一种智能变电站测试系统

技术领域

本发明涉及变电站测试领域，尤其涉及一种智能变电站测试系统。

背景技术

近几年，从数字化到智能化变电站的建设思路发展较快，二次自动化设备随之变化，测试方法也探索了多种模式。按照国网新一代智能变电站的设计和建设理念，二次设备将呈现就地化、站域化、系统化的趋势。原来单装置的概念，将逐步被“系统化”所取代，全站甚至站间的二次设备通过光纤连接形成网络化的结构，这些发展趋势都对测试技术下一步的发展提出了新的要求。针对单套设备的定检、检修及调试工作，将朝着“更换式检修”的方向发展，而类似“站域保护装置”这样的跨间隔、系统化设备，将同时采集十几个甚至几十个间隔的模拟量和开关量信息，这就要求今后的测试工作将重点从单套设备向系统化转变。

近几年，从数字化到智能化变电站的建设思路发展较快，二次自动化设备随之变化，测试方法也探索了多种模式。按照国网新一代智能变电站的设计和建设理念，二次设备将呈现就地化、站域化、系统化的趋势。原来单装置的概念，将逐步被“系统化”所取代，全站甚至站间的二次设备通过光纤连接形成网络化的结构，这些发展趋势都对测试技术下一步的发展提出了新的要求。针对单套设备的定检、检修及调试工作，将朝着“更换式检修”的方向发展，而类似“站域保护装置”这样的跨间隔、系统化设备，将同时采集十几个甚至几十个间隔的模拟量和开关量信息，这就要求今后的测试工作将重点从单套设备向系统化转变。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种智能变电站测试系统，以实现对变电站的二次设备进行系统性测试。

根据本发明示例性实施例的一方面，提供一种智能变电站测试系统，包括：

测试管理系统，用于建立各种变电站测试模型，接收用户测试指令，根据所述用户测试指令调用对应的变电站测试模型；并运行所述对应的变电站测试模型，生成对应的测试指令；

信号发生及回采系统，用于输出所述测试指令以及接收反馈信号；

高速光纤通讯系统，用于连接所述信号发生及回采系统与第一信号转换装置；

所述第一信号转换装置的输出端依次连接变电站二次设备以及变电站一次模拟设备、以及第二信号转换装置的输入端，所述第二信号转换装置的输出端连接所述高速光纤通讯系统形成测试闭环回路。

进一步地，所述的智能变电站测试系统还包括：测试过程控制系统，所述测试过程控制系统分别连接所述测试管理系统与信号发生及回采系统，用于负责整个测试过程的时序控制，保证各路信号的同步性以及收发信号的实时性。

进一步地，所述第一信号转换装置包括：SMV信号转换装置、以及模拟量信号转换装置。

进一步地，所述变电站二次设备包括：常规站二次设备以及智能化二次设备，所述常规站二次设备通过功率放大器与所述模拟量信号转换装置连接；所述智能化二次设备通过模拟量或数字量输入的合并单元与所述SMV信号转换装置连接。

进一步地，所述变电站一次模拟设备包括：模拟断路器以及智能化模拟断路器，所述常规站二次设备通过所述模拟断路器与所述第二信号转换装置的输入端连接；所述智能化二次设备通过智能化模拟断路器与另一所述第二信号转换装置连接。

进一步地，所述第二信号转换装置为开关量信号转换装置，另一所述第二信号转换装置为GOOSE信号转换装置。

进一步地，所述智能化二次设备依次通过智能终端以及智能化模拟断路器与所述GOOSE信号转换装置连接。

进一步地，所述各种变电站测试模型包括线路故障模型、母线故障模型、主变故障模型、以及变压器故障模型。

采用本发明示例性实施例的智能变电站测试系统，通过测试管理系统，用于建立各种变电站测试模型，根据户测试指令调用对应的变电站测试模型，生成对应的测试指令；并将测试指令依次经过信号发生及回采系统、高速光纤通讯系统、所述第一信号转换装置输出至变电站二次设备以及变电站一次模拟设备，进而由第二信号转换装置经由所述高速光纤通讯系统传回测试的反馈信号形成测试闭环回路，能够基于各种变电站测试模型对变电站二次设备进行各种故障测试，实现系统性测试。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统的结构框图。

图2示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于智能站测试通道设置界面的示意图；

图3示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于智能测试配置设置界面的示意图；

图4示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于智能站测试配置界面的另一示意图；

图5示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于选择电力系统模型界面的示意图

图6示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于常规站电流通道设置的示意图；

图7示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中测试管理系统关于常规站电压通道设置的示意图；

图8a-图8d示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统中各种变电站测试模型的示意图；

图9示例性地示出了本发明提供的一种智能变电站测试系统工作架构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

如图1所示，一种智能变电站测试系统，包括：

测试管理系统，用于建立各种变电站测试模型，接收用户测试指令，根据所述用户测试指令调用对应的变电站测试模型；并运行所述对应的变电站测试模型，生成对应的测试指令；

信号发生及回采系统，用于输出所述测试指令以及接收反馈信号；

高速光纤通讯系统，用于连接所述信号发生及回采系统与第一信号转换装置；

所述第一信号转换装置的输出端依次连接变电站二次设备以及变电站一次模拟设备、以及第二信号转换装置的输入端，所述第二信号转换装置的输出端连接所述高速光纤通讯系统形成测试闭环回路。

优选地，所述的智能变电站测试系统还包括：测试过程控制系统，所述测试过程控制系统分别连接所述测试管理系统与信号发生及回采系统，用于负责整个测试过程的时序控制，保证各路信号的同步性以及收发信号的实时性。

具体操作时，所述第一信号转换装置包括：SMV信号转换装置、以及模拟量信号转换装置；所述变电站二次设备包括：常规站二次设备以及智能化二次设备，所述常规站二次设备通过功率放大器(高集成度的交流功率放大器)与所述模拟量信号转换装置连接；所述智能化二次设备通过模拟量或数字量输入的合并单元与所述SMV信号转换装置连接。

所述变电站一次模拟设备包括：模拟断路器以及智能化模拟断路器，所述常规站二次设备通过所述模拟断路器与所述第二信号转换装置的输入端连接；所述智能化二次设备通过智能化模拟断路器与另一所述第二信号转换装置连接。所述第二信号转换装置为开关量信号转换装置，另一所述第二信号转换装置为GOOSE信号转换装置。

具体操作时，所述智能化二次设备可以依次通过智能终端以及智能化模拟断路器与所述GOOSE信号转换装置连接。

具体操作时，上述测试管理系统、测试过程控制系统、信号发生及回采系统可以集成为一个电力系统数字动态实时仿真主控制器，即如图9所示的仿真主机，将各种第一信号转换装置以及第二信号转换装置封装为一个整体的转换接口装置。

上述测试系统的工作过程简述如下：首先以常规站二次设备为例，电力系统数字动态实时仿真主控制器接收用户的测试指令，根据测试指令在预设的测试模型中选择即将进行变电站测试模型，运行变电站测试模型生成测试信号，该测试信号依次经过转换接口装置、光纤通道、功率放大器发送给变电站现场二次设备(后台监控，即常规站二次设备)以及一次设备(模拟断路器)，变电站现场二次设备(后台监控，即常规站二次设备)以及一次设备经过测试后生成的反馈信号再依次经由光纤通道、转换接口装置传送至电力系统数字动态实时仿真主控制器，由此实现闭环测试。

再以智能化二次设备测试为例：电力系统数字动态实时仿真主控制器发出的测试信号经由转换接口装置(如数字量信号)传送至经过模拟量或数字量输入的合并单元(如12路通道)通过光纤与智能站二次设备、智能终端、智能化模拟断路器、GOOSE信号转换装置、以及电力系统数字动态实时仿真主控制器形成闭环。

如图9所示，可以将如1所示的智能变电站测试系统集成设置为测试主机与测试终端的结构，测试主机即为上述电力系统数字动态实时仿真主控制器，可以设置在主控室，测试终端即转换接口装置(即信号发生装置)就地(靠近被测装置，比如常规站二次设备以及智能化二次设备)放置。测试主机与测试终端设备分散有如下技术效果。

1、测试主机放置于保护中控室内；

2、各台分布式测试终端可根据现场情况分别布置于现场间隔附近，就地布置；

3、测试主机和各台分布式测试终端之间的光纤通道，可利用现场的备用光纤通道设施，减小布线的工作量。

如图2-图7所示，测试主机上可以做各种功能设置，各种功能设置的界面可以参见各附图。如图8a-图8d所示，测试主机预设的所述各种变电站测试模型包括线路故障模型、母线故障模型、主变故障模型、以及变压器故障模型。具体操作时，对于变电站内多项性能可以进行系统测试，进行线路保护、主变保护、区内外金属性故障、带过渡电阻故障、转换性故障、振荡中故障等各项测试；同时模拟合并单元出现故障(通道故障)时，保护装置的反应情况；模拟500kV系统启动并网过程中线路空充过电压、主变励磁涌流等状态。由此，实现比较完整、充分地对变电站内二次设备(保护装置)进行了测试。

本实施例中：

测试管理系统：以变电站为单位，对其数学模型和测试方案进行独立定制，根据用户测试要求，制定一键式测试序列清单，并记录测试结果。

测试过程控制系统：负责整个测试过程的时序控制，保证多路信号的同步性以及收发信号的实时性。满足保护装置动作逻辑和故障录波的要求。

信号发生及回采系统：根据测试管理系统的要求，输出静态或动态测试信号，并回采保护或模断的返回信号。

整站系统的闭环传动测试，确保系统安全可靠运行。该系统具有动态测试功能，可以对各电压等级的全套变电站二次设备进行整体测试，尤其适用于新建智能变电站全站二次系统的系统测试。项目是在实验室动模的基础上，搭建现场动模试验平台，完成变电站一二次设备和系统性测试，针对现场运行时可能遇到的各种工况及故障状态能否做出正确反应，在变电站建设运行方面具有重要的意义。通过在实时数字仿真装置或实际等值系统上模拟实际电力系统的各种运行工况及故障状态，对在电力系统中运行的保护和控制装置的功能和性能进行考核，以确保保护和控制装置在现场的可靠运行的试验。动模试验的关注点在于考察整套保护和控制装置对在现场运行时可能遇到的各种运行工况及故障状态能否做出准确的反应。在智能变电站系统传动、一次设备与二次设备联调、各厂家设备系统测试、后台保护测控中应用。

本实施例的测试系统可以采用分布式模式，对常规和智能站内的保护装置进行自动化闭环测试。动态模式可对变电站进行一次系统数字建模，精确模拟实际系统中发生故障时所产生的各种暂态现象，如保护区外故障、变压器空投、互感器饱和等故障现象，对整站测试而言是不可或缺的重要技术手段。本测试系统采用闭环方式，可以输出并接收标准的符合IEC61850规约要求的信号，包括常用的IEC61850-9-2和GOOSE信号，在测试过程中自动完成规约测试，并记录所有实验过程从而生成完整的测试报告。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。