一種數(shù)字化變電站測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站領域，尤其涉及變電站仿真及測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)進入了數(shù)字化時代，數(shù)字化變電站是建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分?；贗EC61850標準的數(shù)字化變電站的主要特征是網(wǎng)絡化和數(shù)字化，其組成結(jié)構(gòu)可以分為站控層、間隔層和過程層。變電站層內(nèi)部以及間隔層與變電站層之間通過MMS(制造報文規(guī)范)交換事件和狀態(tài)數(shù)據(jù)，間隔層內(nèi)部以及間隔層與過程層之間通過G00SE信號交換控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)，過程層與間隔層之間通過SV報文交換采樣值數(shù)據(jù)。間隔、過程層中的G00SE信號相當于傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)中的硬接點信號(跳閘、位置)，過程層向間隔層傳送的電流電壓采樣值SV則相當于傳統(tǒng)PT/CT信號。這兩部分合起來就相當于傳統(tǒng)變電站中二次回路部分，是數(shù)字化變電站技術的重心。
[0003]這些特征使數(shù)字化變電站賦予了新的工作內(nèi)涵，也對智能電網(wǎng)數(shù)字化變電站檢測、現(xiàn)場調(diào)試與驗收工作提出了全新的要求和規(guī)范?，F(xiàn)有的測試手段已不再適用，通信網(wǎng)絡的性能對控制保護系統(tǒng)的功能起了決定性作用，目前，針對數(shù)字化變電站的全站系統(tǒng)級別的測試設備尚不多見，其檢測手段還十分有限，而出現(xiàn)的數(shù)字化繼電保護測試儀都是針對單臺保護裝置進行測試。
[0004]同常規(guī)變電站工程項目相比，數(shù)字化變電站工程調(diào)試中減少了大部分電纜接線及現(xiàn)場調(diào)試工作，但增加了系統(tǒng)集成和測試工作。由于系統(tǒng)集成和測試工作依賴于外部實驗環(huán)境，必須在試驗室中進行，并與基建工程同步進行，能夠大大提高工程的速度和效率，但同時也對試驗室調(diào)試工作提出了更高的要求。因此，研究如何在試驗室環(huán)境中完整的模擬變電站一次系統(tǒng)，進行系統(tǒng)集成測試就顯得十分必要。
[0005]現(xiàn)在電力系統(tǒng)仿真計算軟件如EMTP、PSCAD等已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，功能也越來越強大，可計算的系統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)模也越來越大，現(xiàn)在已經(jīng)可模擬有幾千個節(jié)點的電力系統(tǒng)；能夠模擬的元件種類也很多，如SVC、SVG、TCSC、交直流換流站等各種電力電子裝置，還可模擬變壓器的內(nèi)部故障、勵磁涌流及CT飽和的暫態(tài)過程等情況，并且其仿真的精度已經(jīng)得到國際上的公認，該測試系統(tǒng)的方法十分有效可信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:針對現(xiàn)有數(shù)字化變電站系統(tǒng)級別集成調(diào)試手段的缺乏，提供一種可用于數(shù)字化變電站內(nèi)部甚至變電站站間系統(tǒng)的仿真測試系統(tǒng)和測試裝置。
[0007]本發(fā)明的技術方案為:一種數(shù)字化變電站測試系統(tǒng)，其特征是，包括仿真工具、故障管理工具、仿真測試裝置和GPS裝置；仿真工具仿真目標變電站的各種工況下的各節(jié)點電壓、電流曲線數(shù)據(jù)；故障管理工具將所述電壓、電流曲線數(shù)據(jù)處理得到統(tǒng)一格式的故障數(shù)據(jù)文件，將所述故障數(shù)據(jù)文件結(jié)合數(shù)字化變電站的SCD文件，生成針對所述目標變電站中各個數(shù)字化保護裝置的故障工程文件，并由所述仿真測試裝置根據(jù)所述故障工程文件產(chǎn)生數(shù)字化的過程層數(shù)據(jù)報文；所述GPS裝置對各仿真測試裝置進行時間校準和觸發(fā)，對所述的目標變電站內(nèi)或站間的數(shù)字化保護裝置進行同步測試。
[0008]上述方案中，故障管理工具處理得到統(tǒng)一格式的故障數(shù)據(jù)文件具體指:根據(jù)所述目標變電站的系統(tǒng)要求，由RTDS、EMTP, PSCAD仿真工具計算輸出的各種工況的曲線數(shù)據(jù)，對這些不同格式的曲線數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，形成統(tǒng)一的仿真測試裝置支持的故障數(shù)據(jù)文件。
[0009]上述方案中，利用故障管理工具對所述目標變電站的模型文件提供分類解析，生成各數(shù)字化保護裝置的數(shù)字化模型文件，仿真測試裝置直接按照該模型文件發(fā)布和訂閱過程層SV報文和GOOSE報文。
[0010]上述方案中，各節(jié)點故障工程文件同步且在同一時間斷面，有統(tǒng)一的時標。
[0011 ] 上述方案中，仿真測試裝置將節(jié)點故障文件根據(jù)數(shù)字化模型文件自動生成過程層的數(shù)字化故障報文，且同步觸發(fā)和輸出故障報文對目標變電站各個節(jié)點的保護裝置進行測試。
[0012]上述方案中，所述數(shù)字化變電站測試系統(tǒng)能夠擴展，能夠根據(jù)目標數(shù)字化變電站保護裝置的不同需求配置數(shù)字化故障輸出板卡的數(shù)量，也能夠根據(jù)目標數(shù)字化變電站的規(guī)模部署仿真測試裝置的數(shù)量。
[0013]上述方案中，所述數(shù)字化變電站測試系統(tǒng)配置高性能的對時模塊，能夠解析GPS裝置的IRIG-B、PPS、PPM對時信號，用于同步各臺仿真測試裝置，并產(chǎn)生同步脈沖信號，保證仿真測試裝置內(nèi)部各板卡故障信號的同步。
[0014]本發(fā)明利用電力系統(tǒng)仿真計算軟件仿真目標變電站在各種工況下的狀態(tài)變化，原理清晰，方法簡單，仿真出的故障符合現(xiàn)場實際情況，而且不受電網(wǎng)規(guī)模以及故障類型的限制，可仿真不同變電站的故障進行同步測試。本發(fā)明同時彌補了數(shù)字化變電站系統(tǒng)級別聯(lián)合調(diào)試的欠缺，可在出場驗收、運行檢修時全面、系統(tǒng)地測試系統(tǒng)故障時各保護裝置邏輯以及數(shù)字化變電站的信號檢查等，其實現(xiàn)成本較低，形成的故障測試工況可在檢修和投運中反復使用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明數(shù)字化變電站仿真測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明數(shù)字化變電站仿真測試系統(tǒng)的系統(tǒng)互聯(lián)框圖；
[0017]圖3為仿真測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明開發(fā)了一整套系統(tǒng)用于數(shù)字化變電站級別的聯(lián)合調(diào)試，該系統(tǒng)包括數(shù)字化變電站仿真軟件、故障管理軟件和仿真測試裝置組成。如圖1所示，圖1中的仿真后臺包含了電力系統(tǒng)仿真軟件和故障管理軟件，和仿真測試裝置以及網(wǎng)絡裝置、GPS對時裝置一起組成本發(fā)明的仿真測試系統(tǒng)。
[0019]I)仿真測試系統(tǒng)根據(jù)不同數(shù)字化變電站的規(guī)模和技術要求的不同，選擇PSCAD、EMTP, RTDS等大型計算軟件，根據(jù)數(shù)字化變電站的實際規(guī)模，建立系統(tǒng)模型后，設置不同的故障點，對該變電站系統(tǒng)各種正常和不正常工況進行仿真計算，仿真計算后的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為COMTRADE標準錄波格式，按照變電站保護裝置為名稱進行存貯，管理。
[0020]2)故障管理軟件將仿真軟件的仿真數(shù)據(jù)分類管理，按照故障組合為各種故障工程文件，并根據(jù)數(shù)字化變電站的SCD文件得到各數(shù)字化保護裝置的SV和GOOSE的模型文件，將其與各故障點的保護裝置的故障文件相關聯(lián)，生成數(shù)字化變電站測試系統(tǒng)的工程測試文件，試驗時將仿真數(shù)據(jù)和數(shù)字化模型文件通過網(wǎng)絡下載到分布在各個保護裝置附近的的仿真測試裝置，根據(jù)GPS信號同步觸發(fā)各仿真測試裝置，輸出數(shù)字化故障報文。故障管理軟件承上啟