CN112557789A - 一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，包括配电自动化测试主站、配电自动化测试仪；所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪通过无线网络协议交互；所述的配电自动化测试仪，用于对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，测试量自动校核；在测试时，所述的配电自动化测试仪先发送指定终端命令给配电自动化测试主站，所述的配电自动化测试主站根据指定终端命令自动切换到配电自动化测试仪指定的配电终端，并返回确认；所述的配电终端响应总召唤或突变量，将请求转发报文上传给配电自动化测试主站；响应于请求转发报文，所述的配电自动化测试主站转发报文协议给配电自动化测试仪进行自动测试。
Description
技术领域
本发明涉及配电终端测试技术领域，更具体地，涉及一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统。
背景技术
随着社会经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，电力企业用户对电能质量和供电可靠性的要求也越来越高。配电自动化作为智能电网的关键组成部分，对电力企业提高供电可靠性、提升优质服务、提高运行检修管理水平具有极其重要的作用。
配电自动化终端设备是完成配电自动化系统运行、监控、管理的基础。为了保证配电自动化改造的顺利实施，对配电自动化终端设备进行性能测试十分必要。配电终端测试，主要包括DTU/FTU/TTU等终端设备的对时、误差、响应效率等多种项目测试，是保证终端系统运行规范、可靠的重要措施。
现有的配电自动化终端设备测试系统只能对终端、一次设备进行单一的性能测试，遥信、遥测、遥控数据及一次设备运行动作情况只能通过系统仿真和模拟装置来实现，无法对配电自动化测试主站、通讯网络系统、终端和一次设备各个环节真实的情况进行测试，很多缺陷和问题只有在现场测试时才能暴露出来，给实际工作带来极大的不便、提升的运行成本、降低了供电可靠性。随着配电自动化的发展，配电自动化终端设备种类越来越多，对测试人员个人业务素质要求也越来越高，测试工作的强度也越来越大。传统测试仪每次测量一项数据就需要手动调节，然后与设备数据比对，再将数据抄写到表格上，过程繁杂耗时。当前新式测试仪，能够保存测试流程，自动完成测试，并生成电子报告，但也存在诸多问题。测试方案需要根据设备在现场/仓库/实验室现场编辑，并且普遍存在使用操作繁琐不便的问题，不同设备需要临时编辑，不同测试仪方案难以共享，测试工作及报告不能方便的信息化流转。
发明内容
本发明为解决现有技术测试存在操作繁琐不便、工作效率低下的问题，提供了一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，以简化操作流程，提高工作效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，所述的测试系统用于对配电终端进行测试，所述的测试系统包括配电自动化测试主站、配电自动化测试仪；
所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪通过无线网络协议交互；
所述的配电自动化测试仪，用于对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，测试量自动校准；
在测试时，所述的配电自动化测试仪先发送指定终端命令给配电自动化测试主站，所述的配电自动化测试主站根据指定终端命令自动切换到配电自动化测试仪指定的配电终端，并返回确认；
所述的配电终端响应总召唤或突变量，将请求转发报文上传给配电自动化测试主站；
响应于请求转发报文，所述的配电自动化测试主站转发报文协议给配电自动化测试仪进行自动测试。
优选地，所述的配电自动化测试仪内置有无线4G通信模块，所述的无线4G 通信模块通过主站安全接入区与配电自动化测试主站进行通信。
进一步地，所述的配电自动化测试主站和配电自动化测试仪通过 Server/Client模式建立无线TCP通信。
再进一步地，所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪建立无线TCP 通信后，采用标准104规约进行平衡方式传输，所述的配电自动化测试主站作为服务器端，配电自动化测试仪作为客户端；所述的服务器端口采用2404端口进行通信；首次握手时，配电自动化测试仪主动发送含配电终端设备参数的报文到配电自动化测试主站。
再进一步地，所述的报文包括监视方向的过程信息、控制方向的过程信息，所述的过程信息具体包括单点信息、双点信息、归一化值、标度化值、短浮点值、带时标单点信息、带时标双点信息几种信息，所述的控制方向的过程信息包括单点命令、双点命令几种信息。
再进一步地，所述的配电自动化测试仪对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成功能检测；所述的功能检测包括电源断相、后备电源管理、配套电源的带载能力、通信规约一致性、RS485通信接口防误接线、数据采集与处理、遥信功能、控制功能、对时守时、参数调阅与配置、故障检测与处理、历史数据存储、故障录波。
再进一步地，所述的配电自动化测试仪对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成性能检测；所述的性能检测包括交流输入模拟量误差、交流模拟量输入的影响量、工频交流量。
再进一步地，在主站安全接入区部署带SCADA功能的前置服务器，所述的前置服务器，用于与配电自动化测试仪交互控制，实现测试数据、结果的收集转发，主站三区部署WEB服务器，所述的WEB服务器用于测试结果展示、实现测试报告自动生成。
再进一步地，所述的转发报文协议包括遥信报文、SOE报文、遥测报文、遥控命令报文。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
通过本发明所述的智能测试系统进行配网终端现场测试，有效的减少了现场工作量及降低了工作难度，同时，降低了对现场工作人员技能水平的要求，本发明改变了以往测试工作是基本人工操作的状况，可整合到配电网运行管理的信息化平台，有利于终端测试工作管理规范性提升。
附图说明
图1为本发明所述的智能测试系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，所述的测试系统用于对配电终端进行测试，所述的测试系统包括配电自动化测试主站、配电自动化测试仪；
所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪通过无线网络协议交互；
所述的配电自动化测试仪，用于对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号；
在测试时，所述的配电自动化测试仪先主动发送指定终端命令给配电自动化测试主站，所述的配电自动化测试主站根据指定终端命令自动切换到配电自动化测试仪指定的配电终端，并返回确认；
所述的配电终端响应总召唤或突变量，将请求转发报文上传给配电自动化测试主站；
响应于请求转发报文，所述的配电自动化测试主站转发报文协议给配电自动化测试仪进行测试。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试仪内置有电信运营商专网 APN无线4G通信模块，采用电信运营商专网APN无线4G通信模块，通过主站安全接入区与配电自动化测试主站进行通信，实现将配电自动化测试仪的行为动作和配电自动化测试主站监视过程综合起来，完成一体化的配电自动化测试主站测试和配电终端测试。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试主站和配电自动化测试仪通过Server/Client模式建立无线TCP通信，有效的保证数据传输的稳定性、可靠性、安全性等。
在一个具体的实施例中，采用无线专网通信方式时，一般将无线基站建设在变电站中，负责接入附近的配电终端信息；每台配电终端应配置相应的无线通信模块，实现与基站进行通信，用于与配电自动化测试仪与配电自动化测试主站进行通信。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪建立无线TCP通信后，采用标准104规约进行平衡方式传输，所述的配电自动化测试主站作为服务器端，配电自动化测试仪作为客户端；首次握手时，配电自动化测试仪主动发送含配电终端设备参数的报文到配电自动化测试主站。
其中，所述的报文的格式如表1所示：
表1
在进一步地，所述的报文包括监视方向的过程信息、控制方向的过程信息。
所述的监视方向的过程信息包括单点信息、双点信息、归一化值、标度化值、短浮点值、带时标单点信息、带时标双点信息等类型信息；监视方向的过程信息的传输过程，先由配电终端以标准报文格式上传给配电自动化测试主站，配电自动化测试主站解密打包原始格式通过4G转发到配电自动化测试仪。
所述的控制方向的过程信息包括单点命令、双点命令。控制方向的过程信息的传输过程，先由配电终端测试仪以标准报文格式上传给配电自动化测试主站，配电自动化测试主站加密打包原始格式通过4G转发到配电终端接收端。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试仪提供多路高精度的电流电压模拟量输出、精确高速的状态量信号输出，具备可调范围大、稳定度高的供电电源范围、精准的对时信息、多通道高采样率的录波能力以及兼容多种通信协议接口。所述的配电自动化测试仪通过对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成功能检测。
所述的功能检测包括：
(1)电源断相
所述的配电自动化测试仪能对电源模块控制调节供电电源断相，并采集电源断相状态下的配电终端运行状态，检测配电终端在电源断相状态下是否能够正常工作。
(2)后备电源管理
所述的配电自动化测试仪能对电源模块进行控制实现装置电源的通断，通过直流采集接口采集后备电源的数据，实现配电终端后备电源功能检测。
(3)配套电源的带载能力
所述的配电自动化测试仪能控制负载模拟配电终端配套电源在通信或开关动作过程中的状态，实现对配电终端配套电源的带载能力检测。
(4)通信规约一致性
所述的配电自动化测试仪能模拟配电自动化测试主站提供规约接口，根据国家电网公司配电自动化DL/T 634.5101-2002规约实施细则、国家电网公司配电自动化DL/T634.5104-2009规约实施细则，实现对配电终端通讯规约的一致性检测。
(5)RS485通信接口防误接线
所述的配电自动化测试仪能控制供电电源输出220V电压接到配电终端 RS485通信接口上，通过采集误接线状态下配电终端的状态，实现对配电终端 RS485通信接口防误接线功能的检测。
(6)数据采集与处理
所述的配电自动化测试仪能控制高精度功率源/状态量模拟单元向配电终端施加激励量，通过获取配电终端的采集及计算数据，实现对配电终端模拟量采集、温湿度采集、告警、遥测死区范围等功能的检测。
(7)遥信功能
所述的配电自动化测试仪能控制状态量模拟单元向配电终端施加遥信变位，通过获取配电终端的遥信及SOE数据，实现对配电终端遥信可靠性、遥信防抖、 SOE分辨率等功能检测。
(8)控制功能
所述的配电自动化测试仪能模拟配电自动化测试主站向配电终端发送遥控命令并通过开入采集模块获取配电终端开出数据，实现对配电终端遥控正确性、遥控输出闭锁、故障保护功能投退、遥控压板、蓄电池远方维护等功能检测。
(9)对时守时
所述的配电自动化测试仪能模拟配电自动化测试主站与标准时钟向配电终端发送对时命令并采集配电终端SOE信息，实现对配电终端对时守时功能检测。
(10)维护与显示
所述的配电自动化测试仪与被测配电终端进行通信，实现远程使用维护接口、远方/当地参数设置、程序远程升级、具有指示灯或屏幕用于展示运行状态以及异常信息等功能检测。
(11)参数调阅与配置
所述的配电自动化测试仪能通过配电自动化测试主站对配电终端中运行参数通信调阅与配置，对固有参数进行调阅，实现对配电终端进行参数调阅与配置功能检测。
(12)故障检测与处理
所述的配电自动化测试仪能控制高精度功率源/状态量模拟单元向配电终端施加激励量，通过获取配电终端的采集数据，实现对配电终端故障检测与判别功能检测。
(13)历史数据存储
所述的配电自动化测试仪能向配电终端输入遥测量、遥信量并进行遥控操作，通过通信对配电终端中事件顺序记录、遥控操作记录进行读取，实现对配电终端历史数据存储功能检测。
(14)故障录波
所述的配电自动化测试仪能触发录波条件生成录波文件，读取配电终端录波，实现配电终端故障录波功能检测。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试仪对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成性能检测。
所述的性能检测包括：
(1)交流输入模拟量误差
所述的配电自动化测试仪能向配电终端施加高精度模拟量，通过获取配电终端的采集及计算数据，实现对配电终端电压、电流基本误差、有功功率、无功功率基本误差、功率因素基本误差、谐波分量基本误差检测。
(2)交流模拟量输入的影响量
所述的配电自动化测试仪能向配电终端施加高精度模拟量，通过获取配电终端的采集及计算数据，实现对配电终端的输入量的频率变化、谐波含量引起的改变量、功率因数变化对有功功率、无功功率引起的改变量、不平衡电流对三相有功功率和无功功率引起的改变量、被测量超量限引起的改变量、输入电压变化引起的输出改变量、输入电流变化引起的输出改变量检测。
(3)工频交流量
所述的配电自动化测试仪能向配电终端施加高精度模拟量，通过获取配电终端的采集及计算数据，实现对配电终端的过量输入及允许误差、故障电流输入检测。
(4)电源变化影响
所述的配电自动化测试仪能控制电源模块进行电压变化，通过采集电源变化后的配电终端状态，实现对配电终端电源变化影响检测。
(5)连续运行稳定性
所述的配电自动化测试仪能通过采集配电终端连续运行过程中的状态，实现对配电终端连续运行稳定性检测。
在一个具体的实施例中，所述的配电自动化测试仪还可以对配电终端进行检测管理。
所述的检测管理包括：
(1)检测项目管理
所述的配电自动化测试仪能支持建立检测项目、配置检测项目参数，并可在检测工程项目中增加和删减测试项目，设置单步/序列执行检测项目，自动保存检测数据和检测结果。
(2)人员权限管理
所述的配电自动化测试仪能对检测人员、人员角色以及每个角色所拥有的权限进行统一的管理。主要包括人员的增加和删除、人员名称和登录密码的修改以及人员角色的管理。
(3)检测任务管理
所述的配电自动化测试仪能按照检测流程新建测试任务以及对检测任务进行配置，包括：配电终端检测案例维护与升级、检测人员维护、终端检测流程管理。
在一个具体的实施例中，在主站安全接入区部署带SCADA功能的前置服务器，所述的前置服务器，用于实现与配电自动化测试仪程序化控制，主站三区部署WEB服务器，所述的WEB服务器用于测试结果展示、实现测试报告自动生成从而实现测试的全过程管理，构建一个闭环的测试系统。
在一个具体的实施例中，所述的报文协议包括遥信报文、SOE报文、遥测报文、遥控命令报文。
在一个具体的实施例中，所述的无线4G通信模块的设计包括：采用 F2X16-DK系列电力级IP Modem基于WCDMA/EVDO/TDD-LTE/FDD-LTE 数据通信网络终端产品。在应用现场，F2X16-DK数据终端将现场设备接入网络, 实现用户设备到数据中心远程透明数据通信，提供高效、可靠的传输通道。
本实施例所述的无线4G通信模块特点包括：(1)工业级应用设计，采用高性能工业级无线模块；(2)采用高性能工业级32位通信处理器；(3)低功耗设计，最大限度降低功耗；(4)片外实时时钟(RTC)；(5)采用金属外壳，保护等级IP30。金属外壳和系统安全隔离；(6)宽电源输入(DC 5～36V)；(6)工业级工作温度范围：-40～75°。
根据标准101/104规约，通过网络技术有机的把各配电终端有效的连接在一层局域网，且模拟配电自动化测试主站遥控配电终端的位置变化，监视“三遥信息”实现就地化测试。根据人员权限和动态配置测试项目，下发测试方案给模拟配电自动化测试主站，模拟配电自动化测试主站分析测试方案并给测试项目配置合理的测试参数，通过组合控制功放源、电子负载、备用电源、SNTP时钟等操作，完成配电自动化测试主站的性能，精度和保护功能测试。实时监视配电终端上送的全部报文，分析测试项目和上送SOE是否同步和正确。对相过流保护、零序电流保护、一次重合闸进行闭环测试，检查定义的点表是否和配电自动化测试主站一致。读取配电终端故障波形和模拟配电自动化测试主站对比，进一步测试配电终端功能的正确性，自动生成配电终端测试项目报告和给出对本项测试结论以及判定依据。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (9)
1.一种配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，所述的测试系统用于对配电终端进行测试，其特征在于：所述的测试系统包括配电自动化测试主站、配电自动化测试仪；
所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪通过无线网络协议交互；
所述的配电自动化测试仪，用于对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，测试量自动校核；
在测试时，所述的配电自动化测试仪先发送指定终端命令给配电自动化测试主站，所述的配电自动化测试主站根据指定终端命令自动切换到配电自动化测试仪指定的配电终端，并返回确认；
所述的配电终端响应总召唤或突变量，将请求转发报文上传给配电自动化测试主站；
响应于请求转发报文，所述的配电自动化测试主站转发报文协议给配电自动化测试仪进行自动测试。
2.根据权利要求1所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的配电自动化测试仪内置有无线4G通信模块，所述的无线4G通信模块通过主站安全接入区与配电自动化测试主站进行通信。
3.根据权利要求2所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的配电自动化测试主站和配电自动化测试仪通过Server/Client模式建立无线TCP通信。
4.根据权利要求3所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的配电自动化测试主站与配电自动化测试仪建立无线TCP通信后，采用标准104规约进行平衡方式传输，所述的配电自动化测试主站作为服务器端，配电自动化测试仪作为客户端；所述的服务器端口采用2404端口进行通信；首次握手时，配电自动化测试仪主动发送含配电终端设备参数的报文到配电自动化测试主站。
5.根据权利要求4所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的报文包括监视方向的过程信息、控制方向的过程信息，所述的过程信息具体包括单点信息、双点信息、归一化值、标度化值、短浮点值、带时标单点信息、带时标双点信息几种信息，所述的控制方向的过程信息包括单点命令、双点命令几种信息。
6.根据权利要求5所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的配电自动化测试仪对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成功能检测；所述的功能检测包括电源断相、后备电源管理、配套电源的带载能力、通信规约一致性、RS485通信接口防误接线、数据采集与处理、遥信功能、控制功能、对时守时、参数调阅与配置、故障检测与处理、历史数据存储、故障录波。
7.根据权利要求5所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的配电自动化测试仪对配电终端施加多路电流电压模拟量和状态量信号，实现对配电终端完成性能检测；所述的性能检测包括交流输入模拟量误差、交流模拟量输入的影响量、工频交流量。
8.根据权利要求7所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：在主站安全接入区部署带SCADA功能的前置服务器，所述的前置服务器，用于与配电自动化测试仪交互控制，实现测试数据、结果的收集转发，主站三区部署WEB服务器，所述的WEB服务器用于测试结果展示、实现测试报告自动生成。
9.根据权利要求1所述的配电自动化终端自适应分布式智能测试系统，其特征在于：所述的转发报文协议包括遥信报文、SOE报文、遥测报文、遥控命令报文。
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