某種智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案

侯娟 劉星潔 趙勇 李春林

摘 要：本文結(jié)合智能變電站對(duì)新型設(shè)備現(xiàn)場級(jí)系統(tǒng)檢測技術(shù)及精確性的需求，提出智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，將測試系統(tǒng)從功能上分解為數(shù)字仿真平臺(tái)、無線傳輸平臺(tái)和智能變電站測試平臺(tái)，分別對(duì)三個(gè)平臺(tái)主要組成部分的功能設(shè)計(jì)方案進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞：智能變電站綜合性能測試系統(tǒng)；數(shù)字仿真平臺(tái)；無線傳輸平臺(tái)；測試平臺(tái)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.158

智能變電站測試技術(shù)是智能變電站能否順利投運(yùn)的保障，智能變電站設(shè)備及系統(tǒng)功能的可用性、可靠性、安全性以及可維護(hù)性都有賴于測試技術(shù)保證。傳統(tǒng)的測試設(shè)備和測試方法在智能變電站中的應(yīng)用局限性越來越大，目前市場上用于智能變電站的測試設(shè)備只注重單體設(shè)備的測試，無法滿足在設(shè)備互聯(lián)后進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測試的要求，尤其是不同間隔之間的采樣同步性等直接影響電網(wǎng)安全的系統(tǒng)級(jí)指標(biāo)。

為解決上述問題，本文提出一種智能變電站統(tǒng)一測試所需的試驗(yàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案，根據(jù)該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有針對(duì)地制定運(yùn)行規(guī)程、檢修和技改方案，同時(shí)為設(shè)備制造驗(yàn)收及運(yùn)維管理提供檢測標(biāo)準(zhǔn)，保障智能變電站系統(tǒng)功能的切實(shí)有效的實(shí)施，從而減少了電子式互感器、合并單元、智能終端等的事故。

本文將智能變電站綜合測試系統(tǒng)從功能上分解為數(shù)字仿真平臺(tái)、無線傳輸平臺(tái)和智能變電站測試平臺(tái)，并將智能變電站綜合測試系統(tǒng)的功能分解到三個(gè)平臺(tái)中。

1 數(shù)字化仿真平臺(tái)

數(shù)字化仿真平臺(tái)要能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站設(shè)備和線路的建模，模擬動(dòng)態(tài)和時(shí)域仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行輔助分析和顯示，同時(shí)將仿真數(shù)據(jù)傳送到無線控制主機(jī)?；谏鲜龇治觯瑪?shù)字化仿真平臺(tái)需要包括以下幾個(gè)模塊：圖形建模模塊、電力系統(tǒng)仿真模塊、模擬量波形顯示模塊和控制試驗(yàn)?zāi)K及電腦。

各模塊功能：圖形化建模模塊用來構(gòu)建電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備的模型庫，完成智能變電站及直連設(shè)備、電源。電力系統(tǒng)仿真模塊將“圖形化建模軟件”建立的智能變電站仿真模型構(gòu)建微分方程組，對(duì)于設(shè)定的時(shí)序和故障對(duì)象，先模擬動(dòng)態(tài)仿真過程，再完成時(shí)域仿真。模擬量波形顯示模塊對(duì)仿真結(jié)果的進(jìn)行輔助分析，將模擬量的時(shí)域仿真結(jié)果以波形的方式顯示出來?？刂颇K對(duì)試驗(yàn)條件、時(shí)序參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)控制功能。

數(shù)字化仿真平臺(tái)支持用電力設(shè)備功能模塊構(gòu)建變電站及周邊電網(wǎng)仿真模型，變電站仿真軟件包含下述電力設(shè)備及控制模型舉例：

電源描述：帶內(nèi)阻抗的電壓源，不考慮電源內(nèi)阻抗之間的互感。

元件模型如圖1所示，該元件的參數(shù)屬性對(duì)話框如圖2所示。

2 無線傳輸平臺(tái)

無線傳輸平臺(tái)要能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步對(duì)時(shí)，接收數(shù)字化仿真平臺(tái)的時(shí)域仿真結(jié)果，并將時(shí)域仿真結(jié)果以無限傳輸方式下裝到采集模擬器。無線傳輸平臺(tái)硬件包括無線傳送主機(jī)、含無線傳送模塊的“采集器模擬器”和“開關(guān)模擬器”無線傳輸從機(jī)。無線傳輸平臺(tái)將試驗(yàn)主機(jī)和采集器模擬器以及開關(guān)模擬器聯(lián)系起來主機(jī)和模擬器之間通過無線方式以數(shù)字量傳輸，既不受距離限制，又沒有衰耗問題，可方便高效的從不同間隔同時(shí)加量進(jìn)行各種對(duì)間隔仿真試驗(yàn)和整組試驗(yàn)。為了保證不同模擬器輸出的同步性，模擬器和主機(jī)之間采用了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的1588對(duì)時(shí)方式。

3 智能變電站性能綜合測試平臺(tái)

智能變電站性能綜合測試平臺(tái)的對(duì)象是“電子式互感器”，“合并單元”，“保護(hù)裝置”及“智能終端”，要能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、各裝置同步性能測試以及系統(tǒng)級(jí)校驗(yàn)。

本文設(shè)計(jì)的智能變電站綜合測試平臺(tái)包括以下幾個(gè)模塊：數(shù)據(jù)處理模塊、延時(shí)測試模塊以及校驗(yàn)?zāi)K。

各模塊功能，數(shù)據(jù)處理模塊用于統(tǒng)計(jì)合并單元發(fā)送報(bào)文的丟包數(shù)及丟包率；分析合并單元輸出信號(hào)；分析合并單元發(fā)送報(bào)文時(shí)間抖動(dòng)特性。延時(shí)測試模塊用來測試電子式互感器及合并單元穩(wěn)態(tài)絕對(duì)延時(shí)時(shí)間和暫態(tài)絕對(duì)延時(shí)時(shí)間；測試保護(hù)裝置GOOSE變位延時(shí)時(shí)間；測試智能終端DI變位延時(shí)時(shí)間；測試合并單元額定延時(shí)時(shí)間。校驗(yàn)?zāi)K實(shí)現(xiàn)電子式互感器及合并單元的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)準(zhǔn)確度校驗(yàn)；互感器極性校驗(yàn)。

4 結(jié)束語

目前國內(nèi)外，應(yīng)用于智能變電站的測試儀器有數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析工具、網(wǎng)絡(luò)測試工具等設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的保護(hù)設(shè)備、交換設(shè)備、通道進(jìn)行單項(xiàng)測試。方案中的智能變電站系統(tǒng)級(jí)綜合測試系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬全站運(yùn)行工況的網(wǎng)絡(luò)分析工具，能對(duì)電子互感器的測試儀器、合并單元以及全站時(shí)間同步的測試系統(tǒng)，進(jìn)行全站模擬運(yùn)行測試和實(shí)驗(yàn)。能夠滿足國家智能電網(wǎng)智能變電站的系統(tǒng)測試需求，同時(shí)該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)的智能變電站系統(tǒng)，并在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、科研領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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