CN114184864B - 智能录波器测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能录波器测试方法，包括以下步骤：导入SCD文件；对SCD文件进行解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号；通过与变电站实际二次设备进行数据交互读取各个二次设备站控层数据信号和过程层数据信号的当前断面值，并按照一定的时间间隔记录多个时刻的断面值，将每次记录的断面值存储为相应二次设备某个时刻的断面状态；根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，并模拟二次设备发送各个断面状态下所对应的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。本发明可以极大提高智能录波器的测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统测试技术领域，尤其涉及一种智能录波器测试方法及系统。
背景技术
为了解决智能变电站二次系统的运行维护暴露出二次系统复杂度增加、二次回路可见性差、二次回路可比性差、二次回路状态评估及故障诊断手段缺乏等相关问题，电力行业制定了提出了智能录波器的概念，并制定了相关技术规范。
智能录波器由管理单元和采集单元组成。管理单元通过站控层网络与保护装置交互相关数据，采集单元通过过程层网络采集保护装置、合并单元与智能终端的过程层报文，采集单元通过电缆采集PT二次侧电压和CT二次侧电流。智能录波器功能上集成了网络报文分析、故障录波、继电保护故障信息管理及智能运维功能。
由于智能录波器相关功能的实现基于对变电站二次设备站控层数据、过程层数据以及模拟量数据采集，所以目前对于智能录波器的测试需要依赖实际的变电站二次设备配合，即通过在二次设备处施加激励或修改二次设备相关设置以构建智能录波器测试所需的测试工况。
通过二次设备环境构建智能录波器的测试工况的测试方法，在实际变电站智能录波器测试工作中，存在效率低下，人力耗费高，部分异常测试工况难以模拟，运行变电站加装智能录波器无法进行测试的问题。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种可以减少测试过程中的接线以及对变电站二次设备的操作工作，提高智能录波器的测试效率的智能录波器测试方法及系统。
本发明所采用的技术方案是：
提供一种智能录波器测试方法，包括以下步骤：
S101、导入SCD文件，该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
S102、对SCD文件进行解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号；
S103、根据提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应二次设备站控层数据信号的当前断面值；
S104、根据提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应二次设备过程层数据信号的当前断面值；
S105、按照一定的时间间隔多次记录各个二次设备所有站控层信号及过程层信号的多个断面值，并将每次记录的单个二次设备所有的站控层信号与过程层信号的断面值存储为该二次设备某个时刻的断面状态；
S106、根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，设置各个断面状态发送顺序与发送持续时间，得到二次设备状态信息变化序列，并模拟二次设备发送各个断面状态下所对应的二次设备的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。
接上述技术方案，各个二次设备运行过程中的状态变化过程包括二次设备的各种运行工况的切换，正常运行工况与告警工况之间的切换，二次设备告警工况的变化。
接上述技术方案，发送二次设备状态信息变化序列时，同步发送模拟量电压、电流数据至智能录波器。
接上述技术方案，站控层数据信号包括二次设备的所有遥信类信号、遥测类信号以及文件数据。
接上述技术方案，过程层数据信号包括二次设备发送的所有GOOSE信号和SV信号。
接上述技术方案，还包括步骤：根据智能录波器测试工况的需求，对已经存储的二次设备某个断面状态的站控层信号和过程层信号的数据内容进行复制、删除或修改。
接上述技术方案，变电站二次设备IED模型包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型、智能终端IED的61850数据交互模型、合并单元IED的61850数据交互模型以及交换机IED的61850数据交互模型。
本发明还提供一种智能录波器测试系统，包括：
配置文件解析模块，用于导入SCD文件并解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号，其中该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
二次设备状态信息读取模块，用于根据配置文件解析模块提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应站控层数据信号的当前断面值；并用于根据配置文件解析模块提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应过程层数据信号的当前断面值；
二次设备状态信息管理模块，用于按照一定的时间间隔多次记录各个二次设备多个断面值，将每次记录的单个二次设备所有的站控层信号与过程层信号的断面值存储为该二次设备某个时刻的断面状态；
二次设备状态信息输出序列控制模块，用于根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，设置各个断面状态发送顺序与发送持续时间，得到二次设备状态信息变化序列，并模拟二次设备控制站控层数据交互模块与过程层数据输出模块发送各个断面状态下所对应的二次设备的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。
接上述技术方案，二次设备状态信息输出序列控制模块具体包括：
站控层数据交互模块，用于与被测智能录波交互变电站二次设备站控层数据；
过程层数据输出模块，用于输出变电站二次设备的过程层数据至被测智能录波器；
模拟量数据输出模块，用于智能录波器部分测试工况下输出模拟量数据至被测智能录波器。
接上述技术方案，二次设备状态信息管理模块还用于根据智能录波器测试工况的需求，对已经存储的二次设备某个断面状态的站控层信号和过程层信号的数据内容进行复制、删除或修改。
本发明产生的有益效果是：本发明通过对变电站SCD文件的解析，自动提取智能录波器测试所需的变电站二次设备的信号测点，并通过站控层网络和过程层网络读取二次设备断面状态的站控层信号及过程层信号的断面值，并将其保存为各个二次设备的断面状态，通过多次读取记录或手动编辑的方式，扩展各个二次设备断面状态的数量。根据已有的二次设备断面状态通过序列化编辑的方式进行排序组合构建二次设备状态信息变化序列，以模拟智能录波器测试所需的二次设备运行工况的变化过程。通过二次设备状态信息变化序列模拟变电站二次设备将相关站控层信号、过程层信号以及模拟量信号输出至智能录波器，能够避免智能录波器测试对实际变电站二次设备配合的依赖，减少测试过程中的接线以及对变电站二次设备的操作工作，极大提高了智能录波器的测试效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例智能录波器测试方法流程图；
图2是本发明实施例智能录波器测试系统结构示意图；
图3是本发明另一实施例的智能录波器测试方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例智能录波器测试方法，包括以下步骤：
S101、导入SCD文件，该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
S102、对SCD文件进行解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号；
S103、根据提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应二次设备站控层数据信号的当前断面值；
S104、根据提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应二次设备过程层数据信号的当前断面值；
S105、按照一定的时间间隔多次记录各个二次设备站控层信号及过程层信号的多个断面值，将每次记录的单个二次设备所有的站控层信号与过程层信号的断面值存储为该二次设备某个时刻的断面状态；
S106、根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，设置各个断面状态发送顺序与发送持续时间，得到二次设备状态信息变化序列，并模拟二次设备发送各个断面状态下所对应的二次设备的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。
进一步地，各个二次设备运行过程中的状态变化过程包括二次设备的各种运行工况的切换，正常运行工况与告警工况之间的切换，二次设备告警工况的变化。
具体地，在发送二次设备状态信息变化序列时，同步发送模拟量电压、电流数据至智能录波器。
站控层数据信号主要包括二次设备的所有遥信类信号、遥测类信号以及文件数据。过程层数据信号主要包括二次设备发送的所有GOOSE信号和SV信号。
进一步地，还包括步骤：根据智能录波器测试工况的需求，对已经存储的二次设备某个断面状态信息(即断面值包含的信息)进行复制、删除或修改。
其中变电站二次设备IED模型包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型、智能终端IED的61850数据交互模型、合并单元IED的61850数据交互模型以及交换机IED的61850数据交互模型。
如图2所示，本发明实施例智能录波器测试系统，包括：配置文件解析模块、二次设备状态信息读取模块、二次设备状态信息管理模块、二次设备状态信息输出序列控制模块，其中二次设备状态信息输出序列控制模块包括站控层数据交互模块、过程层数据输出模块以及模拟量数据输出模块。
配置文件解析模块主要用于导入变电站全站系统配置文件即SCD文件，并解析SCD文件信息，提取各个二次设备IED模型的站控层数据信号、过程层数据信号；
二次设备状态信息读取模块通过站控层数据网络与变电站二次设备连接，并根据所述配置文件解析模块提取的各个二次设备IED模型的站控层数据信号，读取站控层数据信号的当前断面值，所读取的站控层信号包括二次设备的所有遥信类信号、遥测类信号以及文件数据。
二次设备状态信息读取模块通过过程层数据网络与变电站二次设备连接，并根据所述配置文件解析模块提取的各个二次设备IED模型的过程层数据信号，读取过程层数据信号的当前断面值，所读取的过程层信号包括二次设备发送的所有GOOSE信号和SV信号。
二次设备状态信息管理模块主要用于控制所述二次设备状态信息读取模块读取变电站各个二次设备的站控层数据及过程层数据，可通过控制所述二次设备状态信息读取模块在一段时间内按照一定的时间间隔多次读取二次设备多个断面状态信息(即断面值)；进一步地，可将每次读取的数据进行存储，每次存储的数据即为二次设备某个时刻断面状态信息。二次设备状态信息管理模块还用于支持人工手动修改所存储的二次设备断面时刻状态信息，包括整个断面状态信息的复制、删除、修改具体站控层或过程层数据信号值。
二次设备状态信息输出序列控制模块主要用于将二次设备状态信息管理模块存储的每个二次设备的多个断面状态信息进行序列化编辑，构建各个二次设备的状态信息输出序列，即对各个二次设备的多个断面状态按照智能录波器测试所需的工况进行排序，每个断面状态对应的站控层与过程层数据持续输出一段时间，所有断面状态持续输出的时间段连接构成整个输出序列。
二次设备状态信息输出序列控制模块用于在每个断面状态持续输出时间段内可同步设置模拟量数据输出值。
站控层数据交互模块主要在二次设备状态信息输出序列控制模块的控制下，与被测智能录波交互变电站二次设备站控层数据。
过程层数据输出模块在二次设备状态信息输出序列控制模块的控制下，输出变电站二次设备的过程层数据至被测智能录波器。
模拟量数据输出模块在二次设备状态信息输出序列控制模块的控制下，输出智能录波器采集单元所采集的模拟量数据至被测智能录波器。
利用上述实施例的智能录波器测试系统进行智能录波器测试的方法，如图3所示，主要通过如下步骤实现：
S1、导入SCD文件，该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
S2、对SCD文件进行解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号；
S3、根据提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应站控层数据信号的当前断面值，所读取的站控层信号包括二次设备的所有遥信类信号、遥测类信号以及文件数据。
S4、根据提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应过程层数据信号的当前断面值，所读取的过程层信号包括二次设备发送的所有GOOSE信号和SV信号。
S5、通过对变电站各个二次设备的站控层数据及过程层数据读取的断面数据进行存储，即记录各个二次设备某个时刻断面状态信息。
S6、在一段时间内按照一定的时间间隔重复S3至S5步骤，即可记录各个二次设备多个断面状态信息。
S7、根据智能录波器测试工况的需求，可通过人工手动修改已存储的二次设备某个断面状态信息来实现二次设备断面状态信息内容的变更，包括整个断面状态信息的复制、删除、修改具体站控层或过程层数据信号值等。
S8、根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的断面状态信息，并进行序列化编辑，包括各个断面状态信息的先后顺序以及每个断面状态信息数据的持续输出时间。通过序列化后的断面状态信息，即可模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程，包括二次设备的各种运行工况的切换，正常运行工况与告警工况之间的切换、二次设备告警工况的变化等任意运行状态的变化过程。
S9、二次设备断面状态信息序列根据各个断面状态中记录的二次设备站控层信号与过程层数信号的断面值，发送相应的站控层信号和过程层信号至智能录波器以模拟二次设备的当前状态，同时根据智能录波器部分功能的测试需求，同步发送模拟量电压、电流数据至智能录波器。
其中，变电站二次设备IED模型包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型、智能终端IED的61850数据交互模型、合并单元IED的61850数据交互模型、交换机IED的61850数据交互模型；
站控层数据信号包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型以及交换机IED的61850数据交互模型的数据集中所有的站控层信号。
过程层数据信号包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型、智能终端IED的61850数据交互模型、合并单元IED的61850数据交互模型的数据集中所有的过程层信号。
综上，本发明通过对变电站SCD文件的解析，自动提取智能录波器测试所需的变电站二次设备的信号测点，并通过站控层网络和过程层网络读取二次设备断面状态的站控层信号及过程层信号的断面值，并进行存储以记录各个二次设备断面状态信息。通过多次读取记录或手动编辑的方式，扩展各个二次设备断面状态信息的数量。根据已有的二次设备断面状态信息通过序列化编辑的方式进行排序组合构建二次设备状态信息变化序列，以模拟智能录波器测试所需的二次设备运行工况的变化过程。通过二次设备状态信息变化序列模拟变电站二次设备将相关站控层信号、过程层信号以及模拟量信号输出至智能录波器，能够避免智能录波器测试对实际变电站二次设备配合的依赖，减少测试过程中的接线以及对变电站二次设备的操作工作，极大提高了智能录波器的测试效率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能录波器测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、导入SCD文件，该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
S102、对SCD文件进行解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号；
S103、根据提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应二次设备站控层数据信号的当前断面值；
S104、根据提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应二次设备过程层数据信号的当前断面值；
S105、按照一定的时间间隔多次记录各个二次设备所有站控层信号及过程层信号的多个断面值，并将每次记录的单个二次设备所有的站控层信号与过程层信号的断面值存储为该二次设备某个时刻的断面状态；
S106、根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，设置各个断面状态发送顺序与发送持续时间，得到二次设备状态信息变化序列，并模拟二次设备发送各个断面状态下所对应的二次设备的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。
2.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，各个二次设备运行过程中的状态变化过程包括二次设备的各种运行工况的切换，正常运行工况与告警工况之间的切换，二次设备告警工况的变化。
3.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，发送二次设备状态信息变化序列时，同步发送模拟量电压、电流数据至智能录波器。
4.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，站控层数据信号包括二次设备的所有遥信类信号、遥测类信号以及文件数据。
5.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，过程层数据信号包括二次设备发送的所有GOOSE信号和SV信号。
6.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，还包括步骤：根据智能录波器测试工况的需求，对已经存储的二次设备某个断面状态的站控层信号和过程层信号的数据内容进行复制、删除或修改。
7.根据权利要求1所述的智能录波器测试方法，其特征在于，变电站二次设备IED模型包括：保护装置IED的61850数据交互模型、保测一体装置IED的61850数据交互模型、智能终端IED的61850数据交互模型、合并单元IED的61850数据交互模型以及交换机IED的61850数据交互模型。
8.一种智能录波器测试系统，其特征在于，包括：
配置文件解析模块，用于导入SCD文件并解析，提取SCD文件中变电站的各个二次设备IED模型的站控层数据信号和过程层数据信号，其中该SCD文件为智能录波器配置所用的变电站全站系统配置文件；
二次设备状态信息读取模块，用于根据配置文件解析模块提取的站控层数据信号，通过与变电站实际二次设备的站控层数据交互，读取对应站控层数据信号的当前断面值；并用于根据配置文件解析模块提取的过程层数据信号，通过与变电站实际二次设备的过程层数据交互，读取对应过程层数据信号的当前断面值；
二次设备状态信息管理模块，用于按照一定的时间间隔多次记录各个二次设备多个断面值，将每次记录的单个二次设备所有的站控层信号与过程层信号的断面值存储为该二次设备某个时刻的断面状态；
二次设备状态信息输出序列控制模块，用于根据智能录波器测试工况的需求，挑选所需的二次设备的多个断面状态进行序列化编辑，设置各个断面状态发送顺序与发送持续时间，得到二次设备状态信息变化序列，并模拟二次设备控制站控层数据交互模块与过程层数据输出模块发送各个断面状态下所对应的二次设备的站控层信号和过程层信号给智能录波器以模拟变电站各个二次设备运行过程中的状态变化过程。
9.根据权利要求8所述的智能录波器测试系统，其特征在于，二次设备状态信息输出序列控制模块具体包括：
站控层数据交互模块，用于与被测智能录波交互变电站二次设备站控层数据；
过程层数据输出模块，用于输出变电站二次设备的过程层数据至被测智能录波器；
模拟量数据输出模块，用于智能录波器部分测试工况下输出模拟量数据至被测智能录波器。
10.根据权利要求8所述的智能录波器测试系统，其特征在于，二次设备状态信息管理模块还用于根据智能录波器测试工况的需求，对已经存储的二次设备某个断面状态的站控层信号和过程层信号的数据内容进行复制、删除或修改。
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