一種智能變電站二次虛回路的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其方法
【專利說(shuō)明】一種智能變電站二次虛回路的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明提供了一種智能變電站二次虛擬回路的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其方法，屬電力系統(tǒng)智能變電站技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]智能變電站是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重大技術(shù)課題之一，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要支撐節(jié)點(diǎn)。在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系下，智能變電站以數(shù)字化的虛擬二次回路代替了傳統(tǒng)變電站的硬電纜連接，間隔層以及過(guò)程層的SV (采樣值)、G00SE (面向通用對(duì)象的變電站事件)通信網(wǎng)絡(luò)報(bào)文已經(jīng)成為IHK智能電子設(shè)備)間信息交互的主要載體。虛端子是描述IED的G00SE和SV輸入、輸出信號(hào)邏輯連接點(diǎn)的總稱，用以標(biāo)識(shí)過(guò)程層、間隔層及其之間聯(lián)系的二次回路信號(hào)，與傳統(tǒng)變電站的屏端子存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，智能變電站二次回路主要體現(xiàn)在二次智能電子設(shè)備虛端子之間的拓?fù)溥B接關(guān)系。
[0004]智能變電站的二次設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)試工作主要集中在配置SCD文件(變電站配置描述文件)、進(jìn)行合并單元、智能終端與保護(hù)、測(cè)控設(shè)備之間的虛端子聯(lián)接配置以及校驗(yàn)上述設(shè)備之間虛端子連線關(guān)系的正確性，通常采用的虛回路人工檢測(cè)方法存在如下不足:
(1) 一座典型220kV智能變電站的虛回路連接可達(dá)幾千條，光纖可達(dá)上千根，虛回路數(shù)量眾多，不可避免的存在調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)的現(xiàn)象。而且，在調(diào)試的過(guò)程中，SCD文件處在不停的修改和驗(yàn)證中，更增加了整個(gè)變電站二次回路的調(diào)試時(shí)間。另外，由于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的不同，人工檢測(cè)可能存在遺漏的問題。
[0005](2)智能變電站的合并單元、智能終端安裝在一次設(shè)備場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)測(cè)試儀施加測(cè)試激勵(lì)量來(lái)驗(yàn)證虛回路存在實(shí)施困難的問題。而且，由于虛擬二次回路沒有傳統(tǒng)意義上明顯的斷開點(diǎn)，出于對(duì)安全性的顧慮，在測(cè)試時(shí)有時(shí)需要采取拆除裝置之間的光纖回路，孤立被測(cè)裝置和回路的方式。但同時(shí)也帶來(lái)幾個(gè)問題:首先是回路檢測(cè)不完整，測(cè)試完畢恢復(fù)光纖后，信號(hào)不良的問題屢有發(fā)生；再次，頻繁的插拔光纖，對(duì)光纖接頭可能造成損壞，容易縮短設(shè)備壽命，帶來(lái)設(shè)備安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種智能變電站二次虛回路的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其方法，在不改變智能變電站二次智能電子設(shè)備之間光纖接線和虛端子配置的情況下進(jìn)行測(cè)試，能夠?qū)χ悄茏冸娬局悄茈娮釉O(shè)備之間虛端子連接正確性進(jìn)行自動(dòng)判定，以提高虛擬二次回路調(diào)試與驗(yàn)證的效率和正確率，從而保證智能變電站二次系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種智能變電站二次虛回路的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，其包括自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，安裝在測(cè)試計(jì)算機(jī)中，并接入智能變電站的間隔層MMS網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)向檢測(cè)裝置發(fā)送測(cè)試控制命令向二次智能電子設(shè)備即檢測(cè)裝置的虛端子模擬輸出，所述檢測(cè)裝置包括間隔層裝置和過(guò)程層裝置，所述自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)MMS網(wǎng)絡(luò)獲取間隔層裝置對(duì)于測(cè)試激勵(lì)的測(cè)試響應(yīng)，通過(guò)GOOSE網(wǎng)監(jiān)聽過(guò)程層裝置的GOOSE報(bào)文，用于驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果；
虛端子模擬輸出子系統(tǒng)，部署在間隔層裝置和過(guò)程層裝置中，用于接收自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)試命令后，按輸出要求改變本裝置指定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和組網(wǎng)光纖以太網(wǎng)接口的SV、GOOSE虛端子的輸出值。
[0008]所述自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)包括:
界面處理單元，用于完成測(cè)試參數(shù)的配置以及測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)生成和圖形化的展示；業(yè)務(wù)處理單元，用于完成虛端子模擬輸出子系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試的流程控制以及測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)判定；
通信協(xié)議單元，用于完成過(guò)程層G00SE和站控層MMS通信服務(wù)的處理；
所述界面處理單元、通信協(xié)議單元均與業(yè)務(wù)處理單元連接。
[0009]所述間隔層裝置為保護(hù)裝置和測(cè)控裝置，所述過(guò)程層裝置為合并單元和智能終端。
[0010]所述業(yè)務(wù)處理單元包括如下:
SCD虛回路解析模塊，完成智能變電站SCD配置文件的解析，根據(jù)文件中的裝置模型和虛端子連接信息生成裝置的SV、G00SE發(fā)送控制塊信息、二次虛回路拓?fù)潢P(guān)系以及待測(cè)試的虛端子信息；
測(cè)試用例管理模塊，根據(jù)SCD虛回路解析模塊所提供的信息，以一個(gè)間隔中的保護(hù)裝置、測(cè)控裝置為中心對(duì)象，依據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸方向，生成待測(cè)虛回路端子列表；
測(cè)試命令處理模塊，根據(jù)測(cè)試用例管理模塊要求生成測(cè)試控制命令，并完成檢測(cè)裝置對(duì)測(cè)試命令應(yīng)答的處理；
裝置數(shù)據(jù)映射關(guān)系管理模塊，根據(jù)IH)過(guò)程層訪問點(diǎn)下邏輯設(shè)備中的輸入虛端子與站控層訪問點(diǎn)下邏輯設(shè)備中數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)在邏輯關(guān)系，建立虛端子輸入和響應(yīng)的邏輯規(guī)則；測(cè)試結(jié)果判定模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)映射關(guān)系管理模塊建立的邏輯規(guī)則來(lái)判斷虛回路的正確性；
測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊，根據(jù)測(cè)試要求，獲取檢測(cè)裝置的測(cè)試響應(yīng)，然后輸出給測(cè)試結(jié)果判定模塊；
測(cè)試流程控制模塊，用于控制二次虛回路自動(dòng)檢測(cè)的執(zhí)行流程，根據(jù)測(cè)試用例管理模塊提供的虛回路測(cè)試需求，通過(guò)測(cè)試命令處理模塊發(fā)出測(cè)試控制命令，驅(qū)動(dòng)測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊讀取測(cè)試裝置對(duì)測(cè)試激勵(lì)的響應(yīng)數(shù)據(jù)，再調(diào)用測(cè)試結(jié)果判定模塊判定虛回路的正確性，然后循環(huán)執(zhí)行下一個(gè)測(cè)例，最后調(diào)用測(cè)試報(bào)告生成模塊或者虛回路展示模塊顯示驗(yàn)證結(jié)果；
所述界面處理單元包括:
虛回路可視化展示模塊，通過(guò)圖形化方式，以間隔為單位展示虛回路的測(cè)試結(jié)果； 測(cè)試報(bào)告生成模塊，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，生成電子表格形式的測(cè)試報(bào)告；
測(cè)試參數(shù)設(shè)置模塊，以屬性頁(yè)的格式讓用戶設(shè)置SV虛端子模擬輸出值的百分比序列、GOOSE虛端子模擬輸出的值序列的測(cè)試參數(shù)，并把這些參數(shù)輸出給測(cè)試流程控制模塊； 所述通信協(xié)議單元包括如下:
GOOSE發(fā)送處理模塊，用于接受測(cè)試命令處理模塊發(fā)出的測(cè)試命令，完成GOOSE報(bào)文的編碼，并將GOOSE報(bào)文通過(guò)過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給位于保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、合并單元和智能終端的虛端子模擬輸出子系統(tǒng)，完成GOOSE報(bào)文的編碼和發(fā)送；
GOOSE接收解析模塊，用于獲取位于智能終端的虛端子模擬輸出子系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)試激勵(lì)的響應(yīng)，以及獲取間隔層和過(guò)程層裝置對(duì)于測(cè)試控制命令的確認(rèn)信息，，并將生成的信息輸送給測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊以及測(cè)試命令處理模塊；
MMS客戶端通訊模塊；用于獲取保護(hù)裝置和測(cè)控裝置的虛端子模擬輸出子系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)試響應(yīng)，并將測(cè)試響應(yīng)發(fā)送給試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊；
所述測(cè)試參數(shù)設(shè)置模塊、測(cè)試報(bào)告生成模塊、虛回路可視化展示模塊、SCD虛回路解析模塊、裝置數(shù)據(jù)映射關(guān)系管理模塊、測(cè)試用例管理模塊、測(cè)試命令處理模塊、測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊、測(cè)試結(jié)果判定模塊均與測(cè)試流程控制模塊相連接；所述測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)獲取模塊以及裝置數(shù)據(jù)映射關(guān)系管理模塊的輸出端均與測(cè)試結(jié)果判定模塊的輸入端連接。
[0011]為了完成二次虛回路的自動(dòng)檢測(cè)，本發(fā)明采取的測(cè)試方法與步驟如下:
(1)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)解析SCD文件，以變電站的一個(gè)間隔中的保護(hù)、測(cè)控裝置為中心對(duì)象，依據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸方向，生成四種類型的待測(cè)虛回路端子:間隔層裝置SV輸入虛端子、間隔層裝置G00SE輸入虛端子、間隔層裝置G00SE輸出虛端子、間隔層裝置聯(lián)閉鎖G00SE輸入虛端子，并記錄虛回路的拓?fù)潢P(guān)系。同時(shí)建立裝置過(guò)程層訪問點(diǎn)下邏輯設(shè)備中的輸入虛端子與站控層訪問點(diǎn)下邏輯設(shè)備中數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)在邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0012](2)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)可視化的界面按照電壓等級(jí)、以間隔為單位展示出全部待測(cè)虛回路，用戶可通過(guò)人機(jī)界面刪減待測(cè)的虛回路，同時(shí)設(shè)置SV虛端子模擬輸出值百分比和G00SE虛端子模擬輸出的值序列等測(cè)試參數(shù)。
[0013](3)用戶啟動(dòng)測(cè)試后，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)G00SE網(wǎng)