智能變電站二次裝置整合測試方法研究

王 冰，徐明宇，穆興華

（1.哈爾濱智能熱電設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省電力科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

智能變電站二次裝置整合測試方法研究

王 冰1，徐明宇2，穆興華2

（1.哈爾濱智能熱電設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省電力科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

針對智能變電站測試手段有限且不完善等問題，闡述了智能變電站測試中存在的技術(shù)問題，分析了智能變電站整合測試的重要性，并提出了相應(yīng)的整合測試方法。分析結(jié)果表明，該整合測試方法能夠簡化測試流程，提高工作效率，確保測試規(guī)范化和自動化。

智能變電站；測試；SCD文件

隨著智能變電站陸續(xù)投入運(yùn)行，數(shù)字繼電保護(hù)裝置、合并單元（MU）等二次智能裝置的測試工作也將會大量增加，智能變電站二次設(shè)備測試技術(shù)逐漸受到關(guān)注［1］。在智能變電站中，電壓、電流以采樣值（SV）報(bào)文的形式傳輸，開關(guān)量以GOOSE報(bào)文的形式傳輸，測試不再需要復(fù)雜的接線，即所有的控制、保護(hù)以及電壓、電流信號都是在網(wǎng)絡(luò)中傳遞，傳統(tǒng)的測試手段將不再適用，通信網(wǎng)絡(luò)的性能對控制保護(hù)系統(tǒng)的功能起決定性作用［2］。目前，智能變電站的測試設(shè)備較少，其檢測手段相對于傳統(tǒng)方法十分有限。因此，本文闡述了智能變電站調(diào)試試驗(yàn)中存在的問題，分析了智能變電站整合測試的重要性和必要性，從簡化測試流程、提高工作效率、確保測試規(guī)范化等角度出發(fā)，提出了整合測試的方法。

1 智能變電站調(diào)試存在的問題

目前，智能變電站調(diào)試可分為4個(gè)環(huán)節(jié)：調(diào)試準(zhǔn)備、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗(yàn)，如圖1所示，調(diào)試人員的工作主要集中于后3個(gè)環(huán)節(jié)［3］。

由圖1可知，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗(yàn)這3個(gè)環(huán)節(jié)工作量比較大，工期需求較長，整個(gè)調(diào)試過程需要多人才能完成，而且要求調(diào)試人員對智能變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)原理、測試方法、裝置配置等均非常熟悉，因此在現(xiàn)場會經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤檢驗(yàn)、漏檢、重復(fù)性工作、調(diào)試效率低、工期長、調(diào)試費(fèi)用高等狀況。此外，目前智能變電站系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗(yàn)這3個(gè)環(huán)節(jié)的測試方案、測試流程、測試方法、測試報(bào)告等的具體形式混亂，不固定也不唯一，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄也比較繁瑣，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行整理，而且許多環(huán)節(jié)均為手工處理，這些都可能會對試驗(yàn)結(jié)果造成一定影響，很難保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性［4］。

2 二次裝置整合測試方法

圖1 智能變電站調(diào)試流程

智能變電站二次裝置整合測試從智能變電站調(diào)試的特點(diǎn)和測試需求出發(fā)，利用智能化的計(jì)算機(jī)測試平臺，將智能變電站調(diào)試4個(gè)環(huán)節(jié)的各個(gè)細(xì)節(jié)按照調(diào)試流程進(jìn)行完全整合。通過導(dǎo)入相應(yīng)配置文件進(jìn)行變量關(guān)聯(lián)，根據(jù)定義定值、參數(shù)、測試方法等環(huán)節(jié)自動生成調(diào)試方案、測試項(xiàng)目和測試模板，保證調(diào)試方案、測試項(xiàng)目和測試模板的完整性、準(zhǔn)確性、條理性，使調(diào)試項(xiàng)目涵蓋全面、合理清晰，確保調(diào)試流程化、條款化、模塊化、規(guī)范化、自動化，不丟項(xiàng)，不重復(fù)工作，格式固定統(tǒng)一。在試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動錄入試驗(yàn)數(shù)據(jù)、裝置動作報(bào)文、動作數(shù)據(jù)等，調(diào)試完成后自動生成調(diào)試報(bào)告，并能夠進(jìn)行測試評估，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)不丟失、真實(shí)可靠，簡化保護(hù)測試過程，使調(diào)試規(guī)范化、高度自動化，避免調(diào)試過程出現(xiàn)漏測項(xiàng)，減少二次設(shè)備停電檢修時(shí)間。同時(shí)，系統(tǒng)還可單獨(dú)作為智能裝置測試儀的上位機(jī)控制軟件，與智能變電站各類調(diào)試儀器有效連接，實(shí)現(xiàn)智能裝置的測試試驗(yàn)［5］。

2.1 測試方案

整合測試系統(tǒng)接線如圖2所示，IEC61850整合測試系統(tǒng)通過光纖與SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)分別進(jìn)行連接。測試系統(tǒng)通過導(dǎo)入CID、SCD文件來進(jìn)行變量關(guān)聯(lián)，通過MMS網(wǎng)定義保護(hù)定值及特性參數(shù)，通過GOOSE網(wǎng)收取開關(guān)量信息、合跳閘信息、動作報(bào)警信息等，從而實(shí)現(xiàn)智能變電站測試方案模板的自動生成，形成流程化的測試計(jì)劃。測試過程中試驗(yàn)步驟均有提示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)試驗(yàn)情況可以自動錄入，最后自動形成試驗(yàn)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作過程的高度自動化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化［6］。

圖2 整合測試系統(tǒng)接線圖

2.2 測試流程

整合測試系統(tǒng)將智能變電站調(diào)試4個(gè)階段的各個(gè)細(xì)節(jié)按照調(diào)試流程進(jìn)行完全整合，通過導(dǎo)入裝置的CID文件和全站配置的SCD文件等相關(guān)配置文件，以及MMS網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)讀取定值信息、開關(guān)量信息等一些參數(shù)，根據(jù)全站二次智能裝置情況進(jìn)行自動建模，將被測裝置參數(shù)信息、動作行為定義和定值等方面信息進(jìn)行整合，建立智能變電站調(diào)試模板庫，自動生成智能變電站測試方案、測試項(xiàng)目等。通過使用測試模板或制定測試方案，設(shè)定測試預(yù)計(jì)結(jié)果，整合測試系統(tǒng)通過分析被測裝置的開出報(bào)文網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，自動分析并收集測試結(jié)果，生成測試報(bào)告，實(shí)現(xiàn)智能變電站智能裝置的全面管理和測試。整合測試系統(tǒng)工作流程如圖3所示［7］。

結(jié)合圖2的整合測試系統(tǒng)，把圖3的智能變電站調(diào)試流程在測試系統(tǒng)中進(jìn)行流程化、模塊化、規(guī)范化，注意單裝置調(diào)試與ICD文件檢驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，分階段、分層次對裝置進(jìn)行全面驗(yàn)證等相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)，同時(shí)選擇高效系統(tǒng)配置文件SCD的組態(tài)集成方法，建立面向用戶的高級應(yīng)用功能調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)整合測試系統(tǒng)技術(shù)以及功能的完備性。

圖3 整合測試系統(tǒng)工作流程

3 整合測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整合測試系統(tǒng)應(yīng)包括調(diào)試子系統(tǒng)、測試子系統(tǒng)、互聯(lián)平臺以及測試儀器4部分，如圖4所示。

由圖4可見，調(diào)試子系統(tǒng)完成整站、整間隔的調(diào)試工作的業(yè)務(wù)過程管控；測試子系統(tǒng)依據(jù)被測裝置的ICD以及全站SCD等信息，生成測試方案，包括多項(xiàng)測試項(xiàng)，每個(gè)測試項(xiàng)包含測試環(huán)境及數(shù)據(jù)、測試預(yù)計(jì)等，然后逐條執(zhí)行測試方案的測試項(xiàng)，收集網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，依據(jù)測試預(yù)計(jì)分析測試結(jié)果，直至執(zhí)行完畢，生成測試報(bào)告；測試子系統(tǒng)通過監(jiān)控命令控制仿真子系統(tǒng)工作，仿真子系統(tǒng)集成智能變電站調(diào)試測試儀器與智能變電站網(wǎng)絡(luò)報(bào)文仿真軟件等插件，控制測試儀器實(shí)現(xiàn)高精度網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的智能裝置模擬，控制軟件模擬器實(shí)現(xiàn)低精度網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的智能裝置模擬，通過模擬制造SV、GOOSE等網(wǎng)絡(luò)報(bào)文模擬被測裝置的運(yùn)行環(huán)境；插件子系統(tǒng)包括調(diào)試測試儀器以及軟件仿真模塊等多個(gè)組件，具有適配多個(gè)廠家儀器及仿真軟件的功能。

圖4 整合測試系統(tǒng)組成

整合測試系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署如圖5所示，系統(tǒng)部署分為控制網(wǎng)絡(luò)和仿真網(wǎng)絡(luò)2個(gè)子網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)完成環(huán)境控制、仿真控制、測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋⑶揖哂姓{(diào)試流程管控平臺的功能；模擬仿真網(wǎng)絡(luò)主要完成測試系統(tǒng)的SV、GOOSE等報(bào)文的模擬。

圖5 整合測試系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署

4 結(jié)束語

本文提出的整合測試思路可行性及技術(shù)優(yōu)勢在實(shí)驗(yàn)室智能裝置試驗(yàn)已初步得到驗(yàn)證。工程經(jīng)驗(yàn)表明，整合測試思路能夠大大簡化現(xiàn)場調(diào)試工作的復(fù)雜度，提高工作效率，有效克服傳統(tǒng)方法的弊端，加快工程進(jìn)度，為智能變電站安全投產(chǎn)提供重要保障。下一步工作將進(jìn)行與調(diào)試儀器能夠有效連接的互聯(lián)平臺、軟件系統(tǒng)的開發(fā)，完善整合測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為未來在智能變電站調(diào)試中的實(shí)際廣泛應(yīng)用提供技術(shù)儲備。

［1］ 葛遺莉，葛 慧，魯大勇.數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)、運(yùn)行中面臨的問題［J］.電力自動化設(shè)備，2010，30（12）：113-116.

［2］ 張幼明，高忠繼，黃 旭.智能變電站技術(shù)應(yīng)用研究分析［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（5）：1-3.

［3］ 王 雷，孫曉飛.智能站與常規(guī)站二次系統(tǒng)主要技術(shù)差異［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（2）：18-20.

［4］ 李 巖，趙立軍.智能變電站二次調(diào)試方法研究［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（7）：42-45.

［5］ 劉 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588時(shí)鐘同步系統(tǒng)應(yīng)用分析與現(xiàn)場測試［J］.電力自動化設(shè)備，2012，33（2）：127-131.

［6］ 劉 巍，趙 勇，石 光.智能變電站繼電保護(hù)裝置一鍵式測試方法及系統(tǒng)［J］.電力自動化設(shè)備，2013，33（2）：152-154.

［7］ 吳在軍，胡敏強(qiáng).基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動化系統(tǒng)研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（10）：61-65.

Research on Integration Testing Method of Secondary Devices in the Intelligent Substation

WANG Bing1，XU Ming?yu2，MU Xing?hua2
（1.Harbin Intelligence Thermo?electricity Designing Institute，Harbin，Heilongjiang 150090，China；2.Heilongjiang Electric Power Research Institute，Harbin，Heilongjiang 150030，China）

Because the testing methods of the intelligent substation are very limited and faulty，the author expounds the technical diffi?culties of intelligent substation testing，analyzes the importance of the integration testing method in the intelligent substation，and puts forward the methods of the integration testing method.Analysis shows that the methods can simplify testing flow，improve working effi?ciency，and ensure standardization and automation of testing.

Intelligent substation；Testing；SCD file

TM63；TM76

A

1004-7913（2015）01-0022-03

王 冰（1982—），女，學(xué)士，助理工程師，主要從事電氣二次設(shè)計(jì)工作。

2014-11-04）