人员工作强度，提高子站接入主站的工作效率。

Claims (1)

1.一种智能变电站监控信息单兵调试平台，其特征在于：包括监控后台、无线KVM、无线基站和手持调试终端以及调试模块，所述监控后台与无线KVM有线连接并通信，所述无线KVM通过无线基站与手持调试终端无线连接并通信，

调试模块，用于监控后台将调试信息依次经无线KVM、无线基站发送至手持调试终端；

还包括自动对点测试终端和自动对点模块，所述自动对点测试终端接入智能变电站的站控层网络和调度数据网，

自动对点模块，用于自动对点测试终端控制间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，或者自动对点测试终端模拟间隔层设备将间隔层设备的信息发送至监控后台，然后自动对点测试终端接收监控后台或监控主站收到的间隔层设备信息并实现智能变电站自动对点以及监控主站与监控后台自动对点的闭环验证；

所述监控后台的硬件为台式计算机；

所述手持调试终端的硬件为第一平板电脑；

所述自动对点测试终端的硬件为第二平板电脑，第二平板电脑和运行于第二平板电脑上的自动对点模块形成自动对点测试终端；

所述间隔层设备包括智能变电站中的保护装置、测控装置、安自装置和远动装置，所述保护装置、测控装置、安自装置和远动装置通过交换机连接并形成传输网络；

所述监控后台位于主控室内；

所述无线KVM位于主控室内；

所述手持调试终端位于一次设备区；

所述自动对点测试终端位于二次设备区。

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