CN111830846B - 一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法及系统,包括了在配电网仿真测试工作站上搭建配电网模型;根据所述配电网络模型的拓扑结构、负荷信息与配置的故障信息仿真生成各开关的故障电气数据;利用网络通信将所述故障电气数据与各开关状态发送至测试仪中;将所述测试仪的模拟量输出、开入量采集与开出量输出与配电终端连接,由所述测试仪检测所述配电终端的遥控信息并将其发送至所述配电网仿真测试工作站;通过事件顺序记录获取被测FA系统的动作逻辑与处理策略,对被测FA系统的正常故障过程进行测试并形成测试报告。该发明可以准确测出配电网的故障位置,极大地减少了人力、物力和时间,提高了检测效率和数据准确性。

Description

一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法及系统
技术领域
本发明涉及仿真测试工作站技术领域,尤其涉及一种仿真测试工作站中的配电网故障测试方法及系统。
背景技术
我国于20世纪90年代初开始配网自动化的技术研究以及建设实施,中间经历了技术试点和应用的热潮,但效果不佳,随后在2004年对配网自动化的建设思路进行反思,制定了相应的发展战略,于2009年重新制订了配网自动化技术导则及建设与改造原则,2010年开展新一轮的配网自动化建设。
自愈电网包括输电网自愈与配电网自愈两大组成部分,配电网自愈从内容上看包括正常运行时的运行优化与故障预警以及非正常状态下的故障处理。前者需要对配电网络的运行状态进行连续的在线评估,并采取预防性控制手段,及时发现并消除故障隐患;后者即我们熟悉的馈线自动化(FA),需要在故障发生后,在没有或少量人工干预的情况下,能够快速定位故障区段、隔离故障区段与非故障区段供电恢复,最终可以减少了配电网络故障停电时间,提高了供电可靠性。以自愈为特征的智能配电网是未来电网技术发展的必然趋势。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有技术检测效率低,数据准确性差问题,提出了本发明。
因此,本发明解决的技术问题是:采用广泛适用于多种复杂应用场景的分布式FA拓扑自适应搜索算法,进行故障预警,并采取预防性控制手段,及时发现并消除故障隐患,在没有或少量人工干预的情况下,能够快速定位故障区段、隔离故障区段与非故障区段供电恢复,最终可以减少了配电网络故障停电时间,提高了供电可靠性。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:在配电网仿真测试工作站上搭建配电网模型;根据所述配电网络模型的拓扑结构、负荷信息与配置的故障信息仿真生成各开关的故障电气数据;利用网络通信将所述故障电气数据与各开关状态发送至测试仪中;将所述测试仪的模拟量输出、开入量采集与开出量输出与配电终端连接,由所述测试仪检测所述配电终端的遥控信息并将其发送至所述配电网仿真测试工作站;通过事件顺序记录获取被测FA系统的动作逻辑与处理策略,对被测FA系统的正常故障过程进行测试并形成测试报告。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述网络通信包括以下步骤,将所述测试仪与所述配电网仿真测试工作站均接入4G网络;所述测试仪与工作站均经USB接口或者RJ45网口连接4G网络的无线模块,并将SIM卡插入4G的无线模块中;当网络系统建立后,所述测试仪与工作站通过104协议进行数据的收发;测试时,所述测试仪接收配电网运行仿真后生成的故障电气数据,并由工作站实时收集FA动作。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述测试仪包括,模拟量输出、开入量采集与开出量输出采用专用的测试连接电缆分别与所述配电终端二次端子的遥测采集端子、遥控输出端子、遥信采集端子连接,模拟现场运行开关的所有状态。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述测试仪包括以下测试步骤,测试时,工作站的故障电气数据与开关状态通过104协议发送至所述测试仪的工控机;所述工控机的界面程序完成规约的解析后将电压、电流和开关状态通过串口发送至总控单元;所述总控单元接收此数据后将其通过RS485总线发送至对应的子单元进行模拟量与开关量的输出。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述配电终端包括以下步骤,配电终端采集到所述测试仪输出的电气数据、开关状态后;若判断为故障信号,在待测FA系统的支持下,所述配电终端将发出控合或控分开关的命令;所述测试仪利用开入模块检测到控制命令,并通过104协议发送至工作站。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述通信故障包括以下步骤,
设置所述测试仪具有2对LINEIN与LINEOUT接口;测试时,将所述配电终端的通信电缆先接入LINEIN上,然后经LINEOUT连接至通信终端;根据测试用例的需要在任何时刻切断或连接所述配电终端与外部的物理通信链路。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述开关拒动与慢动包括以下步骤,利用所述测试仪的开入、开出模块,模拟现场开关的辅助节点与操作机构的动作行为;根据测试用例的要求精确的控制开入开出的动作行为;当开入模块收到所述配电终端的遥控命令时,模拟开关状态节点的开出模块不改变状态,仿真现场开关拒动的场景;滞后一定时间才改变状态则模拟开关慢动的场景。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:故障测试还包括模拟干线永久故障、模拟S2分段线路永久故障、模拟分支线路永久故障、模拟S2分段线路瞬时性故障和线路检修开关逻辑,模拟S2分段线路瞬时性故障和线路检修开关逻辑;其中模拟干线永久故障包括以下步骤,通过FA测试软件控制KG2和KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压分闸;测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1和KG2处终端施加电压,线路开关KG1、KG2处终端应依次得电合闸,KG2合闸后合于故障点;测试软件再次模拟出口跳闸且KG1和KG2发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑的正确性。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:所述模拟S2分段线路永久故障包括,通过FA测试软件控制KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压分闸;测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1处终端施加电压,线路开关KG1、处终端应得电合闸,KG1合闸后合于故障点;测试软件再次模拟出口跳闸且KG1发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑正确性。
作为本发明所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的的一种优选方案,其中:包括网络模块用于向运营商提出4G业务申请并获得4G Internet固定IP;申请成功后运营商将向用户颁发具有固定IP地址,且端口号对用户开放的SIM卡。所有SIM卡固定的IP地址间可以互相访问,且无端口限制;工具模块连接于网络模块,包括配电网络建模与配置工具、测试用例编辑工具、
配电网运行仿真系统与测试报告生成工具,其中测试用例编辑工具用于形成特定的FA测试方案及故障位置、故障类型、故障发生时刻的设置以及干扰因素的设置;测试模块连接于工具模块包括工控机单元、总控单元、电压电流输出子单元、开入开出子单元,用于集成交流电压及电流输出模块、16路开入及开出模块通信控制器、干扰发生器、全球定位系统等于一体,最多可模拟2个现场开关。
本发明的有益效果:采用配电网故障测试方法进行故障预警,并采取预防性控制手段,及时发现并消除故障隐患,在没有或少量人工干预的情况下,能够快速定位故障区段、隔离故障区段与非故障区段供电恢复,极大地减少了人力、物力和时间,提高了检测效率和数据准确性,最终可以减少了配电网络故障停电时间,提高了供电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的基本流程图;
图2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的一次系统及设备配置图;
图3为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的4G组网测试法系统图;
图4为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的通信过程图;
图5为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的现场测试解决方案图;
图6为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的10KV测试线路设计运行图;
图7-1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟干线(分支处)永久故障的线路正常状态图;
图7-2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟干线(分支处)永久故障的线路模拟永久故障图;
图8-1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟S2分段线路永久故障的线路正常状态图;
图8-2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟S2分段线路永久故障的线路模拟永久故障图;
图9-1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟模拟分支线路永久故障的线路正常状态图;
图9-2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟模拟分支线路永久故障的线路模拟永久故障图;
图10-1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟S2分段线路瞬时性故障的线路正常状态图;
图10-2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的模拟S2分段线路瞬时性故障的线路模拟永久故障图;
图11-1为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的线路检修开关逻辑的线路正常状态图;
图11-2为本发明提供一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的线路检修开关逻辑的线路模拟永久故障图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明,显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通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,都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明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发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述,在详述本发明实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中,需要说明的是,术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定,术语“安装、相连、连接”应做广义理解,例如:可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接;同样可以是机械连接、电连接或直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
随着电力系统自动化的进一步发展,配电网在电力系统中发挥着无可替代的作用,配电网的运行情况直接关乎着用户的用电质量,如何实现配电网系统的自动化,是保证电网安全可靠运行的关键。配电自动化的核心是发生故障后的故障检测、故障隔离以及恢复非故障区域的供电,其中故障检测是最基础、最基本的单元。如何高效、准确的采集故障时和故障后的电气量,如何合理的分析和处理这些数据,是提高故障检测的重要依据和可靠保证。与此同时,配电网运行情况也能从侧面反映出供电企业的电力输送能力和水平。但配电网在具体运行的过程中,经常会受到各种因素的影响,从而出现一系列些故障问题,降低用户用电质量,不利于供电企业的可持续稳定发展,鉴于上述情况,本文主要对配电网运行中的故障检测技术及解决方法进行了研究。
参照图1~6,为本发明的第一个实施例,提供了一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法的基本流程图,通过在配电网运行仿真测试平台上搭建配电网络;根据配电网络拓扑结构、负荷信息与设置的故障信息仿真生成各个开关的故障电气数据,通过4G网络将故障电气数据与开关状态发送至集电压、电流输出与开关状态模拟于一体的测试仪中;测试仪的模拟量输出、开入量采集与开出量输出采用专用的测试连接电缆分别与配电终端二次端子的遥测采集端子、遥控输出端子、遥信采集端子连接,由测试仪的开入量采集单元检测配电终端的遥控信息并将其发送至配电网运行仿真测试平台,通过事件顺序记录(SOE)获取被测FA系统的动作逻辑与处理策略,完成对被测FA系统的正常故障过程进行测试并形成测试报告。
进一步的,本实施例提出一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,包括,
S1:在配电网仿真测试工作站上搭建配电网络模型;
S2:根据配电网络模型的拓扑结构、负荷信息与配置的故障信息仿真生成各开关的故障电气数据;
S3:利用网络通信将故障电气数据与各开关状态发送至测试仪中;本步骤中网络通信包括以下步骤,
将测试仪与配电网仿真测试工作站均接入4G网络;
测试仪与工作站均经USB接口或者RJ45网口连接4G网络的无线模块,并将SIM卡插入4G的无线模块中;
当网络系统建立后,测试仪与工作站通过104协议进行数据的收发;
测试时,测试仪接收配电网运行仿真后生成的故障电气数据,并由工作站实时收集FA动作。
需要说明的是,测试仪包括模拟量输出、开入量采集与开出量输出采用专用的测试连接电缆分别与配电终端二次端子的遥测采集端子、遥控输出端子、遥信采集端子连接,模拟现场运行开关的所有状态。
具体的,测试仪包括以下测试步骤,
测试时,工作站的故障电气数据与开关状态通过104协议发送至测试仪的工控机;
工控机的界面程序完成规约的解析后将电压、电流和开关状态通过串口发送至总控单元;
总控单元接收此数据后将其通过RS485总线发送至对应的子单元进行模拟量与开关量的输出。
S4:将测试仪的模拟量输出、开入量采集与开出量输出与配电终端连接,由测试仪检测配电终端的遥控信息并将其发送至配电网仿真测试工作站;
其中,配电终端包括以下步骤,
配电终端采集到测试仪输出的电气数据、开关状态后;若判断为故障信号,在待测FA系统的支持下,配电终端将发出控合或控分开关的命令;测试仪利用开入模块检测到控制命令,并通过104协议发送至工作站。
S5:通过事件顺序记录获取被测FA系统的动作逻辑与处理策略,对被测FA系统的正常故障过程进行测试并形成测试报告。
需要说明的是,本实施例提出故障测试还包括干扰测试,干扰测试包括通信故障、开关拒动与慢动,其中通信故障包括以下步骤,设置测试仪具有2对LINEIN与LINEOUT接口;测试时,将配电终端的通信电缆先接入LINEIN上,然后经LINEOUT连接至通信终端;根据测试用例的需要在任何时刻切断或连接配电终端与外部的物理通信链路。
开关拒动与慢动包括以下步骤,利用测试仪的开入、开出模块,模拟现场开关的辅助节点与操作机构的动作行为;根据测试用例的要求精确的控制开入开出的动作行为;当开入模块收到配电终端的遥控命令时,模拟开关状态节点的开出模块不改变状态,仿真现场开关拒动的场景;滞后一定时间才改变状态则模拟开关慢动的场景。
进一步的,故障测试还包括模拟干线永久故障、模拟S2分段线路永久故障、模拟分支线路永久故障、模拟S2分段线路瞬时性故障和线路检修开关逻辑;其中模拟干线永久故障包括以下步骤,
通过FA测试软件控制KG2和KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压,此时线路开关KG1、KG2、KG3处终端应失压分闸,测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1和KG2处终端施加电压,线路开关KG1、KG2处终端应依次得电合闸,KG2合闸后合于故障点,此时测试软件再次模拟出口跳闸且KG1和KG2发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑是否正确。
其次,其中的模拟S2分段线路永久故障包括,通过FA测试软件控制KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压,此时线路开关KG1、KG2、KG3处终端应失压分闸,测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1处终端施加电压,线路开关KG1、处终端应得电合闸,KG1合闸后合于故障点,此时测试软件再次模拟出口跳闸且KG1发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑是否正确。
再者,其中的模拟分支线路永久故障包括,通过FA测试软件控制KG1、KG2、KG5处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1也发生过流,如果分支开关投入电流型保护,那KG5开关直接跳开不影响出口开关,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障逻辑是否正确。
还需要说明的是其中的模拟S2分段线路瞬时性故障包括,通过FA测试软件控制KG1、KG2、KG5处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1也发生过流,如果分支开关投入电流型保护,那KG5开关直接跳开不影响出口开关,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障逻辑是否正确。
最后要说明的是其中的线路检修开关逻辑包括通过FA测试软件控制馈线自动化测试仪(FTT)给线路开关模拟检修时的开关状态和电压,从测试软件或者主站观察开关的动作情况并由主站截图和记录。
实施例2
上述实施例基于仿真测试平台的配电网故障测试方法依托于本实施例系统进行实现。
参照图3,一种基于仿真测试平台的配电网故障测试系统,该系统包括网络模块、工具模块、测试模块。
更加具体的,网络模块用于向运营商提出4G业务申请,获得4G Internet固定IP。申请成功后运营商将向用户颁发具有固定IP地址,且端口号对用户开放的SIM卡。所有SIM卡固定的IP地址间可以互相访问,且无端口限制。测试时,所有FTT通过4G网络连接仿真系统,接收配电网运行仿真系统生成的故障电气数据,并由测试工作站实时收集FA动作,从而实现配电网络的连续仿真与FA测试,因此FTT与测试工作站均需接入4G网。FTT与测试工作站均经USB接口或者RJ45网口连接4G无线模块,并将SIM卡插入4G无线模块中。FA测试系统的网络系统建立好后,FTT与测试工作站就可通过IEC60870-5-104协议(以下简称104协议)进行数据的收发。下面以其中一台FTT与测试工作站的通信过程进行简单的描述:FTT IP地址、测试工作站IP地址以及4G无线模块的固定IP与网关等参数如图所示。注册开关时FTT作为客户端发起TCP请求,端口号设置为3000,其网关设置为对应4G无线模块1的IP地址,即将测试仪的路由指向4G模块1,然后对4G无线模块1进行拨号设置;测试工作站作为服务器端开启TCP监听,端口号也为3000,类似地,网关设置为4G无线模块2的IP地址并对4G无线模块2进行拨号设置。此时从测试工作站或者FTT侧均可ping通对方4G模块拨号的固定IP地址,而不能直接ping通对方IP,因此对4G无线模块2需设置DNAT(目的地址转换),将进入路由器数据的目的IP地址(172.63.4.28)映射为用户设置的测试工作站的IP地址(192.168.9.100),FTT发送的数据即可发送至测试工作站。测试工作站的应答过程与上述过程类似。
工具模块连接于网络模块包括配电网络建模与配置工具、测试用例编辑工具、配电网运行仿真系统与测试报告生成工具,其提供了丰富的绘图包,包含了配电网络的主要元件,如变电站、开关、线路和负荷等,测试人员可方便地建立配电网络模型;同时,还可对开关、负荷信息等进行配置,如配置开关的类型(出口断路器、负荷开关、联络开关)、开关的初始状态(闭合、断开)以及配置负荷的位置与大小。测试用例编辑工具可根据待测的配电网络形成特定的FA测试方案,配电网运行仿真系统主要包括配电网络拓扑分析、潮流计算与故障特性分析等功能模块,既能够根据配电网络拓扑、负荷信息进行正常潮流计算,得到各个开关节点的电压、电流、功率,也能够对故障进行仿真计算得到各个开关节点的故障电气数据,作为FA测试的模拟电气数据来源;测试报告生成工具主要完成对测试结果的汇总,主要包括故障位置、干扰类型、测试时间、测试用例的描述和各个开关的动作记录等信息,测试人员可根据测试报告的开关动作记录分析FA的动作逻辑与时序是否正确。
测试模块连接于工具模块,测试模块包括工控机、总控单元、电压电流输出子单元、开入开出子单元,集成了交流电压、电流输出模块16路开入开出模块、通信控制器、干扰发生器、全球定位系统(GPS)等于一体,最多可模拟2个现场开关。测试时,测试模块的仿真电气数据与开关状态通过104协议发送至测试仪工控机,工控机界面程序完成规约的解析后将电压、电流、开关状态等通过串口发送至总控单元,总控单元接收此数据后将其通过RS485总线发送至对应的子单元进行模拟量与开关量的输出。FTT的开入开出模块分别与配电终端的遥信采集端子、遥控输出端子连接,可模拟现场运行开关的所有状态。配电终端采集到测试仪输出的电气数据与开关状态后,如果是故障信号,在FA系统的支持下,配电终端将发出控合或控分开关的命令,FTT通过开入模块检测到控制命令,并通过104协议发送至测试工作站。同时,测试模块还包含USB、RS232、RS485、网口等外部接口,可用于程序的升级、4G无线模块的接入与测试结果的导出等,提升了测试仪的扩展性。
实施例3
为了更好地对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明,本实施例中结合FA测试软件进行具体的现场测试,以验证本方法具有的真实效果。
参照图1~图6,本发明方法是基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,首先对现场设置进行配置,其解决方案如图5所示,该线路有5台配网终端,待测线路每个站点放置1台模拟型测试仪,通过端子接入现场终端三遥接口,模拟开关运行状态,共采用5台(模拟型)馈线自动化测试仪,结合FA测试软件进行现场测试;现场应封CT和断PT,把一次开关的位置信号及遥控接线拆除并用绝缘胶带缠绕,最后断开电动操作机构的操作电源;测试仪通过无线4G模块可以对等通信的局域网,每台测试仪配置一台无线4G模块及上网电话卡,测试仪与测试工作站通过连接数据中转服务器(通过授权的VPN服务器)来交互数据,测试工作站统一控制并管理测试仪来模拟现场故障并接收终端的动作信息来判断终端逻辑动作是否正确。具体测试线路如图6所示。
测试前应做好安全防范工作及确保测试环境符合要求,具体措施包括,按照工作票中安全措施要求在每一个测试工作点做好安全围栏及工作指示标示,确保测试人员和过往车辆行人的安全;(注:根据现场测试人员的情况在各个点同时分别进行或按秩序一一进行,总负责人对每一点进行落实和确认);由运维人员切除开关柜内的操作电源,确保DTU/FTU遥控出口不误跳线路开关;核对DTU/FTU终端的端子排图及实际接线图是否完全相符,根据竣工图核实各测试站点DTU/FTU内的工作电源、操作电源、遥信回路、遥控回路、电压采集回路、电流采集回路等端子的位置及接线编号,并核对每一回路是实际一次回路的对应关系;核对图纸见附图。检查开关站的无线通讯模块之间通信通道通信良好;切除DTU/FTU柜内所有回路(参与试验的及不参与测试的回路均需要切除)的遥控出口压板,切除操作电源,并解除参与测试的开关对应的遥控出口端的接线,用绝缘胶带包裹好,其余开关的遥控触控接线则不用解除。在此过程中认真执行二次措施单;切除遥信电源,解除对应测试开关的分、合位置遥信信号端子,并用绝缘胶带包裹好,其余开关的遥信信号不用解除。在此过程中认真执行二次措施单;采用回路封锁电流包括,首先确认参与测试开关的电流采用回路及对应端子,记录此时DTU/FTU电流采样值,然后使用短接线把电流进线Ia与对应出线Na短接,把Ib与Nb短接,把Ic与Nc短接,检查并记录此时电流采样值应为短接前的一半,正确后,把对应短连片划开,再次检查并记录此时电流采样值应为0。在此过程中严禁短接线触碰人身或设备,同时严禁CT开路运行。在此过程中认真执行二次措施单;如果现场FA为就地型电压时间型或者电压电流型FA,断PT之前把终端硬压板打开及退出动作逻辑然后这样为了防止终端失压后开关误动,等把一次开关与终端电气连接断开后恢复终端逻辑,拆除一相用绝缘胶布包好,严禁电压短路,拆除后断开开关操作回路;记录DTU/FTU故障电流及相应的定值参数;测试仪两组电流输出分别接入开关的电流采样回路,测试仪开关量输入接入对应开关的DTU/FTU遥控接口,开关量输出接位置遥信,形成闭环测试环境。
在确保安全及测试环境符合要求的后进行现场现场馈线自动化逻辑测试。首先进行故障设置,设置表如表1所示
表1:故障设置表。
Figure BDA0002600531930000121
其次,进行线路正常运行状态和线路发生永久故障下的测试图对比。
如图7-1,7-2所示为模拟干线(分支处)永久故障的线路正常状态图及线路永久故障图,然后模拟永久故障位于线路开关KG2与线路开关KG3之间,联络开关为KG4,测试图如图7-2所示,其通过FA测试软件控制KG2和KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压,此时线路开关KG1、KG2、KG3处终端应失压分闸,测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1和KG2处终端施加电压,线路开关KG1、KG2处终端应依次得电合闸,KG2合闸后合于故障点,此时测试软件再次模拟出口跳闸且KG1和KG2发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑是否正确。
如图8-1,8-2所示为模拟S2分段线路永久故障的线路正常状态图及线路永久故障图,然后模拟线路开关KG1与线路开关KG2之间线路发生永久故障,联络开关为KG4,测试图如图8-2所示,其通过FA测试软件控制KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压,此时线路开关KG1、KG2、KG3处终端应失压分闸,测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1处终端施加电压,线路开关KG1、处终端应得电合闸,KG1合闸后合于故障点,此时测试软件再次模拟出口跳闸且KG1发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑是否正确。
如图9-1,9-2所示为模拟分支线路永久故障的线路正常状态图及线路永久故障图,然后模拟线路开关KG5永久故障,联络开关为KG4,测试图如图9-2所示,其通过FA测试软件控制KG1、KG2、KG5处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1也发生过流,如果分支开关投入电流型保护,那KG5开关直接跳开不影响出口开关,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障逻辑是否正确。
如图10-1,10-2所示为模拟S2分段线路瞬时性故障的线路正常状态图及线路永久故障图,然后模拟线路开关KG1和KG2之间瞬时故障,联络开关为KG4,测试图如图10-2所示,其通过FA测试软件控制KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压,此时线路开关KG1、KG2、KG3处终端应失压分闸,测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪依次给KG1、KG2、KG3处终端施加电压,由于是瞬时性故障,线路开关KG1、KG2、KG3处终端应依次得电合闸,通过测试软件检测终端信息分析终端动作逻辑是否正确。
如图11-1,11-2所示为线路检修开关逻辑的线路正常状态图及线路永久故障图,然后模拟S3线路检修,测试仪模拟线路开关KG2、KG3和KG5手动分闸,KG2、KG3和KG5进入合闸闭锁状态;延时后KG4合闸。在此过程中KG2、KG3、KG5是否上报合闸闭锁遥信,联络开关为KG4,测试图如图11-2所示,通过FA测试软件控制馈线自动化测试仪(FTT)给线路开关模拟检修时的开关状态和电压,从测试软件或者主站观察开关的动作情况并由主站截图和记录。
最终的测试结果如下表2所示,仅供参考使用。
表2:测试结果分析表。
Figure BDA0002600531930000141
应当认识到,本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现,其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而,若需要,该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下,该语言可以是编译或解释的语言。此外,为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外,可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作,除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行,并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步,所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现,包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现,无论是可移动的还是集成至计算平台,如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等,使得其可由可编程计算机读取,当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外,机器可读代码,或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时,本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时,本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能,从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中,转换的数据表示物理和有形的对象,包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的,术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体,该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如,组件可以是,但不限于是:在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例,在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中,并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外,这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如,来自一个组件的数据,该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号,以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特性在于:包括,
在配电网仿真测试工作站上搭建配电网模型;
根据所述配电网模型的拓扑结构、负荷信息与配置的故障信息仿真生成各开关的故障电气数据;
利用网络通信将所述故障电气数据与各开关状态发送至测试仪中;
将所述测试仪的模拟量输出、开入量采集与开出量输出与配电终端连接,由所述测试仪检测所述配电终端的遥控信息并将其发送至所述配电网仿真测试工作站;
通过事件顺序记录获取被测FA系统的动作逻辑与处理策略,对被测FA系统的正常故障过程进行测试并形成测试报告;
故障测试还包括模拟干线永久故障、模拟S2分段线路永久故障、模拟分支线路永久故障、模拟S2分段线路瞬时性故障和线路检修开关逻辑;其中模拟干线永久故障包括以下步骤,
通过FA测试软件控制KG2和KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压分闸;
测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1和KG2处终端施加电压,线路开关KG1、KG2处终端应依次得电合闸,KG2合闸后合于故障点;
测试软件再次模拟出口跳闸且KG1和KG2发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑的正确性;
所述模拟S2分段线路永久故障包括,
通过FA测试软件控制KG1处测试仪给终端加故障电流且模拟出口CK1故障跳闸线路失压分闸;
测试软件模拟出口开关CB1重合并控制测试仪给KG1处终端施加电压,线路开关KG1、处终端应得电合闸,KG1合闸后合于故障点;
测试软件再次模拟出口跳闸且KG1发生过流且线路失压,然后通过测试软件检测终端信息分析终端隔离故障及非故障区域恢复供电逻辑正确性。
2.如权利要求1所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:所述网络通信包括以下步骤,
将所述测试仪与所述配电网仿真测试工作站均接入4G网络;
所述测试仪与工作站均经USB接口或者RJ45网口连接4G网络的无线模块,并将SIM卡插入4G的无线模块中;
当网络系统建立后,所述测试仪与工作站通过104协议进行数据的收发;
测试时,所述测试仪接收配电网运行仿真后生成的故障电气数据,并由工作站实时收集FA动作。
3.如权利要求1或2所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:所述测试仪包括,
模拟量输出、开入量采集与开出量输出采用专用的测试连接电缆分别与所述配电终端二次端子的遥测采集端子、遥控输出端子、遥信采集端子连接,模拟现场运行开关的所有状态。
4.如权利要求3所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:所述测试仪包括以下测试步骤,
测试时,工作站的故障电气数据与开关状态通过104协议发送至所述测试仪的工控机;
所述工控机的界面程序完成规约的解析后将电压、电流和开关状态通过串口发送至总控单元;
所述总控单元接收此数据后将其通过RS485总线发送至对应的子单元进行模拟量与开关量的输出。
5.如权利要求4所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:所述配电终端包括以下步骤,
配电终端采集到所述测试仪输出的电气数据、开关状态后;
若判断为故障信号,在待测FA系统的支持下,所述配电终端将发出控合或控分开关的命令;
所述测试仪利用开入模块检测到控制命令,并通过104协议发送至工作站。
6.如权利要求4或5所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:故障测试包括干扰测试,所述干扰测试包括通信故障、开关拒动与慢动,其中所述通信故障包括以下步骤,
设置所述测试仪具有2对LINEIN与LINEOUT接口;
测试时,将所述配电终端的通信电缆先接入LINEIN上,然后经LINEOUT连接至通信终端;
根据测试用例的需要在任何时刻切断或连接所述配电终端与外部的物理通信链路。
7.如权利要求6所述的基于仿真测试平台的配电网故障测试方法,其特征在于:所述开关拒动与慢动包括以下步骤,
利用所述测试仪的开入、开出模块,模拟现场开关的辅助节点与操作机构的动作行为;
根据测试用例的要求精确的控制开入开出的动作行为;
当开入模块收到所述配电终端的遥控命令时,模拟开关状态节点的开出模块不改变状态,仿真现场开关拒动的场景;
滞后一定时间才改变状态则模拟开关慢动的场景。
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