CN112506173B - 单台稳控装置策略测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单台稳控装置策略测试方法，包括如下步骤：步骤S1、上位机提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略，稳控策略包括策略条件信息以及策略措施信息；步骤S2、上位机提取的稳控策略中的策略条件和策略措施，并向本稳控装置输入测试量或2M通道报文；步骤S3、上位机向本稳控装置输出测试量或2M通道报文后，上位机采集本稳控装置的测试结果，形成测试报告。通过构建单台稳控装置测试架构，利用模拟稳控站间通道报文和本地稳控装置测试加量，并在同步时间控制技术的作用下，实现了对单稳控装置策略的全面测试，不必依赖稳控系统中其它稳控装置的配合，提高了稳控装置策略测试的灵活性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统安全控制领域，特别涉及一种单台稳控装置策略测试方法。
背景技术
随着近几年特高压直流的投运和新能源的大量并网，电网对安全稳定运行的要求也越来越高，安全稳定控制系统及装置的也越来越广泛的被应用在电网中；由于稳控系统策略具有定制化且涉及多站协调配合的特点，策略校验成为了一项复杂且难度很大的工作，特别是在稳控系统中部分厂站没有停电或调试条件时，需要在没有其他稳控厂站装置配合的情况下，逐步对单台稳控装置策略进行测试。
现有的单台稳控装置策略测试技术一般由测试仪器加量和稳控装置虚拟测试量加量等，测试仪器加量的优点为技术成熟、使用方便快捷、精度较高，兼容性强，一般只用来给就地装置加量。
稳控装置虚拟测试量加量的优点为操作简单，不需要改线，加量灵活；其缺点为各安控厂家的CPU数字加量均使用内部数据格式，互不兼容，无通用性，仅适合各厂家自家装置的测试，不是面向用户的实用化测试技术。
目前的策略测试技术均无法进行稳控装置站间通讯测试，故无法完整测试稳控装置的策略功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单台稳控装置策略测试方法，要解决的技术问题是对单台稳控装置策略进行完整全面的测试，不必依赖整个稳控系统中其它稳控装置的配合，提高了稳控策略测试的灵活性和效率。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案实现：一种单台稳控装置策略测试方法，包括如下步骤：
步骤S1、上位机提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略，稳控策略包括策略条件信息以及策略措施信息；
步骤S2、上位机提取的稳控策略中的策略条件和策略措施，并向本稳控装置输入测试量或2M通道报文；
步骤S3、上位机向本稳控装置输出测试量或2M通道报文后，上位机采集本稳控装置的测试结果，形成测试报告。
进一步地，步骤S1中提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略具体为：通过对稳控策略文件采用关键字搜索方法，在稳控策略文件中查找出稳控策略所对应的策略条件和策略措施，并提取跟随在策略条件和策略措施后面的字符作为其对应的策略条件信息和策略措施信息。
进一步地，当策略条件和策略措施后面的字符出现换行时，截取策略条件和策略措施后面至换行前的这部分字符分别作为策略条件信息和策略措施信息。
进一步地，当稳控策略中的策略条件与策略措施均不包含本稳控装置信息则将此稳控策略过滤去除；当稳控策略的策略条件或策略措施中任一内容包含本稳控装置信息，则将此稳控策略进行提取。
进一步地，步骤S2包括：
步骤S21、当提取的稳控策略的策略条件包含本稳控装置信息，则通过测试仪器向本稳控装置的采样端口输出测试量；
步骤S22、当上位机提取的稳控策略的策略条件中包含其他稳控装置信息时，则向本稳控装置输出2M通道报文；
步骤S23、利用同步时间控制技术，上位机对测试量和2M通道报文的时间进行同步后输出。
进一步地，步骤S3包括：
步骤S31、若该稳控策略的策略措施包含本稳控装置信息，将采集的本稳控装置输出的跳闸出口信息作为测试结果；
步骤32、若该策略的策略措施不包含本稳控装置信息，将采集的本稳控装置的光纤接口输出的2M通道报文作为测试结果；
步骤S33、根据测试结果，生成测试报告。
进一步地，步骤S21中当通过测试仪器向本稳控装置采样端口输出测试量时，上位机根据故障类型对照表，得到策略条件故障类型的测试序列模板和测试参数；
故障类型对照表存储在上位机中，故障类型对照表为excel表格格式，结构分为3列，第1列为策略条件的故障类型，包含跳闸、功率输出、过载、频率变化、电压变化这5种；第2列分为每种故障类型对应的测试序列模板，测试序列模板包含测试电压、测试电流和测试开关量；第3列为每种测试序列模板对应的测试参数，测试参数包含功率、电流参数。
进一步地，步骤S22中当向本稳控装置输出2M通道报文时，上位机将保存在自身的存储器中的2M通道报文输出至本稳控装置。
进一步地，试报告包括将策略条件信息、策略措施信息、测试结果以及测试结论。
进一步地，测试报告为文本文档，内容分为3个部分：第1部分为步骤S1中、从稳控策略文件中筛选出的包含了本稳控装置信息的策略条件或策略措施；第2部分为步骤S2中根据策略条件向本稳控装置输入的测试量和2M通道报文的内容；第3部分为步骤S3中上位机采集到的本稳控装置输出的跳闸出口信息或2M通道报文
本发明与现有技术相比，通过构建单台稳控装置测试架构，利用模拟稳控站间通道报文和本地稳控装置测试加量，并在同步时间控制技术的作用下，实现了对单稳控装置策略的全面测试，不必依赖稳控系统中其它稳控装置的配合，提高了稳控装置策略测试的灵活性和效率。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明的系统拓扑图。
图3是本发明实施例的拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
在本发明中，如图2所示，实施单台稳控装置策略测试包含上位机、测试仪器和协议转换装置，其中上位机用于对策略文件进行解析并生成测试量、2M通道报文和策略测试报告。上位机中安装有东方电子的监控后台软件(具有61850通讯模块)，版本为V4.89，其功能为收集测试结果；测试仪器用于输出测试电压、测试电流、测试开关量，测试仪器为现有技术，在此不作具体限定；协议转换装置用于将上位机生成的2M通道报文转换为2M信号。
如图1所示，本发明公开了一种单台稳控装置策略测试方法，包括如下步骤：
步骤S1、上位机提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略，稳控策略包括策略条件信息以及策略措施信息；
稳控策略文件指稳控系统策略编制单位出具的描述稳控策略功能及要求的文档，文档内容一般采用策略表的形式。
提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略具体为：通过对稳控策略文件采用现有的关键字搜索方法，在稳控策略文件中查找出稳控策略所对应的策略条件和策略措施，并提取跟随在策略条件和策略措施后面的字符作为其对应的策略条件信息和策略措施信息，当策略条件和策略措施后面的字符出现换行时，截取策略条件和策略措施后面至换行前的这部分字符分别作为策略条件信息和策略措施信息；一般情况下，电力调度部门提供的稳控策略文件中，具备区分策略条件和策略措施的关键字标识，关键字为“策略条件”和“策略措施”；在本发明中，策略条件指能触发稳控系统产生跳闸行为的内容；策略措施指的稳控系统进行切机切负荷跳闸的行为。
当搜索到“策略条件”字样，将策略条件后面至换行前的这部分字符作为策略条件信息；当搜索到“策略措施”字样，将策略措施后面换行前的这部分字符作为策略措施信息。
本发明中稳控策略文件包括多条稳控策略，一条稳控策略包含策略条件和与之对应的策略措施，当该条稳控策略中的策略条件与策略措施均不包含本稳控装置信息(稳控装置信息为稳控装置icd)，证明此条稳控策略与本稳控装置无关，不在测试范围中，则将此稳控策略过滤去除；当该条稳控策略的策略条件或策略措施中任一内容包含本稳控装置信息，则此条稳控策略与本稳控装置相关，处于测试范围中，则将此稳控策略进行提取。
步骤S2、上位机提取的稳控策略中的策略条件和策略措施，并向本稳控装置输入测试量或2M通道报文。
步骤S21、当提取的稳控策略的策略条件包含本稳控装置信息，则通过测试仪器向本稳控装置的采样端口输出测试量(电压电流开关量)；
当通过测试仪器向本稳控装置采样端口输出测试量时，上位机根据事先建立的故障类型对照表，得到策略条件故障类型的测试序列模板和测试参数；
故障类型对照表存储在上位机中，故障类型对照表为excel表格格式，结构分为3列，第1列为策略条件的故障类型，包含跳闸、功率输出、过载、频率变化、电压变化这5种；第2列分为每种故障类型对应的测试序列模板，测试序列模板包含测试电压、测试电流和测试开关量；第3列为每种测试序列模板对应的测试参数，测试参数包含功率、电流等参数。
故障类型参照表包括如下信息：
当策略条件的故障类型为跳闸时，测试量序列模板包含如下的2个测试状态(状态一、状态二)，测试参数包括初始电流幅值I和断路器合闸位置HWJ；
状态一-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝I∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝I∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；
状态二-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝0∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝0∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝0∠120；HWJ＝0；
当策略条件的故障类型为功率输出时，测试量序列模板包含如下的1个测试状态(状态一)，测试参数包括功率幅值P；
状态一-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝(P/3Ua)∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝(P/3Ub)∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝(P/3Uc)∠120；HWJ＝1；
当策略条件的故障类型为过载时，测试量序列模板包含如下的2个测试状态(状态一、状态二)，测试参数包括初始电流幅值I和过载电流幅值Iover；
状态一-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝I∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝I∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；
状态二-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝Iover∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝Iover∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝Iover∠120；HWJ＝0；
当策略条件的故障类型为频率变化时，测试量序列模板包含1个连续变化的测试状态，频率变化过程波形连续光滑无间断；测试参数包括测试电流幅值I初始频率f0；终止频率为f1，频率滑差为df/dt；
初始状态；Ua＝57.7∠0；Ia＝I∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝I∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；频率为f0；
终止状态；Ua＝57.7∠0；Ia＝I∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝I∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；频率为f1。
当策略条件的故障类型为电压变化时，测试量序列模板包含1个连续变化的测试状态，电压变化过程波形连续光滑无间断；测试参数包括初始测试电压U0，终止测试电压U1；测试电流幅值I，电压滑差为dU/dt；
初始状态；Ua＝U0∠0；Ia＝I∠0；Ub＝U0∠240；Ib＝I∠240；U0＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；
终止状态；Ua＝U1∠0；Ia＝I∠0；Ub＝U1∠240；Ib＝I∠240；U1＝57.7∠120；Ic＝I∠120；HWJ＝1；
步骤S22、当上位机提取的稳控策略的策略条件中包含其他稳控装置信息时，则向本稳控装置输出2M通道报文；
当上位机向本稳控装置的光纤端口输出2M通道报文(报文)时，上位机将保存在自身的存储器中的2M通道报文输出至本稳控装置，上位机输出2M通道报文的步骤为：
首先，上位机在策略条件信息中查找对应通道的通讯规约，并提取跟随在通讯规约后面的字符作为其对应的通讯规约，当通讯规约后面的字符出现换行时，截取通讯规约后面至换行前的这部分字符分别作为通讯规约信息，在提取到的通讯规约信息中，一般情况下，电力调度部门提供的稳控策略文件中，具备通讯规约的关键字标识，关键字为“通讯规约”；在本发明中，通讯规约指规定稳控装置之间进行数据交互的规则和要求。在提取到的通讯规约中，通过关键字搜索对比技术，根据关键字“分帧数”提取报文的分帧数量，根据关键字“帧长度”提取报文的长度、根据“帧内容”提取数据帧每个字节的内容。
步骤S23、利用现有技术中的同步时间控制技术，上位机对测试量和2M通道报文的时间进行同步后输出。
在同时向本稳控装置输入测试量和2M通道报文的情况下，上位机利用NTP网络时钟同步法对测试仪器和协议转换装置进行同步，上位机将自身的系统时间通过网线发给测试仪器和协议转换装置，测试仪器和协议转换装置根据收到的时间对自身的系统时间进行校正同步，测试启动时，上位机设置一个绝对时间(5s后)并发送至测试仪和协议转换装置，测试仪器和协议转换装置在到达此绝对时间时开始触发测试量和报文输出，从而实现对测试量和通道报文输出的精准控制。
步骤S3、上位机向本稳控装置输出测试量或2M通道报文后，上位机通过监控后台软件采集本稳控装置的测试结果，形成测试报告。
本稳控装置的测试结果有2种形式：(1)本稳控装置输出的跳闸出口接点；(2)本稳控装置输出的2M通道报文；
步骤S31、若该稳控策略的策略措施包含本稳控装置信息，测试结果为采集的本稳控装置输出的跳闸出口信息；
具体的，上位机采用61850通讯协议并通过网线与稳控装置建立通讯，上位机依据本稳控装置的icd，在监控后台软件中配置跳闸出口信息；稳控装置动作时，即可主动向监控后台软件上送跳闸出口信息。
61850通讯规约(协议)是电力系统二次设备与后台系统本稳控装置的光纤接口输出的2M通道报文用的通讯规约，icd是描述电力系统二次设备功能和工程能力的文件，其中包含定值、开入、开出、告警、动作报文等信息的定义、分类、解析规则等，在上位机中导入二次设备的icd后，那么当电力系统二次设备按61850规约往后台上送动作报文时，后台就可以准确接收并解析报文代表的动作信息内容。
步骤32、若该策略的策略措施不包含本稳控装置信息，测试结果采集的本稳控装置光纤接口输出的2M通道报文。
具体为：稳控装置的光纤接口输出2M通道报文后，2M通道报文通过网线接入协议转换装置，协议转换装置进行解码后，生成以太网报文传输至上位机，解码包括依次进行HDB3解码、1B4B解码和HDLC解码，解码后提取2M通道报文并进行解析显示。
步骤S33、将采集到的跳闸出口信息或2M通道报文作为测试结果，生成测试报告。
测试报告包括将策略条件信息、策略措施信息、测试结果以及测试结论；具体地，测试报告为文本文档，具体为word文本文档，内容分为3个部分：第1部分为前面步骤S1中、从稳控策略文件中筛选出的包含了本稳控装置信息的策略条件或策略措施；第2部分为前面步骤S2中根据策略条件向本稳控装置输入的测试量和2M通道报文的内容；第3部分为前面步骤S3中上位机采集到的本稳控装置输出的跳闸出口信息或2M通道报文。
实施例：
本例中，对塔峰变稳控主站进行单台稳控装置策略测试。
步骤1：提取稳控策略文件中与塔峰变稳控主站相关的稳控策略；
测例文件中，与塔峰变稳控主站相关的策略为：
策略条件：塔峰变稳控主站的主变元件过载，同时稳控子站的上送功率超过额定功率；
策略措施：稳控主站切除风电机组。
步骤2：根据稳控策略中的策略条件和策略措施，向塔峰变稳控主站装置输入测试量，向塔峰变稳控主站装置输入2M通道报文
向塔峰变稳控装置的主变间隔输入如下的过载测例：
状态一-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝1∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝1∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝1∠120；HWJ＝1；
状态二-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝2∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝2∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝2∠120；HWJ＝0；
使用上位机，模拟稳控子站向塔峰变稳控主站装置输入200MW功率的2M通道报文报文：
步骤3：上位机通过监控后台软件采集塔峰变稳控主站的测试结果，形成测试报告。
测试结果：塔峰变稳控主站的切100MW功率跳闸出口接点闭合。
生成的测试报告为：
第1部分：
“策略内容”-塔峰变稳控主站的主变间隔过载，同时稳控子站上送的功率超过额定功率，塔峰变稳控主站需切除超额功率；
第2部分：
“测试量”-状态一-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝1∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝1∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝1∠120；HWJ＝1；
状态二-20秒；Ua＝57.7∠0；Ia＝2∠0；Ub＝57.7∠240；Ib＝2∠240；Uc＝57.7∠120；Ic＝2∠120；HWJ＝0；
“2M通道报文”-收到稳控子站的200MW功率报文；
第3部分：
“测试结果”-塔峰变稳控主站的切100MW功率跳闸出口接点闭合。
Claims (9)
1.一种单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、上位机提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略，稳控策略包括策略条件信息以及策略措施信息；
步骤S2、上位机提取的稳控策略中的策略条件和策略措施，并向本稳控装置输入测试量或2M通道报文；
步骤S3、上位机向本稳控装置输出测试量或2M通道报文后，上位机采集本稳控装置的测试结果，形成测试报告；
步骤S2包括：
步骤S21、当提取的稳控策略的策略条件包含本稳控装置信息，则通过测试仪器向本稳控装置的采样端口输出测试量；
步骤S22、当上位机提取的稳控策略的策略条件中包含其他稳控装置信息时，则向本稳控装置输出2M通道报文；
步骤S23、利用同步时间控制技术，上位机对测试量和2M通道报文的时间进行同步后输出。
2.根据权利要求1所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：步骤S1中提取稳控策略文件中与本稳控装置相关的稳控策略具体为：通过对稳控策略文件采用关键字搜索方法，在稳控策略文件中查找出稳控策略所对应的策略条件和策略措施，并提取跟随在策略条件和策略措施后面的字符作为其对应的策略条件信息和策略措施信息。
3.根据权利要求2所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：当策略条件和策略措施后面的字符出现换行时，截取策略条件和策略措施后面至换行前的这部分字符分别作为策略条件信息和策略措施信息。
4.根据权利要求2或3所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：当稳控策略中的策略条件与策略措施均不包含本稳控装置信息则将此稳控策略过滤去除；当稳控策略的策略条件或策略措施中任一内容包含本稳控装置信息，则将此稳控策略进行提取。
5.根据权利要求1所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：步骤S3包括：
步骤S31、若该稳控策略的策略措施包含本稳控装置信息，将采集的本稳控装置输出的跳闸出口信息作为测试结果；
步骤32、若该策略的策略措施不包含本稳控装置信息，将采集的本稳控装置的光纤接口输出的2M通道报文作为测试结果；
步骤S33、根据测试结果，生成测试报告。
6.根据权利要求1所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：步骤S21中当通过测试仪器向本稳控装置采样端口输出测试量时，上位机根据故障类型对照表，得到策略条件故障类型的测试序列模板和测试参数；
故障类型对照表存储在上位机中，故障类型对照表为excel表格格式，结构分为3列，第1列为策略条件的故障类型，包含跳闸、功率输出、过载、频率变化、电压变化这5种；第2列分为每种故障类型对应的测试序列模板，测试序列模板包含测试电压、测试电流和测试开关量；第3列为每种测试序列模板对应的测试参数，测试参数包含功率、电流参数。
7.根据权利要求1所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：步骤S22中当向本稳控装置输出2M通道报文时，上位机将保存在自身的存储器中的2M通道报文输出至本稳控装置。
8.根据权利要求5所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：测试报告包括策略条件信息、策略措施信息、测试结果以及测试结论。
9.根据权利要求8所述的单台稳控装置策略测试方法，其特征在于：测试报告为文本文档，内容分为3个部分：第1部分为步骤S1中、从稳控策略文件中筛选出的包含了本稳控装置信息的策略条件或策略措施；第2部分为步骤S2中根据策略条件向本稳控装置输入的测试量和2M通道报文的内容；第3部分为步骤S3中上位机采集到的本稳控装置输出的跳闸出口信息或2M通道报文。
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