智能變電站站控層測試技術(shù)的研究

摘要：在智能變電站的應(yīng)用中，站控層是一個相當(dāng)重要的部分，可以實現(xiàn)和各級調(diào)控中心的數(shù)據(jù)信息的實時交互，從而保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與安全。智能變電站站控層對上縱向貫通調(diào)控主站系統(tǒng)，向下連接變電站間隔層設(shè)備，站控層負責(zé)全站設(shè)備的監(jiān)視控制，并與各級調(diào)控中心進行遠動信息實時交互，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。因此，有必要對智能變電站站控層測試技術(shù)有關(guān)內(nèi)容進行分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站;站控層;測試技術(shù)

一、智能變電站站控層的概述

智能變電站中的站控層系統(tǒng)需要比較嚴(yán)格的技術(shù)要求，首先，需要有一個

完善的軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)中又含有多種應(yīng)用功能，同其它的硬件設(shè)施相比較，擁有更高的操作性和兼容性。而在實際操作時，就可以實時監(jiān)控信號狀態(tài)量的變化，這樣也能保障其中的每一個信號發(fā)生變化，運維人員都能第一時間發(fā)現(xiàn)。再者，操作執(zhí)行的水平比較高，在系統(tǒng)操作的時候，可以保證它按照正確的流程在完成相關(guān)指令，如果在程序操作的過程中，系統(tǒng)發(fā)生了故障或者是出現(xiàn)信號波動等情況時，能立即停止程序化的操作。最后，還可以提高變電站的運行效率，對操作內(nèi)容和壓板投退記錄進行實時的監(jiān)控，并從中完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

二、智能變電站測試內(nèi)容與方法

2.1智能變電站測試技術(shù)路線

智能變電站測試技術(shù)路線自頂而下可以分為四層，最頂層是功能測試，包括了監(jiān)控主機測試以及遠動測試兩部分。監(jiān)控主機測試包括電力系統(tǒng)的“四遙”功能、站控層的五防功能等測試;遠動測試包括“四遙”功能，“告警直傳、遠程瀏覽”功能、保信功能等測試等。測試系統(tǒng)包括主站仿真系統(tǒng)以及測控保護仿真系統(tǒng)兩個部分。測試方法包括監(jiān)控主機測試、遠動功能測試、站控層數(shù)據(jù)交換測試。

2.2站控層數(shù)據(jù)交互測試

站控層數(shù)據(jù)交互測試主要是對站控層與間隔層內(nèi)的綜合監(jiān)測單元進行信息交互進行測試，通過配置測試模式來實現(xiàn)對通信報文的定制以及信息交互行為的控制。測試以對模型的分析與重構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)《IEC61850工程繼電保護應(yīng)用模型》中的規(guī)則分別對測控裝置及保護裝置的數(shù)據(jù)進行提取，提取的內(nèi)容見表1。通過對配置文件的解析，依據(jù)配置文件設(shè)置仿真環(huán)境，建立測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，使測試系統(tǒng)與站控層發(fā)生信息交換來進行對站控層的測試。

2.3監(jiān)控主機測試

將測控信息仿真系統(tǒng)和站控層交換機進行相互連接，然后將測試工作站同保護測控信息仿真系統(tǒng)進行連接，這樣檢測主機就是被測的對象，然后就可以導(dǎo)出站控層中的交互數(shù)據(jù)，將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)文件直接發(fā)送到測試工作站。如圖1所示，這是監(jiān)控主機信息測試系統(tǒng)的構(gòu)架圖，IEC61850網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析儀通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的方式來分析并處理其中的數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)反饋到測試工作站中。測試工作站中的原始測試數(shù)據(jù)文件，發(fā)送給IEC61850網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析儀，將其制作成為簡單的網(wǎng)絡(luò)報文數(shù)據(jù)，由監(jiān)控主機導(dǎo)出文件，并將測試策略與導(dǎo)出的文件進行對比分析，根據(jù)分析的結(jié)果將其制作成為測試報告。

圖1監(jiān)控主機信息測試系統(tǒng)構(gòu)架圖

2.4遠動功能測試技術(shù)

智能變電站遠動功能測試采用基于取代服務(wù)的測試方法，測試系統(tǒng)包括調(diào)控主站仿真系統(tǒng)、保護測控信息仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機。調(diào)控主站仿真系統(tǒng)除具備常規(guī)的遠動前置功能，還具備IEC61850MMS客戶端取代服務(wù)功能，保護測控信息仿真系統(tǒng)具有IEC61850MMS服務(wù)端通信功能。調(diào)控主站仿真系統(tǒng)通過取代服務(wù)對保護測控信息仿真系統(tǒng)的遙測及遙信數(shù)據(jù)進行設(shè)值，保護測控信息仿真系統(tǒng)接受MMS客戶端設(shè)值，并支持周期性、數(shù)據(jù)變化、總召等數(shù)據(jù)上送方式，對被取代的數(shù)據(jù)以IEC61850MMS上送至數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機，再通過IEC104轉(zhuǎn)發(fā)到調(diào)控主站仿真系統(tǒng)。通過對IEC61850取代服務(wù)設(shè)置的原始值與待測數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機上送的值進行比較，來驗證待測裝置接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的正確性。

三、測試系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

在測試系統(tǒng)的設(shè)計中，包含了保護測控信息仿真系統(tǒng)，這主要是通過模擬IEC61850保護裝置站控層數(shù)據(jù)，可以用于測試監(jiān)控主機和遠動功能。從它的功能結(jié)構(gòu)圖中可以看出，在仿真系統(tǒng)運行管理模塊中，根據(jù)模型解析所生成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠?qū)Ψ抡娴闹悄茉O(shè)備進行了相應(yīng)的測試。而在運行模塊中，根據(jù)模型生成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也創(chuàng)建了IED運行進程，這樣就可以根據(jù)仿真報文輸出來完成定制工作。最后，由于變電站程序化操作系統(tǒng)也是自動化組成系統(tǒng)中的一部分，其定制責(zé)任同變電站自動化系統(tǒng)相一致，所以要由專人負責(zé)，還要經(jīng)過生產(chǎn)部門和安全部門的審核。同時，程序化系統(tǒng)在改造或者是新增的過程中，自動化系統(tǒng)也必須進行相應(yīng)的調(diào)試和驗收，在新增之后，還要對系統(tǒng)進行相應(yīng)的測試，由專業(yè)人員負責(zé)驗收，當(dāng)一切都做好之后，才可以正式的投入使用。

四、實際應(yīng)用

根據(jù)上文提到的測試系統(tǒng)架構(gòu)進行了智能變電站站控層測試系統(tǒng)的測試，采用測試系統(tǒng)對監(jiān)控主機等進行監(jiān)控，可以實時監(jiān)測各部分運行情況及功能實現(xiàn)情況。在對監(jiān)控主機進行測試時，主要測試以下幾個方面的功能，如遙控功能、遙測功能、遙信功能等。還需要對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機等進行測試，測試的主要項目包括通信狀態(tài)、信息傳輸?shù)?。告警圖形網(wǎng)關(guān)機測試主要是對告警直達及遠程瀏覽等相關(guān)的功能進行測試。

五、結(jié)語

總之，在智能變電站的站控層的測試技術(shù)中，需要改變傳統(tǒng)的測試技術(shù)，利用先進的智能變電站站控層的測試系統(tǒng)來實現(xiàn)測試，應(yīng)用在系統(tǒng)當(dāng)中利用數(shù)據(jù)交互的測試方式，對監(jiān)控主機的信息進行封閉式的測試，從而實現(xiàn)智能變電站整個測試系統(tǒng)的全部功能。在未來的發(fā)展研究中，需要不斷完善現(xiàn)有技術(shù)，從而加快智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣。

參考文獻

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作者介紹：

蔡劍生（1991.02.15-）;男;廣東汕頭;漢族;本科;助理工程師;電氣主管;研究方向：智能變電站站控層測試技術(shù)的研究;中國能源建設(shè)集團廣東火電工程有限公司。