CN113408100A - 一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，针对智能变电站改扩建验收、调试工程，将新增IED设备预先配置的SCD文件导入虚拟机前端数据库中，系统自动关联其他相关IED设备并根据配置文件中的虚端子表来自动确定测试边界，进而构建出新增IED设备与关联设备的虚拟机模型，可选择手动测试或自动测试来进行测试边界范围内IED设备间虚回路镜像模拟传动。本发明校验过程简单、耗时较少，节约了重复性调试工作所带来的人力物力投入，极大地提高了智能变电站验收、调试工作的工作效率，且中间环节无需人工干预，校验结果受主观因素影响小，校验准确率高。

Description

一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及智能变电站继电保护技术。

背景技术

随着智能变电站技术的日趋成熟，全国正在逐步进行智能变电站改造。但是，目前的变电站普遍负荷较重、停电困难，在短暂而宝贵的停电时间内进行技术改造，还需兼顾好安全可靠和改造效率的问题。在这样的形势下，智能变电站二次设备改造面临着诸多挑战和痛点。首先，改扩建工程涉及新增设备的大量调试工作。以站控层系统改造为例，由于牵涉面广，每改造一个设备，单是核心工程数据的建立与调试，就需要2-3天的时间。其次，面临着工期短、任务重的双重压力。以四遥验证为例，每增加一个间隔层设备，就需要进行几百到上千次人工信息验证，严重影响智能变电站改扩建工程的工作进度。最后，对验收工作同样添加众多工作量。传统模式下，验收人员需到现场逐个设备进行二次设备虚回路校验及智能设备实际传动试验，操作费时费力，且人工干扰程度较大，无法排除因工作人员疏忽导致的误检漏检。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，用智能校验代替传统校验方式，不仅大幅提高智能设备之间虚回路连接校验的准确性，也提高了工作效率，节约了人力资源成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，包括如下步骤：

步骤1：按照新增IED设备断面划分测试域，分别汇总各测试域新增IED设备SCD文件，对SCD文件关联的所有SCD信息图形模块化处理，并将图形模块信息导入至虚拟机系统；

步骤2：虚拟机系统利用图形化SCD软件，自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，通过IED列表设置中心IED并显示中心IED的逻辑链路图，在关联图中配置物理IED及虚拟IED，自动导入与之相关的SV和GOOSE参数配置信息；

步骤3：采用镜像虚拟机模拟改扩建设备、直接关联设备、间接关联设备，通过模拟传动确认各设备之间虚回路连接的正确性。

优选的，虚拟机系统包含链路逻辑关系、虚回路节点图、光纤外链图、SV发送/接受指令图、GOOSE发送/接受指令图、报告收发控制模块、日志生成控制模块和数据映射关系集合图。

优选的，步骤2包括如下子步骤：

步骤2.1、通过导入新SCD文件，设置虚拟机--物理设备的测试模式：依据SCD文件自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，把中心设备设置成物理设备，与之关联的设备设置成虚拟设备；

步骤2.2、通过导入新旧SCD文件，设置虚拟机--虚拟机的测试模式：依据SCD文件自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，把中心设备设置成虚拟设备A，与之关联的设备设置成虚拟设备B；

步骤2.3、通过设置SV\GOOSE的输出方式，测试过程中报文的检测，实现IED设备的外特性测试。

优选的，SV和GOOSE分别有自动测试、手动测试两种方式，SV手动测试通过手动修改一相或多相的幅值、相角、频率输出采样值，自动测试通过添加多种状态定时触发故障报文；GOOSE手动测试手动触发GOOSE变位，自动模式时按一定时间间隔自动触发变位，一次触发多个控制块多个条目的GOOSE变位，自动触发单个及多个虚拟IED。

优选的，步骤3中根据改扩建设备、直接关联设备和间接关联设备的虚回路关系，以及子CRC的变化情况进行综合的边界确定。

优选的，步骤3中：

对于改扩建设备与直接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟改扩建设备、虚拟机B虚拟直接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动；

对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动；

或者，对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A导入改扩建后SCD文件，虚拟机B导入改扩建前SCD文件，进行虚回路模拟传动。

优选的，步骤三传动正确后自动出具虚回路传动检验报告，并生成可复制式模拟传动模板。

优选的，如果传动失败，自动进入自检程序：

首先全面检查待测IED设备与关联设备间虚回路通讯参数是否有误，若本步骤自检通过，则重新构建虚拟机A和虚拟机B，进入重新待测界面，若本步骤自检不过，则进行虚拟机虚回路连接逻辑自检，若本步骤自检通过，则重新确定测试边界，再次核对待测设备后，继续进入组机、测试界面；若本步骤自检不通过，则通过对比下装到虚拟机中的SCD配置文件与数据库中SCD配置文件，进行SCD文件一致性校验，来进一步确认是否因在SCD配置文件下装过程中出现文件损坏导致的传动失败；若本步骤一致性校验通过，则重新自动关联改扩建间隔IED设备与其他相关IED设备，再次进入测试边界确定环节。

本发明采用上述技术方案，针对智能变电站改扩建验收、调试工程，将新增IED设备预先配置的SCD文件导入虚拟机前端数据库中，系统自动关联其他相关IED设备并根据配置文件中的虚端子表来自动确定测试边界，进而构建出新增IED设备与关联设备的虚拟机模型，可选择手动测试或自动测试来进行测试边界范围内IED设备间虚回路镜像模拟传动。

模拟传动校核结束后，传动正确自动出具虚回路传动检验报告，并生成可复制式模拟传动模板，因此同期同类型间隔IED设备可一键复制传动方案进行模拟传动测试，进一步提升本发明的普适性。

本发明校验过程简单、耗时较少，节约了重复性调试工作所带来的人力物力投入，极大地提高了智能变电站验收、调试工作的工作效率，且中间环节无需人工干预，校验结果受主观因素影响小，校验准确率高。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。

附图说明

图1为本发明作业流程示意图；

图2为虚回路镜像传动流程示图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明技术方案进行清楚、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，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，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

IED：智能电力监测装置

SCD：变电站IEC61850标准中全站系统配置文件

针对智能变电站改扩建验收、调试工程，本发明用于智能变电站改扩建中用到的智能设备虚回路模拟传动方法，包括如下步骤：

步骤1：按照新增IED设备断面划分测试域，分别汇总各测试域新增IED设备SCD文件，对SCD文件关联的所有SCD信息图形模块化处理，并将图形模块信息导入至虚拟机系统。

步骤2：虚拟机系统利用图形化SCD软件，自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，通过IED列表设置中心IED并显示中心IED的逻辑链路图，在关联图中配置物理IED及虚拟IED，自动导入与之相关的SV和GOOSE参数配置信息。

步骤3：采用镜像虚拟机模拟改扩建设备、直接关联设备、间接关联设备，通过模拟传动确认各设备之间虚回路连接的正确性。

如图1所示，使用本发明所涉及的虚回路镜像模拟传动方法后，传统验收/检修模式有了巨大转变，本发明为一键顺控式虚回路镜像传动模拟方法。对于调试/验收人员，整个作业流程发生变化，将从工程数据库中选中并导入与现场一直的SCD文件和定值，随即生成实物IED设备下装配置文件，选用各改扩建间隔配置文件分别下装至虚拟机中，若有同类型新增间隔，可采用典型间隔虚拟机方案带入模式，其他间隔IED设备虚回路传动测试可通过复制方案来自动实施，节省配置文件时间。之后虚拟机进行实物IED设备配置文件回读，并在后台进行SCD文件一致性校验。当全部核对性校验结束后，即可进行镜像虚拟机——实物IED设备二次回路调试，当链路通信逻辑正确且SV、GOOSE参数配置无误后，可选择手动/自动模式进行IED设备虚回路镜像传动，并在结束后自动出具虚回路检验报告，真正实现“一键式”功能调试。

如图2所示，本发明涉及的核心方法——虚回路镜像传动，对其工作过程进行详细描述：

新增IED设备配置SCD文件导入；

对于智能变电站改扩建工程，在调试、验收工作开始前，对预先配置好的所需新增IED设备SCD文件进行分间隔数据打包，并导入至智能化检修平台新间隔数据库中。同时，也要将该智能变电站虚回路的虚端子表导入其中。在数据库中后台自动进行配置信息预处理、预检验，包括核对智能变电站SCD配置信息是否满足双重化配置标准、核对智能变电站SCD配置信息是否与虚端子表严格对应，即确保所导入SCD配置文件符合整体施工方案要求，以及在虚拟机构建与镜像传动之前无SCD文件的人为操作性质错误。

自动关联其他相关IED设备；

根据数据库中虚回路的虚端子表，检修平台自动关联与改扩建间隔IED设备具有虚回路连接的其他相关IED设备。随后，通过检修/改扩建子CRC校验自动生成IED基本概况列表，包括新增IED、虚回路变动IED、及删除IED，形成可视化IED设备关联界面，包括改扩建设备、直接关联设备和间接关联设备。

确定测试边界；

根据改扩建设备、直接关联设备和间接关联设备的虚回路关系，以及子CRC的变化情况进行综合的边界确定。若改扩建设备直接关联设备与间接关联设备(原运行线路间隔设备)之间的IED设备子CRC没有发生变化，则间接关联设备不需要进行模拟传动。

IED设备的虚拟机构建；

根据上述边界范围，采用镜像虚拟机模拟改扩建设备、直接关联设备、间接关联设备，通过模拟传动确认各设备之间虚回路连接的正确性。

改扩建设备与直接关联设备传动：虚拟机A虚拟改扩建设备、虚拟机B虚拟直接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动。

直接关联设备与间接关联设备传动：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动。

直接关联设备与间接关联设备传动：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A导入改扩建后SCD文件，虚拟机B导入改扩建前SCD文件，进行虚回路模拟传动。

镜像模拟传动；

采用镜像虚拟机模拟改扩建设备、直接关联设备、间接关联设备，通过模拟传动确认各设备之间虚回路连接的正确性。

针对虚拟机A和虚拟机B，通过虚对虚的模式，对各IED进行手动或自动模拟传动测试，验证待测IED与关联设备间虚回路的正确性。

步骤3.1、对于改扩建设备与直接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟改扩建设备、虚拟机B虚拟直接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动。

步骤3.2、对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试(方法一)：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动。

步骤3.3、对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试(方法二)：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A导入改扩建后SCD文件，虚拟机B导入改扩建前SCD文件，进行虚回路模拟传动。

传动正确后，自动出具虚回路传动检验正确报告，表明本间隔新增IED设备与其关联设备虚回路连接正确，且本站同类型间隔可复制本次测试方案，方便后续进行“一键式测试”。

通过模拟传动，可发现如下问题：

一是，测试设备之间的虚连接关系是否正确，是否存在多连、错连、漏连等问题；

二是，测试设备之间的通讯参数是否正确，包括设备数据集、通道数目、收发报文类型、APPID等。

如果传动失败，则表明中间环节出错，后台会自动进入虚拟机构架逻辑自检程序；

首先全面检查待测IED设备与关联设备间虚回路通讯参数是否有误，若本步骤自检通过，则重新构建虚拟机A和虚拟机B，进入重新待测界面。若本步骤自检不过，则进行虚拟机虚回路连接逻辑自检，若本步骤自检通过，则重新确定测试边界，再次核对待测设备后，继续进入组机、测试界面。若本步骤自检不通过，则通过对比下装到虚拟机中的SCD配置文件与数据库中SCD配置文件，进行SCD文件一致性校验，来进一步确认是否因在SCD配置文件下装过程中出现文件损坏导致的传动失败。若本步骤一致性校验通过，则重新自动关联改扩建间隔IED设备与其他相关IED设备，再次进入测试边界确定环节。若一致性校验不通过，则需人工核查数据库中SCD配置文件是否为本次改扩建工程所用SCD文件。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于，本发明提供的虚回路镜像传动方法通过虚拟机模拟传动取代了改扩建工程验收工作中大量的传统机械传动验证工作，极大地提高了智能变电站验收效率，大幅缩短调试验收工作的工作时长，减少了众多重复性、机械化的传动过程。同时由于本发明扩展的“一键式测试”功能可将同类型IED设备传动测试方案进行复制实施，对于大型改扩建工程来说，该功能在提高工作效率的同时，也进一步保证了全部IED设备“应测尽测”，杜绝由于人工疏忽带来的测试设备不到位、测试功能不完整的弊病。另外，每次镜像传动测试结束后均自动出具传动测试报告，不仅是对智能变电站设备有了可以翻阅的“体检记录”，也落实了调试验收工作的人员工作安全责任，提高了验收工作的质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：按照新增IED设备断面划分测试域，分别汇总各测试域新增IED设备SCD文件，对SCD文件关联的所有SCD信息图形模块化处理，并将图形模块信息导入至虚拟机系统；

步骤2：虚拟机系统利用图形化SCD软件，自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，通过IED列表设置中心IED并显示中心IED的逻辑链路图，在关联图中配置物理IED及虚拟IED，自动导入与之相关的SV和GOOSE参数配置信息；

步骤3：采用镜像虚拟机模拟改扩建设备、直接关联设备、间接关联设备，通过模拟传动确认各设备之间虚回路连接的正确性。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：虚拟机系统包含链路逻辑关系、虚回路节点图、光纤外链图、SV发送/接受指令图、GOOSE发送/接受指令图、报告收发控制模块、日志生成控制模块和数据映射关系集合图。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：步骤2包括如下子步骤：

步骤2.1、通过导入新SCD文件，设置虚拟机--物理设备的测试模式：依据SCD文件自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，把中心设备设置成物理设备，与之关联的设备设置成虚拟设备；

步骤2.2、通过导入新旧SCD文件，设置虚拟机--虚拟机的测试模式：依据SCD文件自动搜索出与被测IED设备相关联的其它IED设备，把中心设备设置成虚拟设备A，与之关联的设备设置成虚拟设备B；

步骤2.3、通过设置SV\GOOSE的输出方式，测试过程中报文的检测，实现IED设备的外特性测试。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：SV和GOOSE分别有自动测试、手动测试两种方式，SV手动测试通过手动修改一相或多相的幅值、相角、频率输出采样值，自动测试通过添加多种状态定时触发故障报文；GOOSE手动测试手动触发GOOSE变位，自动模式时按一定时间间隔自动触发变位，一次触发多个控制块多个条目的GOOSE变位，自动触发单个及多个虚拟IED。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：步骤3中根据改扩建设备、直接关联设备和间接关联设备的虚回路关系，以及子CRC的变化情况进行综合的边界确定。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：步骤3中：

对于改扩建设备与直接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟改扩建设备、虚拟机B虚拟直接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动；

对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A、虚拟机B均导入改扩建后SCD文件，进行虚回路模拟传动；

或者，对于直接关联设备与间接关联设备的模拟传动测试：虚拟机A虚拟直接关联设备、虚拟机B虚拟间接关联设备，虚拟机A导入改扩建后SCD文件，虚拟机B导入改扩建前SCD文件，进行虚回路模拟传动。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：步骤三传动正确后自动出具虚回路传动检验报告，并生成可复制式模拟传动模板。

8.根据权利要求7所述的一种基于智能化检修平台的虚回路镜像模拟传动方法，其特征在于：如果传动失败，自动进入自检程序：

首先全面检查待测IED设备与关联设备间虚回路通讯参数是否有误，若本步骤自检通过，则重新构建虚拟机A和虚拟机B，进入重新待测界面，若本步骤自检不过，则进行虚拟机虚回路连接逻辑自检，若本步骤自检通过，则重新确定测试边界，再次核对待测设备后，继续进入组机、测试界面；若本步骤自检不通过，则通过对比下装到虚拟机中的SCD配置文件与数据库中SCD配置文件，进行SCD文件一致性校验，来进一步确认是否因在SCD配置文件下装过程中出现文件损坏导致的传动失败；若本步骤一致性校验通过，则重新自动关联改扩建间隔IED设备与其他相关IED设备，再次进入测试边界确定环节。

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