本發(fā)明涉及智能變電站同步相量測量裝置研究領(lǐng)域，具體地，涉及智能變電站同步相量測量裝置測試方法及測試裝置。

背景技術(shù)：

同步相量測量裝置(PMU裝置)是一種用于變電站和電廠同步相量的測量和動態(tài)記錄的裝置。近年來，各級智能變電站內(nèi)均配置了PMU裝置，PMU裝置的同步相量測量功能為主站W(wǎng)AMS應(yīng)用和電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算分析提供數(shù)據(jù)來源支撐，故其擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)安全和穩(wěn)定的重大責(zé)任。目前，常規(guī)變電站的PMU裝置和測試技術(shù)已趨于成熟，而智能變電站PMU裝置的技術(shù)規(guī)范(企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))發(fā)布不久，尚缺乏與技術(shù)規(guī)范配套的智能變電站PMU裝置測試儀和測試方案，亟需依據(jù)技術(shù)規(guī)范提出PMU裝置測試技術(shù)方案，研發(fā)相關(guān)的智能變電站PMU測試儀的工作也亟待開展。

綜上所述，本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的智能變電站PMU裝置存在無法進(jìn)行有效測試的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種智能變電站同步相量測量裝置測試方法及測試裝置，解決了現(xiàn)有的智能變電站PMU裝置存在無法進(jìn)行有效測試的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能夠有效的對智能變電站同步相量測量裝置進(jìn)行測試的技術(shù)效果。

智能變電站PMU裝置和常規(guī)變電站PMU裝置不同，其電壓電流量、開關(guān)輸入/輸出量均通過光纖以通信報文的方式進(jìn)行傳輸，并非常規(guī)變電站的硬接線傳輸方式。故需要對智能變電站SCD文件中涉及PMU裝置的傳輸信號進(jìn)行解析，采用PMU測試儀模擬輸入電壓電流量和開關(guān)量，檢測智能變電站PMU裝置的性能和功能的正確性和完整性。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司最新的QGDW 11202.6-2014《智能變電站自動化設(shè)備檢測規(guī)范第6部分：同步向量測量裝置》規(guī)范，針對缺乏系統(tǒng)的測試手段來檢測PMU裝置功能的現(xiàn)狀，依據(jù)智能變電站現(xiàn)場實際情況，提出智能變電站PMU裝置完整的測試技術(shù)方案，并根據(jù)測試技術(shù)方案研發(fā)相關(guān)的智能變電站PMU測試儀，實現(xiàn)智能變電站PMU裝置功能的測試。

為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N智能變電站同步相量測量裝置測試裝置，所述測試裝置包括：

PMU測試儀、PC客戶端，其中，所述PMU測試儀中導(dǎo)入有智能變電站SCD文件，PMU測試儀發(fā)送電流電壓和開關(guān)量到PMU采集單元；PMU采集單元中的數(shù)據(jù)通過PMU集中單元的處理后傳輸回PMU測試儀，PMU測試儀將發(fā)送數(shù)據(jù)與回傳數(shù)據(jù)進(jìn)行對比完成智能變電站同步相量測量裝置的功能測試。

同步相量測量裝置(PMU)裝置主要由PMU采集單元和PMU集中單元組成。

其中，PMU采集單元：同步相量測量裝置利用北斗/GPS衛(wèi)星時鐘信號和高速FPGA數(shù)字信號處理技術(shù)，能同步測量出接入節(jié)點電壓、電流相量和頻率、有功、無功等信號，為全系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)測、變電站自動化測控、穩(wěn)定控制、廣域保護(hù)等功能提供必要的原始數(shù)據(jù)和實現(xiàn)手段。

其中，PMU采集單元中的數(shù)據(jù)包括：母線電壓、線路/主變電流信號。最初來自線路/主變的相應(yīng)的電壓互感器和電流互感器的測量繞組模擬量，經(jīng)過相應(yīng)的合并單元處理成符合61850-9-2協(xié)議的數(shù)字信號，此數(shù)字信號通過光纖，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送至PMU裝置采集單元。而PMU采集單元的頻率、有功、無功等信號均是通過相應(yīng)的電壓電流量計算而來的實時數(shù)據(jù)。

其中，PMU裝置集中單元用于負(fù)責(zé)多臺PMU裝置采集單元數(shù)據(jù)的匯總和轉(zhuǎn)發(fā)。

PMU測試儀向PMU采集單元發(fā)送電流電壓數(shù)據(jù)，并接收PMU集中單元的回送數(shù)據(jù)，并將兩者進(jìn)行比對。

其中，其特征在于，所述測試裝置包括PC客戶端，所述PC客戶端用于配置PMU測試儀與PMU采集單元的接口，并對PMU測試儀進(jìn)行控制。

其中，所述測試裝置還包括時針同步模塊，所述時針同步模塊用于為PMU測試儀、PMU采集單元、PMU集中單元提供統(tǒng)一時鐘。

其中，當(dāng)PMU采集單元與PMU集中單元在同一屏柜時，所述測試裝置還包括：PC客戶端和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與PC客戶端、PMU測試儀、PMU集中單元均連接。

其中，當(dāng)PMU采集單元與PMU集中單元不在同一屏柜時，所述測試裝置還包括：PC客戶端1、PC客戶端2，PC客戶端1向PMU采集單元發(fā)送數(shù)據(jù)，PC客戶端2接收PMU集中單元的數(shù)據(jù)。

其中，當(dāng)變電站處于雙母線接線方式或者雙母線分段接線方式時，線路或者主變壓器電流采用單合并單元電流，模擬單合并單元同步組網(wǎng)發(fā)送，將光纖連接測試儀光口與PMU裝置采集單元光口或交換機(jī)光口連接；當(dāng)變電站處于3/2接線方式時，線路或者主變壓器電流采用兩個合并單元的電流合成為線路電流的方式，模擬多合并單元同步組網(wǎng)發(fā)送，將多條光纖連接多路光口，且這些光口的電流數(shù)據(jù)均需要通過測試儀軟件同步處理，否則容易導(dǎo)致光纖鏈路數(shù)據(jù)失步而導(dǎo)致線路或者主變電流無效告警。

其中，當(dāng)變電站處于雙母線接線方式或者雙母線分段接線方式時，可以模擬單合并單元同步組網(wǎng)發(fā)送，將光纖連接測試儀光口和交換機(jī)光口；當(dāng)變電站處于3/2接線方式時，可以模擬多合并單元同步組網(wǎng)發(fā)送，將多條光纖連接多路光口。

其中，所述PMU測試儀還用于根據(jù)測試結(jié)果自動生成測試報告，測試報告包括：被測PMU裝置基本信息、測試環(huán)境條件基本信息以及測試結(jié)果信息。

另一方面，本申請還提供了一種智能變電站同步相量測量裝置測試方法，所述方法包括：

步驟1：安裝PMU裝置原理圖進(jìn)行測試閉環(huán)接線；

步驟2：將智能變電站SCD文件導(dǎo)入PMU測試儀中；

步驟3：根據(jù)智能變電站SCD文件，配置PMU測試儀輸入輸出端口、間隔信息；

步驟4：連接PMU測試儀和PMU裝置，配置PMU測試儀相關(guān)測試項目；

步驟5：進(jìn)行PMU裝置測試，完成PMU裝置測試，并生成測試報告。

其中，以往均是通過人工做好的試驗報告模板，根據(jù)所做的測試結(jié)果，人工填寫并處理測試數(shù)據(jù)，工作量大，可靠性差。通過將測試項目的測試結(jié)果存儲并在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，最后依據(jù)軟件中集成的測試報告模板來進(jìn)行自動填寫，生成word 2007版本的測試報告。

其中，利用PMU測試儀能導(dǎo)入SCD配置文件，能對PMU裝置的電流電壓等通道進(jìn)行解析，從而與PMU裝置進(jìn)行更快捷的連接；PMU測試儀能顯示PMU裝置模型的內(nèi)部數(shù)據(jù)的中文描述，方便用戶更方便、直觀地對PMU裝置模型于PMU測試儀的內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行連接配置。

本申請?zhí)峁┑囊粋€或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于根據(jù)智能變電站現(xiàn)場實際情況，采用了PMU裝置閉環(huán)測試技術(shù)手段，所以，有效解決了現(xiàn)有的智能變電站PMU裝置存在無法進(jìn)行有效測試的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了能夠有效的對智能變電站同步相量測量裝置進(jìn)行測試的技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定；

圖1為本申請中PMU裝置單間隔數(shù)據(jù)模擬測試原理圖；

圖2為本申請中PMU裝置多間隔數(shù)據(jù)模擬測試原理圖；

圖3為本申請中PMU裝置測試原理圖；

圖4為本申請中PMU集中單元與PMU采集單元距離較近時接線原理圖；

圖5為本申請中PMU集中單元與PMU采集單元距離較遠(yuǎn)時接線原理圖；

圖6為申請中PMU裝置測試流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種智能變電站同步相量測量裝置測試方法及測試裝置，解決了現(xiàn)有的智能變電站PMU裝置存在無法進(jìn)行有效測試的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能夠有效的對智能變電站同步相量測量裝置進(jìn)行測試的技術(shù)效果。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

本發(fā)明專利的目的在于提供智能變電站PMU裝置功能測試方法，并由此研制出智能變電站PMU測試儀，實現(xiàn)對智能變電站PMU裝置功能進(jìn)行檢測，并能通過PMU測試結(jié)果自動生成試驗報告。

為實現(xiàn)上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

這種通過導(dǎo)入智能變電站SCD文件來測試PMU裝置功能的方法，主要由四個主要技術(shù)原理組成：SCL(變電站配置描述語言)的導(dǎo)入及配置，模擬發(fā)送電流、電壓等采樣數(shù)據(jù)、PMU裝置測試原理及測試方案，PMU裝置功能測試流程一鍵式生成。

所述SCD文件的導(dǎo)入及配置，其中智能變電站SCD文件描述了變電站內(nèi)所有智能電子設(shè)備的實例配置和通信參數(shù)、IED之間的通信配置以及變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等信息，而對SCD文件的解析是SCD文件應(yīng)用的基礎(chǔ)，主要提取GOOSE和SV等配置信息。因此，利用SCD配置文件導(dǎo)入PMU測試儀，能夠快速的解析PMU裝置的電流電壓量通道，并為PMU裝置的通道模擬加量提供基礎(chǔ)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元均需通過時鐘同步，時鐘同步能為PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元提供統(tǒng)一時鐘源，以此保證三者同步。根據(jù)不同的接線，其測試方法也不盡相同。對于雙母線接線方式或者雙母線分段接線方式，可在線路中心交換機(jī)上進(jìn)行加量。由于在此接線下，線路或者變壓器只涉及到單間隔，即僅運用單合并單元即可采集需要的電壓電流量，故可以通過連接測試儀光口和交換機(jī)光口，可以模擬單合并單元進(jìn)行電流電壓的加量，即模擬線路合并單元或者主變合并單元進(jìn)行電流電壓的輸入。對于諸如3/2接線方式，需要在每一串中心交換機(jī)上進(jìn)行加量。由于涉及多個間隔、多個合并單元的電流電壓加量，故其需要通過多路光口，模擬邊斷路器、中斷路器合并單元、線路合并單元或者主變合并單元進(jìn)行電流電壓的輸入加量。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述測試原理是通過PMU測試儀PC客戶端配置PMU測試儀與PMU采集單元的接口，控制PMU測試儀發(fā)送相關(guān)的電流電壓和開關(guān)量到PMU采集單元；PMU采集單元數(shù)據(jù)通過PMU集中單元的處理后通過網(wǎng)線送回PMU測試儀，通過與PMU測試儀發(fā)送數(shù)據(jù)的對比完成相應(yīng)的功能測試。值得注意的是，由于PMU集中單元數(shù)據(jù)均為帶時標(biāo)的數(shù)據(jù)，故可以通過回采至PMU測試儀完成數(shù)據(jù)的比對。通過PMU測試儀的數(shù)據(jù)處理，可以完成電流電壓量精度誤差、相角誤差及其動態(tài)響應(yīng)誤差。在智能變電站中，一般來講，部分電壓等級的PMU裝置采集單元與PMU裝置集中單元不在同一屏柜。PMU裝置采集單元與集中單元是否在同一屏柜對PMU裝置測試接線原理有較大影響，本實用專利對這兩種情況的測試接線原理分別進(jìn)行設(shè)計。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述PMU裝置功能測試流程一鍵式生成是指本PMU測試儀根據(jù)QGDW 11202.6-2014《智能變電站自動化設(shè)備檢測規(guī)范第6部分：同步向量測量裝置》規(guī)范，將主要測試模塊和測試合格標(biāo)準(zhǔn)均可以預(yù)先在測試儀中進(jìn)行設(shè)置，測試人員僅僅需要點擊相關(guān)測試項目，并可以選擇具體測試內(nèi)容進(jìn)行測試項目的一鍵式確認(rèn)，同時可以通過軟件算法，將發(fā)送數(shù)據(jù)與帶時標(biāo)的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行自動對應(yīng)，并自動計算其精度大小，減輕了PMU測試的工作負(fù)擔(dān)，降低了測試錯誤率。然后可以通過測試結(jié)果一鍵式生成PMU測試結(jié)果報告，測試報告包含被測PMU裝置基本信息、測試環(huán)境條件基本信息以及測試結(jié)果信息，所有信息均由PMU測試儀根據(jù)測試結(jié)果自動生成，既避免了繁瑣的人工編制報告的工作，又避免了人工干擾，增加了報告的客觀中立性。

圖1所示為PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元均需通過時鐘同步，時鐘同步能為PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元提供統(tǒng)一時鐘源，以此保證三者同步。對于雙母線接線方式或者雙母線分段接線方式，從線路中心交換機(jī)上進(jìn)行加量。由于涉及到單間隔、單合并單元，故可通過光口，模擬線路合并單元或者主變合并單元進(jìn)行電流電壓的輸入。

圖2所示為PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元均需通過時鐘同步，時鐘同步能為PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元提供統(tǒng)一時鐘源，以此保證三者同步。對于諸如3/2接線方式，從串中心交換機(jī)上進(jìn)行加量。由于涉及到多個間隔、多個合并單元，故可以通過多個光口，模擬邊斷路器、中斷路器合并單元、線路合并單元或者主變合并單元進(jìn)行電流電壓的輸入。

圖3所示為PMU裝置測試基本原理，通過PC客戶端、PMU測試儀、PMU采集單元、PMU集中單元以及時鐘對時裝置形成如下閉環(huán)接線。PMU測試儀、PMU采集單元以及PMU集中單元均需通過時鐘同步。通過PMU測試儀PC客戶端配置PMU測試儀與PMU采集單元的接口，控制PMU測試儀發(fā)送相關(guān)的電流電壓和開關(guān)量到PMU采集單元；PMU采集單元數(shù)據(jù)通過PMU集中單元的處理后通過網(wǎng)線送回PMU測試儀，通過與PMU測試儀發(fā)送數(shù)據(jù)的對比完成相應(yīng)的功能測試。

值得注意的是，由于PMU集中單元數(shù)據(jù)均為帶時標(biāo)的數(shù)據(jù)，故可以通過回采至PMU測試儀完成數(shù)據(jù)的比對。通過PMU測試儀的數(shù)據(jù)處理，可以完成電流電壓量精度誤差、相角誤差及其動態(tài)響應(yīng)誤差。

在智能變電站中，一般來講，部分電壓等級的PMU裝置采集單元與PMU裝置集中單元不在同一屏柜。PMU裝置采集單元與集中單元是否在同一屏柜對PMU裝置測試接線原理有較大影響，以下對這兩種情況的測試接線原理分別進(jìn)行闡述。

圖4所示為在PMU裝置采集單元與集中單元距離較近的情況下，可以采用同一PC客戶端通過網(wǎng)線實現(xiàn)PMU裝置數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并在PMU測試儀中進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的處理，生成最終的PMU整治測試報告。

可以看出，此種接線在PC客戶端和PMU測試儀之間接了一個網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，可以實現(xiàn)僅使用同一臺PC客戶端的數(shù)據(jù)向PMU測試儀的發(fā)送，并接收PMU裝置集中單元數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的比對和處理。

圖5所示為在PMU裝置采集單元與集中單元距離較遠(yuǎn)的情況下，無法僅僅采用一個PC客戶端通過一條網(wǎng)線從PMU集中單元接收數(shù)據(jù)。此時采用兩個PC客戶端，分別通過PC客戶端1向PMU裝置采集單元發(fā)送數(shù)據(jù)，通過PC客戶端2接收PMU裝置集中單元。由此在PC客戶端1形成帶時標(biāo)發(fā)送數(shù)據(jù)文件，同時在PC客戶端2形成帶時標(biāo)的接收數(shù)據(jù)文件，最后將兩個文件導(dǎo)入PMU測試儀軟件中進(jìn)行處理，自動生成測試報告。具體接線如圖3所示。

可以看出，此種接線通過兩個PC客戶端和PMU裝置形成閉環(huán)接線測試，適用于PMU裝置集中單元和采集單元距離較遠(yuǎn)時的情況，其中一個客戶端向PMU裝置采集單元的發(fā)送數(shù)據(jù)，另一個客戶端接收PMU裝置集中單元數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的比對和處理。

圖6所示為本創(chuàng)新專利的具體流程。通過閉環(huán)接線、導(dǎo)入智能變電站SCD文件、配置PMU測試儀和PMU裝置輸入輸出端口和間隔信息、連接PMU測試和PMU裝置、配置PMU測試儀測試項、開始PMU測試試驗、生成PMU測試試驗報告等環(huán)節(jié)，完成整個PMU裝置測試試驗流程。

上述本申請實施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于根據(jù)智能變電站現(xiàn)場實際情況，采用了PMU裝置閉環(huán)測試技術(shù)手段，所以，有效解決了現(xiàn)有的智能變電站PMU裝置存在無法進(jìn)行有效測試的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了能夠有效的對智能變電站同步相量測量裝置進(jìn)行測試的技術(shù)效果。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。