智能變電站二次系統(tǒng)通訊測(cè)試研究

王高飛　范子文

摘要：文章依據(jù)IEC61850、技術(shù)導(dǎo)則等智能變電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，描述了智能變電站通訊系統(tǒng)中模型數(shù)據(jù)測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試、過程層測(cè)試等測(cè)試項(xiàng)目及方法，為變電二次運(yùn)維人員驗(yàn)收調(diào)試提供基礎(chǔ)，具有一定的推廣意義。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次系統(tǒng)；通訊測(cè)試；模型數(shù)據(jù)測(cè)試；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試；過程層測(cè)試 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0008-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.005

1 概述

隨著智能變電站大量投入運(yùn)行，急需對(duì)其站內(nèi)設(shè)備的驗(yàn)收調(diào)試項(xiàng)目及測(cè)試方法進(jìn)行研究，由于智能變電站均為數(shù)字信號(hào)傳輸且全部依賴網(wǎng)絡(luò)通訊，因此其通訊測(cè)試對(duì)智能變電站運(yùn)行具有重大作用。

2 通訊測(cè)試

2.1 模型數(shù)據(jù)測(cè)試

智能變電站的全站配置文件也就是SCD文件，是用來描述站內(nèi)功能的，是聯(lián)調(diào)和測(cè)試的基礎(chǔ)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)單位的要求，由裝置廠家和集成商共同完成。因此，其最終版本的正確性和有效性必須進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1.1 文檔檢測(cè)。文檔檢測(cè)項(xiàng)目包含模型實(shí)現(xiàn)一致性聲明、協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性聲明、協(xié)議實(shí)現(xiàn)額外信息三部分。

文件版本檢查包括：MICS文件（模型實(shí)現(xiàn)一致性陳述文件）：MICS是系統(tǒng)或裝置所支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)象模型的詳細(xì)內(nèi)容，表示了裝置建模的能力；PICS文件（協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性陳述文件）：PICS是裝置或系統(tǒng)完成功能的能力描述，檢查其是否實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的能力；PIXIT文件（協(xié)議實(shí)現(xiàn)外的測(cè)試描述文件）：PIXIT包含系統(tǒng)特定的信息，包括標(biāo)準(zhǔn)可選參數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)。

2.1.2 裝置ICD文件的合法性靜態(tài)檢測(cè)。此項(xiàng)中應(yīng)進(jìn)行模型合法化檢查、SCL內(nèi)部合法性檢查、SCL應(yīng)用檢查，要求ICD模型必須符合《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》（DL/T 860-6）。

2.1.3 報(bào)告模型。測(cè)試根據(jù)數(shù)據(jù)集的配置產(chǎn)生報(bào)告，并采取緩存和非緩存方式上送報(bào)告的功能。

2.1.4 通用變電站事件模型。測(cè)試變電站內(nèi)快速報(bào)文的傳輸功能。

2.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試

這里用于智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行功能和性能測(cè)試，檢驗(yàn)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)）的功能性能是否滿足需求，驗(yàn)證整站運(yùn)行后的網(wǎng)絡(luò)流量是否正常，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為今后的變電站升級(jí)做好性能和功能冗余。按照智能變電站網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境，組網(wǎng)后對(duì)智能變電站過程層、間隔層、站控層等網(wǎng)絡(luò)（SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)、MMS網(wǎng)）經(jīng)過采樣數(shù)據(jù)流、分析數(shù)據(jù)流、構(gòu)造數(shù)據(jù)流，搭建更加真實(shí)的、復(fù)雜的智能變電站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，分別發(fā)送極限流量和常規(guī)流量，測(cè)試出整站系統(tǒng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換性能和功能，以確保智能變電站關(guān)鍵組網(wǎng)設(shè)備的功能和性能滿足要求，并適應(yīng)今后一段時(shí)間的發(fā)展需求。需要測(cè)試交換機(jī)802.3q具有優(yōu)先級(jí)處理功能；檢查VLAN能夠正確隔離不同的VLAN數(shù)據(jù)。

2.3 過程層調(diào)試

過程層調(diào)試包括智能操作箱和合并單元的調(diào)試，調(diào)試的主要依據(jù)為各設(shè)備的調(diào)試大綱，調(diào)試前各廠家需要提供設(shè)備的模型文件，系統(tǒng)集成商完成模型文件合法性的檢測(cè)。合并單元調(diào)試時(shí)如果互感器輸入的型式為非傳統(tǒng)測(cè)試接口，合并單元廠家需要提供接口轉(zhuǎn)換裝置模擬一次互感器輸出。

2.3.1 合并單元測(cè)試：母線電壓合并單元電壓并列方法：模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際并列條件（由操作箱發(fā)相關(guān)信號(hào)到MU）進(jìn)行測(cè)試；間隔合并單元電壓切換方法：合并單元根據(jù)采集到的線路實(shí)際運(yùn)行方式進(jìn)行電壓切換。

2.3.2 操作箱測(cè)試：固有動(dòng)作時(shí)間：用數(shù)字化測(cè)試儀模擬跳閘令，將操作箱跳閘報(bào)文接回測(cè)試儀，從測(cè)試儀可以看到操作箱的固有動(dòng)作時(shí)間；soe測(cè)試：利用網(wǎng)絡(luò)記錄儀或者用第三方軟件抓包測(cè)試；跳閘確認(rèn)報(bào)文：利用網(wǎng)絡(luò)記錄儀或者用第三方軟件抓包測(cè)試。

2.3.3 關(guān)聯(lián)測(cè)試：（1）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后釋放關(guān)聯(lián)，測(cè)試連接是否能夠正確建立和釋放；（2）運(yùn)行多個(gè)客戶端同時(shí)與裝置建立關(guān)聯(lián)，測(cè)試裝置最大能夠建立的關(guān)聯(lián)數(shù)；（3）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后重啟后臺(tái)，檢查后臺(tái)與裝置是否能夠恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間；（4）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后重啟裝置，檢查后臺(tái)與裝置是否能夠恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間；（5）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后斷開網(wǎng)絡(luò)線，檢查后臺(tái)與裝置是否能夠檢出通訊故障，記錄檢出故障的時(shí)間；（6）檢查后臺(tái)與裝置是否能夠恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間；（7）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后斷開網(wǎng)絡(luò)線，當(dāng)后臺(tái)或裝置檢出通訊故障后插上網(wǎng)絡(luò)線，檢查后臺(tái)與裝置是否能夠恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間；（8）后臺(tái)與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后斷開網(wǎng)絡(luò)線，當(dāng)后臺(tái)與裝置均檢出通訊故障后插上網(wǎng)絡(luò)線，檢查后臺(tái)與裝置是否能夠恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間。

2.4 間隔層調(diào)試

間隔層調(diào)試對(duì)象為保護(hù)測(cè)控裝置，調(diào)試的主要依據(jù)為各設(shè)備的調(diào)試大綱，調(diào)試前各廠家需要提供設(shè)備的模型文件，系統(tǒng)集成商完成模型文件合法性的檢測(cè)。對(duì)單裝置調(diào)試時(shí)帶MU測(cè)試。在進(jìn)行間隔層設(shè)備調(diào)試時(shí)，可以使用過程層設(shè)備作整組試驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)交換機(jī)的配置情況，其中包含測(cè)控功能檢驗(yàn)、常規(guī)四遙功能測(cè)試、同期功能測(cè)試、保護(hù)功能檢查、采樣精度測(cè)試。

2.5 其他功能測(cè)試

任選一臺(tái)測(cè)控裝置進(jìn)行如下功能測(cè)試試驗(yàn)，包括開關(guān)量防抖動(dòng)功能、通訊監(jiān)測(cè)功能、SOE分辨率測(cè)試等。每種操作箱任選一臺(tái)，將SOE分辨率測(cè)試儀發(fā)出的相隔1ms的空接點(diǎn)脈沖信號(hào)輸出接入到不同裝置或同一裝置的兩個(gè)開入回路（注意開入電源的匹配），通過檢查這些開入的SOE時(shí)間記錄相差值來檢查SOE分辨率。

2.6 間隔層防誤閉鎖功能測(cè)試

間隔層防誤閉鎖功能檢查以五防閉鎖邏輯圖為依據(jù)，測(cè)試正反邏輯。一方面，需要任選一測(cè)控裝置，在滿足五防閉鎖條件下進(jìn)行相關(guān)操作，驗(yàn)收相關(guān)操作是否只能成功；另一方面，需要任選一測(cè)控裝置，在違反五防閉鎖條件下進(jìn)行相關(guān)操作，驗(yàn)收相關(guān)操作是否被閉鎖。另外，當(dāng)間隔裝置檢修，其他間隔裝置通訊中斷時(shí)能否正常工作。

2.7 站控層調(diào)試內(nèi)容

在進(jìn)行間隔層設(shè)備調(diào)試的同時(shí)開展站控層設(shè)備的調(diào)試，SNTP對(duì)時(shí)，一體化五防、順控功能。要求：定值排序及描述符合《IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工程化實(shí)施技術(shù)規(guī)范》（送審稿）要求，支持定值召喚、編輯及定值區(qū)切換。錄波文件命名及頭文件格式應(yīng)符合《IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工程化實(shí)施技術(shù)規(guī)范》（送審稿）要求。監(jiān)控系統(tǒng)必須支持雙網(wǎng)工作模式，能正確判斷網(wǎng)絡(luò)通訊情況并告警。裝置能正確解析和處理年、月、日、時(shí)、分、秒信息。

3 結(jié)語

本文針對(duì)智能變電站二次系統(tǒng)通訊測(cè)試項(xiàng)目及方法進(jìn)行了詳細(xì)研究，按照分層分級(jí)的原理進(jìn)行描述，這也為智能變電站投運(yùn)前驗(yàn)收及運(yùn)維過程中的測(cè)試項(xiàng)目及要求提供了理論支撐。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王高飛（1981-），男，供職于西電三菱電機(jī)開關(guān)設(shè)備有限公司，研究方向：電力系統(tǒng)一、二次設(shè)備的調(diào)試；范子文（1985-），男，供職于西電三菱電機(jī)開關(guān)設(shè)備有限公司，研究方向：電力系統(tǒng)一、二次設(shè)備的調(diào)試。

（責(zé)任編輯：周 瓊）