縮短區(qū)域安全穩(wěn)定控制裝置校驗(yàn)時(shí)間

王淼 杜威 劉新宇 楊舒婷

摘要：目前穩(wěn)控裝置調(diào)試手段存在不足，導(dǎo)致穩(wěn)控裝置調(diào)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，嚴(yán)重拖長(zhǎng)了電網(wǎng)的停電時(shí)間。本文簡(jiǎn)化穩(wěn)控裝置的調(diào)試工作，提出了一種可以模擬多個(gè)廠站站間通信的穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體框架。其具有靈活擴(kuò)展性，能夠滿足不同規(guī)模穩(wěn)控裝置測(cè)試的要求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)穩(wěn)控裝置各種邏輯功能進(jìn)行全面測(cè)試。該調(diào)試系統(tǒng)有效提升了穩(wěn)控調(diào)試的效率，縮短區(qū)域安全穩(wěn)定控制裝置校驗(yàn)時(shí)間。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);穩(wěn)控;廠站;調(diào)試時(shí)間

1穩(wěn)控裝置測(cè)試現(xiàn)狀及方法

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)穩(wěn)控裝置測(cè)試已進(jìn)行了相關(guān)的研究，并取得了一系列的研究成果。目前出廠驗(yàn)收測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合調(diào)試使用的測(cè)試裝置和測(cè)試軟件多為傳統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)試儀或穩(wěn)控裝置廠家配套的測(cè)試儀，測(cè)試方法多為設(shè)置狀態(tài)序列模擬元件故障，根據(jù)穩(wěn)控裝置的動(dòng)作結(jié)果人工判斷邏輯是否正確，該方法操作繁瑣，可重用性差，對(duì)于每次試驗(yàn)均需要手動(dòng)設(shè)置狀態(tài)序列，并且測(cè)試結(jié)果需要人工核實(shí)是否正確。利用RTDS進(jìn)行電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的閉環(huán)試驗(yàn)，但是測(cè)試難度大、復(fù)雜程度高，不適用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試[5]。

為了解決上述問(wèn)題，本文提出一種可以模擬多個(gè)廠站站間通信的穩(wěn)控靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng) （以下簡(jiǎn)稱“穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)”）。該測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)軟件快速圖形化建立穩(wěn)控裝 置的功能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)穩(wěn)控測(cè)試儀同步輸出給被測(cè)穩(wěn)控 裝置，進(jìn)而完成本站穩(wěn)控裝置的全部邏輯功能測(cè)試。該系統(tǒng)具備試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單、攜帶輕便的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需多個(gè)廠站配合就能一次性完成穩(wěn)控裝置的全部邏輯功能測(cè)試，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控穩(wěn)控裝置動(dòng)作報(bào)文和站間通信信息，有效解決了穩(wěn)控裝置系統(tǒng)測(cè)試?yán)щy的技術(shù)難題。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)框架

本文的設(shè)計(jì)思路是將穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)分為后臺(tái)控制系統(tǒng)、測(cè)試執(zhí)行系統(tǒng)、測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三個(gè)部分。后臺(tái)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)控制功能，提供友好的人機(jī)界面，能夠?qū)Ψ€(wěn)控裝置快速進(jìn)行圖形化信息建模，配置穩(wěn)控裝置功能的邏輯驗(yàn)證數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)所有穩(wěn)控裝置邏輯功能的測(cè)試建模，建立測(cè)試運(yùn)行環(huán)境，控制測(cè)試用例的執(zhí)行，在測(cè)試過(guò)程中，收集、處理、校驗(yàn)穩(wěn)控裝置實(shí)時(shí)動(dòng)作報(bào)文和穩(wěn)控站間信息，生成測(cè)試報(bào)告。

測(cè)試執(zhí)行系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)與被測(cè)穩(wěn)控裝置進(jìn)行交互，根據(jù)測(cè)試用例里的設(shè)置數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)控站間通信數(shù)據(jù)，以及輸出模擬量、開(kāi)關(guān)量的波形和數(shù)字量;同時(shí)收集被測(cè)穩(wěn)控裝置的站間信息、動(dòng)作報(bào)文，接點(diǎn)動(dòng)作信息，上送給后臺(tái)控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要 任務(wù)是讀取穩(wěn)控裝置策略表、ICD模型、定值、參數(shù)等信息，并以數(shù)據(jù)化方式保存起來(lái)，給后臺(tái)控制系統(tǒng)提供相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)。

2.2 穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)組成

穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)主要由后臺(tái)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、穩(wěn)控測(cè)試儀、被測(cè)穩(wěn)控裝置等組成，后臺(tái)計(jì)算機(jī)采用Linux操作系統(tǒng)，其主要任務(wù)是對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)配置，讀取裝置信息，編輯和管理測(cè)試用例，選擇自動(dòng)測(cè)試方案，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)命令驅(qū)動(dòng)其他程序模塊控制相應(yīng)的硬件執(zhí)行測(cè)試任務(wù)，監(jiān)視測(cè)試過(guò)程信息，對(duì)整個(gè)測(cè)試的流程和通信進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成穩(wěn)控所有邏輯功能測(cè)試，分析和處理測(cè)試結(jié)果以及生成、保存測(cè)試報(bào)告。

穩(wěn)控測(cè)試儀以穩(wěn)控站間通信板卡為核心硬件，能夠滿足穩(wěn)控站間通信高頻率發(fā)送和接收的要求，并可以對(duì)站間大流量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。測(cè)試儀還配置小信號(hào)輸出板卡、開(kāi)入開(kāi)出板卡和數(shù)字化板卡，能夠滿足常規(guī)站和數(shù)字化站穩(wěn)控裝置的測(cè)試需求。其硬件配置自由 靈 活，I/O點(diǎn)數(shù)完全不受限制，可以根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目的需要，通過(guò)添加新的硬件和接口模塊，針對(duì)不同穩(wěn)控裝置規(guī)模和策略邏輯功能，低成本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試功能的擴(kuò)展。

3穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程

對(duì)于穩(wěn)控裝置的測(cè)試，主要驗(yàn)證系統(tǒng)控制策略邏輯、廠站站間通信功能、IEC61850通信報(bào)文，及開(kāi)入開(kāi)出、采樣回路等是否正確、滿足要求。

首先，根據(jù)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，搭建好測(cè)試環(huán)境。然后，在后臺(tái)測(cè)試軟件建立測(cè)試工程目錄，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取穩(wěn)控裝置ICD模型、定值、參數(shù)、策略表、遙信、壓板狀態(tài)等信息完成初始化配置，建立廠站間隔映射、系統(tǒng)參數(shù)映射、站間數(shù)據(jù)映射，生成穩(wěn)控裝置的信息數(shù)據(jù)模型。根據(jù)數(shù)據(jù)模型和策略表、定值表，將穩(wěn)控裝置復(fù)雜邏輯功能分解為若干子功能模塊，在測(cè)試工程目錄下，以子功能名稱命名創(chuàng)建若干管理文件夾，將子功能劃分為若干個(gè)不可再分的子邏輯，以此為單位建立相應(yīng)測(cè)試用例。

測(cè)試用例界面分為本站數(shù)據(jù)和站間數(shù)據(jù)兩個(gè)部分。在本站數(shù)據(jù)界面，設(shè)置多個(gè)狀態(tài)的模擬量和開(kāi)入，來(lái)模擬被測(cè)本站穩(wěn)控裝置站內(nèi)各線路、變壓器或發(fā)電機(jī)間隔的運(yùn)行狀態(tài)、故障情況。在站間數(shù)據(jù)界面，根據(jù)具體穩(wěn)控工程的各廠站之間通信協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行配置，設(shè)置對(duì)側(cè)廠站的多個(gè)狀態(tài)的潮流、運(yùn)行狀態(tài)和元件故障等信息。另外，可以模擬穩(wěn)控 主 站，接收?qǐng)?zhí)行站不同間隔的可切負(fù)荷、機(jī)組功率、線路或投停狀態(tài)等信息，按照設(shè)定目標(biāo)，向執(zhí)行站發(fā)送切負(fù)荷量、切機(jī)組命令等信息;可以模擬穩(wěn)控執(zhí)行站，向主站發(fā)送不同間隔的功率、運(yùn)行狀態(tài)等信息，接收主站發(fā)送的切負(fù)荷量、切機(jī)組命令等信息。

測(cè)試開(kāi)始時(shí)，穩(wěn)控測(cè)試儀將上述本站的多狀態(tài)數(shù)據(jù)與站間多狀態(tài)數(shù)據(jù)同步輸出，同時(shí)接收穩(wěn)控裝置發(fā)出的站間通信數(shù)據(jù)，通過(guò)篩選上送給后臺(tái)軟件。

測(cè)試過(guò)程中，后臺(tái)軟件一方面實(shí)時(shí)接收、判別站間數(shù)據(jù)，另一方面還要讀取出口接點(diǎn)動(dòng)作信息和動(dòng)作報(bào)文信息，進(jìn)行動(dòng)作出口測(cè)試、報(bào)文測(cè)試、誤差測(cè)試等試驗(yàn)。動(dòng)作出口測(cè)試是測(cè)試出口繼電器的動(dòng)作次數(shù)及其動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間;報(bào)文測(cè)試是測(cè)試動(dòng)作報(bào)文的次數(shù)及其動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間;誤差測(cè)試是將故障報(bào)告中的故障電壓、故障電流、故障功率、切機(jī)切負(fù)荷容量等與理論值進(jìn)行比較，看其是否滿足要求。將上述校驗(yàn)結(jié)果，按照廠站和間隔的方式映射，并進(jìn)行界面化展示，使得測(cè)試過(guò)程信息透明化，提高可讀、易用性。

4結(jié)語(yǔ)

本文提出的穩(wěn)控測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在單個(gè)廠站內(nèi)對(duì)穩(wěn)控裝置各種邏輯功能完整的測(cè)試，有效地提高了穩(wěn)控裝置的測(cè)試效率和安全性，極大地縮短了區(qū)域安全穩(wěn)定控制裝置校驗(yàn)時(shí)間，確保了測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、完整性，提升穩(wěn)控裝置的整體可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]魏存良. 安全穩(wěn)定控制裝置運(yùn)行維護(hù)的危險(xiǎn)點(diǎn)分析與控制[J]. 科技致富向?qū)В?2013（12）：176-176.

[2]雷小東. 電力生產(chǎn)穩(wěn)控裝置優(yōu)化升級(jí)的特點(diǎn)分析[J]. 河南科技， 2013， 000（002）：51-51.

[3]肖友強(qiáng)， 王君超， 任祖怡，等. 基于電網(wǎng)穩(wěn)控策略智能調(diào)試系統(tǒng)研究[J]. 信息系統(tǒng)工程（12）：3.