[發明專利]就地化元件保護環網測試裝置

有效

• 申請號: 201910501904.5
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110380923B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 徐昱;裘愉濤;徐祥海;吳振杰;吳靖;唐劍;侯偉宏;羅少杰;秦波;張魁;陳嘉寧;劉東冉;邢海青;劉航;林亮;王艷;邊巧燕
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司杭州供電公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/40;H04L12/42;H04L29/06
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本申請提出了就地化元件保護環網測試裝置，包括由主CPU與環網CPU構成的雙CPU架構，主CPU用于執行測試用例；環網CPU與主CPU交換環網報文內容，接收主CPU環網測試命令并將環網測試數據下發至環網數字信號處理器，經由環網FPGA擴展出的千兆以太網接口與環網通信，完成環網報文解析、轉發以及模擬子機環網報文發送。通過解析環網配置文本以及自適應獲取環網報文整形值的方式進行環網報文組幀，實現就地化分布式單臺子機完整保護功能的解耦測試，同時可作為環網網絡分析儀實現子機環網性能測試功能，有效地填補了就地化元件保護分布式子機環網測試領域的空白，為今后就地化分布式元件保護的檢修和測試奠定了良好的基礎。

技術領域

本發明屬于電網測試領域，尤其涉及就地化元件保護環網測試裝置。

背景技術

線路就地化保護的成功掛網為元件保護提供了良好的理論和實踐基礎，同時為了解決元件保護存在跨間隔、跨電壓等級的問題，國網保護處提出了分布式就地化元件保護的實現方案。分布式元件保護方案由由一臺或多臺就地化分布式保護子機構成，各子機間地位平等、共享信息、協同運行。

元件保護各臺子機的硬件及軟件完全一致，保護功能及保護定值相同，通過裝置參數中的子機編號予以區分，另外可根據現場實際情況增減子機數量。如圖1所示，各子機作為獨立保護單元，通過雙向冗余雙環形千兆以太網首尾相連，負責各自報文的發送、過濾和轉發。子機將本機采集的模擬量、開入量按照固定格式組成環網報文幀發送出去，同時接收環網內其他子機的環網報文，解析后與本機采集量作為主保護以及后備保護判別依據，負責本地跳閘執行。環網報文采用固定格式，如圖2所示。目的地址在多播傳輸方式下統一設置為 FF.FF.FF.FF.FF.FF，單播傳輸方式時為目標子機地址；源地址由6個字節組成，包括環網標識、安裝方式、保護類型、設備編號；環網類型字DSR EtherType＝ 0x892F；PathID字段由3個位的NetID和1個位的LanID組成，其中，前3位的NetID用于指示不同的環網；最末位的LanID指示環網方向，可被設置為0 或1，用來標示發送網口(A＝0，B＝1)；應用標識由2個字節組成，高字節表示設備的保護類型，低字節表示設備編號；延時修正域(FTCF)為32位無符號整數，Bit30為品質位，Bit0～23為延時時間，其他位為保留位；APDU由3個 ASDU組合而成，每個ASDU為統一定義的獨立數據段，規范中定義了3個不同的 ASDU類型，通過ASDU類型(TAG)標識傳輸的數據內容，3個應用數據單元分別為采樣值、開關量和整形值(整形值為子機保護定值校驗和，環網內所有子機整形值必須保持一致)。目前針對分布式就地化元件保護的測試方式主要有兩種：一、搭建整個元件保護正常運行環境，多臺子機實現互聯，按照實際運行環境進行測試；二、用傳統的繼電保護測試裝置對單臺子機獨立進行測試。第一種方法測試全面，與實際運行情況相符，但是測試環境搭建不方便，并且需要同時對多臺子機施加激勵量才能完整模擬保護功能；第二種方式雖然測試簡便，但由于測試工具受限，只能進行單臺子機部分保護功能測試，無法模擬環網數據，與實際系統運行環境存在區別。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本發明實施例提出了就地化元件保護環網測試裝置，包括由主CPU與環網CPU構成的雙CPU架構，主CPU與環網CPU之間通過CAN總線進行通訊，通過對時總線通訊保持時鐘同步，在所述測試裝置中：

主CPU用于執行測試用例，將包括用例狀態及數據離散成模擬量、開關量、環網數據在內的與輸出單元對應的輸出內容通過CAN總線下發實現同步執行，同時接收反饋回的信息進行處理；

環網CPU與主CPU交換環網報文內容，接收主CPU環網測試命令并將環網測試數據下發至環網數字信號處理器，環網數字信號處理器對采樣通道數據進行并行處理和實時計算，經由環網FPGA擴展出的千兆以太網接口與環網通信，完成環網報文解析、轉發以及模擬子機環網報文發送。

可選的，在所述測試裝置中：在環網CPU與主CPU之間進行環網報文傳輸，所述環網報文傳輸采用自適應傳輸方式。

可選的，所述自適應傳輸方式包括：