專利名稱：一種電力系統(tǒng)智能變電站雙測控裝置的測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測試系統(tǒng)，尤其是涉及一種電力系統(tǒng)智能變電站雙套測控裝置的測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
測控裝置作為二次采集設(shè)備，為電力系統(tǒng)提供電流、電壓信號(hào)，其工作穩(wěn)定性和可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隨著保護(hù)測控一體化方向的發(fā)展，在目前的智能變電站中，IlOkV保護(hù)雙重化配置，而保護(hù)和測控一體化，帶來了雙套測控裝置互通互聯(lián)運(yùn)行的可靠性問題。雙測控裝置主備運(yùn)行過程中采樣、上送及控制等關(guān)鍵運(yùn)行技術(shù)需相應(yīng)測試技術(shù)支撐把關(guān)，因此，雙測控測試技術(shù)需配套發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)較全面地把握雙測控新技術(shù)工作特性，支撐雙測控裝置的運(yùn)行效果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是提供著一種電力系統(tǒng)智能變電站雙測控裝置的測試系統(tǒng)，填補(bǔ)當(dāng)前雙測控裝置測試技術(shù)的空缺。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的電力系統(tǒng)智能變電站雙測控裝置的測試系統(tǒng)，其特征是包括測試主機(jī)、GOOSE (面向通用對(duì)象的變電站事件)和SMV (采樣測量值)模擬裝置、站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述的站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)站控層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的一端，所述的過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)過程層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的另一端；所述的測試主機(jī)直接與站控層以太網(wǎng)連接，同時(shí)經(jīng)所述的GOOSE和SMV模擬裝置與過程層以太網(wǎng)連接。測試主機(jī)包括電連接的監(jiān)控模塊、IEC61850規(guī)約一致性測試子模塊、GOOSE模擬發(fā)送模塊、GOOSE和SMV模擬裝置控制模塊；其中控制模塊控制GOOSE和SMV模擬裝置發(fā)送GOOSE和SMV信號(hào)通過過程層交換機(jī)至雙測控裝置，而雙測控裝置采樣及響應(yīng)上送變電站監(jiān)控后臺(tái)的MMS報(bào)文共步反饋接回給測試主機(jī)，形成系統(tǒng)閉環(huán)測試。本實(shí)用新型的測試方式之一如圖I所示，為一種在線接入方式，其還包括了變電站監(jiān)控后臺(tái)，作為雙測控裝置與站控層設(shè)備通信，雙測控裝置的采樣源數(shù)據(jù)由測試系統(tǒng)提供，采樣及響應(yīng)的MMS數(shù)據(jù)信息上送給變電站監(jiān)控后臺(tái)的同時(shí)，通過數(shù)據(jù)鏡像技術(shù)同步發(fā)送給測試系統(tǒng)，通過測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線測試雙測控裝置的性能和功能。本實(shí)用新型的測試方式之二如圖2所示，為一種離線接入方式，測試主機(jī)模擬變電站監(jiān)控后臺(tái)與雙測控裝置通信，雙測控裝置的采樣源數(shù)據(jù)由測試系統(tǒng)提供，采樣及響應(yīng)的MMS數(shù)據(jù)信息回環(huán)給測試系統(tǒng)主機(jī)；還包括測試系統(tǒng)主機(jī)下行遙控命令至雙測控裝置，雙測控裝置響應(yīng)信息通過過程層交換機(jī)反饋給測試系統(tǒng)，通過測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離線測試雙測控裝置的性能和功能。本實(shí)用新型通過正向即正常工作狀態(tài)下互聯(lián)互通響應(yīng)測試、逆向即模擬各種典型故障或異常激勵(lì)下測試雙測控裝置的性能和功能。[0009]有益效果本實(shí)用新型的測試手段和項(xiàng)目比較完整，直接應(yīng)用到雙測控裝置在線及離線應(yīng)用場合的測試。通過該套系統(tǒng)的測試發(fā)現(xiàn)了不少問題，為投入運(yùn)行解決了諸多問題和隱患。

圖I本實(shí)用新型實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)以及在線接入方式示意圖；圖2本實(shí)用新型實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)以及離線接入方式示意圖；圖3本實(shí)用新型實(shí)施例的功能圖；圖4本實(shí)用新型實(shí)施例正向響應(yīng)測試原理框圖；圖5本實(shí)用新型實(shí)施例反向校驗(yàn)測試原理框圖。 具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖I或圖2所示，本實(shí)用新型雙測控裝置測試系統(tǒng)，包括測試主機(jī)、GOOSE (面向通用對(duì)象的變電站事件)和SMV (采樣測量值)模擬裝置、站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)站控層以太網(wǎng)連接到雙測控裝置的一端，過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)過程層以太網(wǎng)連接到雙測控裝置的另一端；測試主機(jī)直接與站控層以太網(wǎng)連接，同時(shí)經(jīng)GOOSE和SMV模擬裝置與過程層以太網(wǎng)連接。測試主機(jī)包括電連接的監(jiān)控模塊、IEC61850規(guī)約一致性測試子模塊、GOOSE模擬發(fā)送模塊、GOOSE和SMV模擬裝置控制模塊；其中控制模塊控制GOOSE和SMV模擬裝置發(fā)送GOOSE和SMV信號(hào)通過過程層交換機(jī)至雙測控裝置，而雙測控裝置采樣及響應(yīng)上送變電站監(jiān)控后臺(tái)的MMS報(bào)文共步反饋接回給測試主機(jī)，形成系統(tǒng)閉環(huán)測試。如圖3所示，本實(shí)用新型雙測控裝置測試系統(tǒng)的功能由正向響應(yīng)測試、反向校驗(yàn)測試兩部分組成。正向響應(yīng)測試子系統(tǒng)功能為測試雙測控裝置在正常主備運(yùn)行工作態(tài)下的功能和性能，是否滿足運(yùn)行要求；反向校驗(yàn)測試子系統(tǒng)功能為測試雙測控裝置的雙機(jī)信息采集、上送及下行信息處理過程的互聯(lián)協(xié)作處理能力，應(yīng)對(duì)故障、突發(fā)和環(huán)境影響的能力，考查雙測控裝置主備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。其中，子系統(tǒng)一正向響應(yīng)特性測試主要包括三大模塊模型校驗(yàn)?zāi)K、四遙功能校驗(yàn)?zāi)K和跨間隔信息校驗(yàn)?zāi)K，正向測試系統(tǒng)功能框圖如圖4，具體實(shí)現(xiàn)方式如下。I、模型校驗(yàn)?zāi)K測試系統(tǒng)包含了 IEC61850模型一致性檢測工具，嵌入于測試主機(jī)中，通過站控層交換機(jī)可直接讀取雙測控裝置的CID模型文件，與UniCAscl Referencev09. icd比較，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ臀募臉?biāo)準(zhǔn)性；同時(shí)比對(duì)雙測控裝置間模型的差異性，檢驗(yàn)兩裝置配置的GOOSE和SMV信息量是否一致，判斷雙測控的工程化配置參數(shù)的一致性。2、四遙功能校驗(yàn)?zāi)K如圖4所示，測試測控裝置的基本四遙功能，即遙測、遙信、遙控和遙調(diào)功能；其中，測試系統(tǒng)的GOOSE和SMV模擬裝置發(fā)送遙測量(SMV)和遙信狀態(tài)量(GOOSE)至雙測控裝置接收，經(jīng)雙測控裝置采樣處理后上送遙測及遙信MMS報(bào)文至監(jiān)控后臺(tái)或模擬主機(jī)，通過加量源端數(shù)據(jù)和監(jiān)控采樣數(shù)據(jù)即可判斷雙測控裝置對(duì)遙測量和狀態(tài)量采樣的正確性；另一方面，通過監(jiān)控后臺(tái)或模擬主機(jī)發(fā)送遙控MMS報(bào)文至雙測控裝置，雙測控裝置響應(yīng)輸出的GOOSE分合閘遙控命令報(bào)文，可由GOOSE和SMV模擬裝置接收，形成閉環(huán)響應(yīng)即可判斷雙測控裝置的遙控正確性。特別對(duì)于雙測控裝置運(yùn)行的主備狀態(tài)，可在此遙控試驗(yàn)中進(jìn)行校驗(yàn)，正確的響應(yīng)過程是僅主機(jī)接收遙控報(bào)文并下發(fā)GOOSE分合閘命令，備機(jī)不發(fā)送，即可驗(yàn)證了雙測控裝置主備運(yùn)行時(shí)遙控的唯一性。遙調(diào)試驗(yàn)與遙控過程一致，在此不再贅述。3、跨間隔通信檢驗(yàn)?zāi)K如圖4所示，此模塊主要檢驗(yàn)雙測控裝置與其它間隔測控裝置間實(shí)現(xiàn)間隔層五防聯(lián)閉鎖功能的信息傳輸過程。此功能實(shí)現(xiàn)包括模擬主機(jī)的GOOSE模擬發(fā)送模塊、GOOSE接收模塊，由模擬主機(jī)模擬發(fā)送給本間隔雙測控裝置所需的其它間隔GOOSE設(shè)備狀態(tài)信息，通過模擬主機(jī)在站控層網(wǎng)絡(luò)接收雙測控裝置發(fā)送的GOOSE聯(lián)閉鎖設(shè)備狀態(tài)信息，判斷雙測控裝置間主備機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，檢驗(yàn)雙測控裝置間五防聯(lián)閉鎖邏輯的一致性及響應(yīng)正確性。雙測控裝置作為一種新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品，測試重點(diǎn)之一應(yīng)為雙機(jī)主備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，故針對(duì)雙機(jī)采集、切換及控制輸出過程中可能會(huì)出現(xiàn)的故障和異常，模擬反向校驗(yàn)測試是不可缺少的。如圖3所示，子系統(tǒng)二反向校驗(yàn)測試主要包括三大模塊差異加量測試模塊、模擬通信故障測試模塊和模擬異常切換測試模塊。具體實(shí)現(xiàn)方式如下 I、差異加量測試模塊由于測控裝置作為間隔層設(shè)備，承接著過程層采樣通信，即一次設(shè)備負(fù)荷和開關(guān)刀閘分合狀態(tài)采樣，以及與站控層監(jiān)控后臺(tái)通信，即電站運(yùn)行信息給監(jiān)控后臺(tái)，同時(shí)接受監(jiān)控后臺(tái)遙控命令進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)控制。因此，作為中間的采樣及命令傳輸中介，雙測控裝置間須嚴(yán)格執(zhí)行單機(jī)有效信息通信，預(yù)防雙主運(yùn)行導(dǎo)致信息傳輸失效。差異加量測試，即通過GOOSE和SMV模擬裝置對(duì)雙測控裝置施加不同的遙測量和設(shè)備狀態(tài)遙信量，檢測雙機(jī)運(yùn)行情況下，監(jiān)控后臺(tái)或模擬主機(jī)接受的有效信息是否僅主機(jī)上送信息有效，從而檢驗(yàn)雙測控裝置與站控層設(shè)備通信的正確性。測試方法如下I)按圖2離線接入方式接線，通過GOOSE和SMV模擬裝置向過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測控裝置I和2的分別加量，如測控I加全額定遙測值SMV1，設(shè)備狀態(tài)全分閘狀態(tài)G00SE1，測控2加50%額定遙測值SMV2，設(shè)備狀態(tài)全合閘狀態(tài)G00SE2 ；2)核對(duì)模擬主機(jī)接受的遙測值和遙信狀態(tài)量，檢測是否僅主機(jī)狀態(tài)的測控裝置上送遙測值和遙信狀態(tài)量有效，如接受該間隔遙測值為額定值YCI，設(shè)備狀態(tài)全分閘狀態(tài)YXl,即測控I上送信息有效；如為50%額定值YC2和合閘狀態(tài)YX2，即測控2上送遙測信息有效；再校核雙測控裝置的主備運(yùn)行狀態(tài)指示信息，完成雙測控裝置主備運(yùn)行情況下遙測遙信采樣及上送信息過程的正確性檢測。2、模擬通信異常測試模塊由于測控裝置接受過程層SMV和GOOSE報(bào)文，經(jīng)采樣后再以MMS報(bào)文上送監(jiān)控后臺(tái)，而SMV、G00SE和MMS報(bào)文均包含了品質(zhì)描述位，模擬通信異常測試，主要測試測控裝置是否正確判斷采樣報(bào)文或設(shè)備通信狀態(tài)，在異常時(shí)將上送監(jiān)控后臺(tái)的MMS報(bào)文品質(zhì)置位；同時(shí)檢驗(yàn)監(jiān)控后臺(tái)是否正確判斷報(bào)文品質(zhì)進(jìn)行雙測控裝置主備運(yùn)行狀態(tài)的切換。測試方法如下I)按圖I在線接入方式接線，通過GOOSE和SMV模擬裝置向過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測控裝置主機(jī)和備機(jī)的加量，如測控主機(jī)加額定遙測值SMVl，間隔設(shè)備狀態(tài)全分閘狀態(tài)G00SE2 ;備機(jī)加50%額定遙測值SMV2，間隔備狀態(tài)全合閘狀態(tài)G00SE2 ；2)將主機(jī)的遙測加量值SMV或設(shè)備狀態(tài)GOOSE報(bào)文品質(zhì)位置無效，檢驗(yàn)測控主機(jī)上送的MMS報(bào)文中此間隔的遙測量和遙信量是否無效，檢驗(yàn)測控裝置是否正確判斷過程層米樣信息，上送正確信息；3)經(jīng)2步驟后，間歇10分鐘，檢查監(jiān)控后臺(tái)是否正確判斷雙測控裝置主機(jī)異常，切換至測控備機(jī)通信，即監(jiān)控后臺(tái)間隔設(shè)備采樣值由額定值YCl變?yōu)?0%額定值YC2，設(shè)備狀態(tài)由全分閘YXl變?nèi)祥l狀態(tài)YX2 ;從而檢驗(yàn)監(jiān)控后臺(tái)是否可判斷雙測控裝置上送數(shù)據(jù)狀態(tài)正確進(jìn)行雙機(jī)采樣切換；同時(shí)檢測主備機(jī)間的切換時(shí)間，判斷是否在設(shè)置時(shí)間內(nèi)完成異常判斷及切換。4)重復(fù)I步驟，將雙測控裝置主機(jī)至過程層交換機(jī)的光纖撥掉，檢驗(yàn)測控主機(jī)上送的MMS報(bào)文中此間隔的遙測量和遙信量是否無效，檢驗(yàn)測控裝置是否正確判斷過程層采樣信息，上送正確信息；5)重復(fù)步驟3，檢驗(yàn)雙測控裝置的切換機(jī)制是否包括過程層采樣異常。3、模擬異常雙機(jī)切換測試模塊由于雙測控裝置為主備運(yùn)行方式，正常運(yùn)行時(shí)，僅 由主機(jī)與監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行雙向通信，而當(dāng)主機(jī)故障時(shí)，備機(jī)自動(dòng)升為主機(jī)，與監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行通信，而原主機(jī)自動(dòng)降為備機(jī)，中斷與監(jiān)控后臺(tái)的通信；因此，模擬主機(jī)異常運(yùn)行，檢測雙測控裝置主備機(jī)間的自動(dòng)切換，是雙測控裝置實(shí)現(xiàn)冗余功能的必要手段。當(dāng)雙測控裝置通過硬接點(diǎn)連線進(jìn)行主備機(jī)運(yùn)行狀態(tài)互聯(lián)通信時(shí)，測試方法如下I)按圖I在線接入方式接線，通過GOOSE和SMV模擬裝置向過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測控裝置主機(jī)和備機(jī)的加量，如測控主機(jī)加額定遙測值YC1，間隔設(shè)備狀態(tài)全分閘狀態(tài)YXl ;備機(jī)加50%額定遙測值YC2，間隔備狀態(tài)全合閘狀態(tài)YX2 ；2)關(guān)閉或復(fù)歸雙測控裝置主機(jī)，檢測備機(jī)是否正確升為主機(jī)，而原主機(jī)啟動(dòng)后降為備機(jī)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控后臺(tái)采樣本間隔遙測值由額定值YCl變?yōu)?0%額定值YC2，且間隔開關(guān)刀閘由全分閘狀態(tài)YXl變?yōu)槿祥l狀態(tài)YX2 ;同時(shí)檢測主備機(jī)間的切換時(shí)間，判斷是否在設(shè)置時(shí)間內(nèi)完成異常判斷及切換。3)在線拔出雙測控裝置主機(jī)的遙測、遙信或遙控板件，模擬裝置插件異常，檢測備機(jī)是否正確升為主機(jī)，而原主機(jī)啟動(dòng)后降為備機(jī)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控后臺(tái)采樣本間隔遙測值由額定值YCl變?yōu)?0%額定值YC2，且間隔開關(guān)刀閘由全分閘狀態(tài)YXl變?yōu)槿祥l狀態(tài)YX2 ；同時(shí)檢測主備機(jī)間的切換時(shí)間，判斷是否在設(shè)置時(shí)間內(nèi)完成異常判斷及切換。本測試系統(tǒng)囊括了雙測控裝置單體、對(duì)下過程層采樣及對(duì)上站控層設(shè)備通信整體系統(tǒng)功能及性能測試，以及雙測控裝置間互聯(lián)互通的性能和功能測試。從正向、逆向兩個(gè)角度分別展開測試工作，正向響應(yīng)測試指正常工作狀態(tài)下，雙測控裝置的工作特性，確保能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸正確性，準(zhǔn)確反應(yīng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的采集量。反向校驗(yàn)測試指根據(jù)雙測控裝置運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的單機(jī)故障和異常狀況，測試雙測控裝置主備機(jī)間的互聯(lián)判斷及處理響應(yīng)能力，確保雙測控裝置冗余方式運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)已在多個(gè)智能變電站工程中試用，發(fā)現(xiàn)并解決了許多雙測控裝置運(yùn)行的缺陷和隱患，為成功投運(yùn)做好了把關(guān)工作。本測試系統(tǒng)根據(jù)多個(gè)智能變電站多種雙測控裝置的測試實(shí)踐總結(jié)而成，屬于創(chuàng)新，具有實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種電力系統(tǒng)智能變電站雙測控裝置的測試系統(tǒng)，其特征是包括測試主機(jī)、GOOSE和SMV模擬裝置、站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述的站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)站控層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的一端，所述的過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)過程層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的另一端；所述的測試主機(jī)直接與站控層以太網(wǎng)連接，同時(shí)經(jīng)所述的GOOSE和SMV模擬裝置與過程層以太網(wǎng)連接。
專利摘要一種電力系統(tǒng)智能變電站雙測控裝置的測試系統(tǒng)包括測試主機(jī)、GOOSE(面向通用對(duì)象的變電站事件)和SMV(采樣測量值)模擬裝置、站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述的站控層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)站控層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的一端，所述的過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)經(jīng)過程層以太網(wǎng)連接到所述的雙測控裝置的另一端；所述的測試主機(jī)直接與站控層以太網(wǎng)連接，同時(shí)經(jīng)所述的GOOSE和SMV模擬裝置與過程層以太網(wǎng)連接。本實(shí)用新型的測試手段和項(xiàng)目比較完整，直接應(yīng)用到雙測控裝置在線及離線應(yīng)用場合的測試。通過該套系統(tǒng)的測試發(fā)現(xiàn)了不少問題，為投入運(yùn)行解決了諸多問題和隱患。
文檔編號(hào)G05B23/02GK202735834SQ20122002989
公開日2013年2月13日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者黃曙, 陳宏輝 申請人:廣東電網(wǎng)公司茂名供電局, 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院