[發明專利]一種數字化變電站測試系統

在審

• 申請號: 201410493277.2
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN105449847A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 李興建;劉東超;劉戰朋;劉奎;于哲;張超龍;劉君;戚雪;閻際馳;趙輝
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;國網遼寧省電力有限公司鞍山供電公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力系統數字化變電站領域，尤其涉及變電站仿真及測試系統。

背景技術

隨著技術的發展，電力系統進入了數字化時代，數字化變電站是建設統一堅強智能電網的重要組成部分。基于IEC61850標準的數字化變電站的主要特征是網絡化和數字化，其組成結構可以分為站控層、間隔層和過程層。變電站層內部以及間隔層與變電站層之間通過MMS(制造報文規范)交換事件和狀態數據，間隔層內部以及間隔層與過程層之間通過GOOSE信號交換控制和狀態數據，過程層與間隔層之間通過SV報文交換采樣值數據。間隔、過程層中的GOOSE信號相當于傳統變電站系統中的硬接點信號(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PT/CT信號。這兩部分合起來就相當于傳統變電站中二次回路部分，是數字化變電站技術的重心。

這些特征使數字化變電站賦予了新的工作內涵，也對智能電網數字化變電站檢測、現場調試與驗收工作提出了全新的要求和規范。現有的測試手段已不再適用，通信網絡的性能對控制保護系統的功能起了決定性作用，目前，針對數字化變電站的全站系統級別的測試設備尚不多見，其檢測手段還十分有限，而出現的數字化繼電保護測試儀都是針對單臺保護裝置進行測試。

同常規變電站工程項目相比，數字化變電站工程調試中減少了大部分電纜接線及現場調試工作，但增加了系統集成和測試工作。由于系統集成和測試工作依賴于外部實驗環境，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試工作提出了更高的要求。因此，研究如何在試驗室環境中完整的模擬變電站一次系統，進行系統集成測試就顯得十分必要。

現在電力系統仿真計算軟件如EMTP、PSCAD等已經發展得非常成熟，功能也越來越強大，可計算的系統的網絡規模也越來越大，現在已經可模擬有幾千個節點的電力系統；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部故障、勵磁涌流及CT飽和的暫態過程等情況，并且其仿真的精度已經得到國際上的公認，該測試系統的方法十分有效可信。

發明內容

本發明的目的是：針對現有數字化變電站系統級別集成調試手段的缺乏，提供一種可用于數字化變電站內部甚至變電站站間系統的仿真測試系統和測試裝置。

本發明的技術方案為：一種數字化變電站測試系統，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點電壓、電流曲線數據；故障管理工具將所述電壓、電流曲線數據處理得到統一格式的故障數據文件，將所述故障數據文件結合數字化變電站的SCD文件，生成針對所述目標變電站中各個數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所述故障工程文件產生數字化的過程層數據報文；所述GPS裝置對各仿真測試裝置進行時間校準和觸發，對所述的目標變電站內或站間的數字化保護裝置進行同步測試。

上述方案中，故障管理工具處理得到統一格式的故障數據文件具體指：根據所述目標變電站的系統要求,由RTDS、EMTP、PSCAD仿真工具計算輸出的各種工況的曲線數據，對這些不同格式的曲線數據進行格式轉換，形成統一的仿真測試裝置支持的故障數據文件。

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，生成各數字化保護裝置的數字化模型文件，仿真測試裝置直接按照該模型文件發布和訂閱過程層SV報文和GOOSE報文。

上述方案中，各節點故障工程文件同步且在同一時間斷面，有統一的時標。

上述方案中，仿真測試裝置將節點故障文件根據數字化模型文件自動生成過程層的數字化故障報文，且同步觸發和輸出故障報文對目標變電站各個節點的保護裝置進行測試。

上述方案中，所述數字化變電站測試系統能夠擴展，能夠根據目標數字化變電站保護裝置的不同需求配置數字化故障輸出板卡的數量，也能夠根據目標數字化變電站的規模部署仿真測試裝置的數量。

上述方案中，所述數字化變電站測試系統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，并產生同步脈沖信號，保證仿真測試裝置內部各板卡故障信號的同步。