继电保护信息标准化自动测试技术研究与实现 连庆

发表时间:2020/6/5   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:连庆 孟喆 李琼
[导读] 摘要:目前,电力系统中的继电保护是变电站的二次核心,它的运行也直接关系到电力系统的稳定性和安全性。
        (国网新疆电力有限公司和田供电公司  新疆和田  848000)
        摘要:目前,电力系统中的继电保护是变电站的二次核心,它的运行也直接关系到电力系统的稳定性和安全性。自动测试作为智能电网稳定性的一种有效测试手段成为了目前工作的重点。继电保护是电网重要的基础数据源之一,要保障其信息的高级功能,就需要对继电保护信息的标准化和规范化进行研究和分析。
        关键词:继电保护;信息标准化;自动测试技术
        引言
        就目前的应用情况来看,传统的变电器依然是当前基层变电所中的主力军,而大多数的变电站继电保护装置对外接口存在不统一的现象,这在很大程度上限制了自动测试的用途,目前大多数的继电保护装置的测试工作还是用手动测试的方法,主要原因还是受到人为因素的影响以及外界环境的影响。智能变电站的继电保护装置都是在IEC61850的基础上运行的,能够基本实现输出、输入信息化和数字化的目标,但是由于我国计算机技术的飞速发展,现在的数据交互传输越来越便捷,用时越来越短,传统的手动测试并不能满足人们的需要。相比之下新型的继电保护装置的对外接口、软压板、建模等方面都实现了更加规范和流畅的设计,这就使得自动测试成为了可能。
        1继电保护自动化检测系统系统研发过程中的难点
        首先是系统的兼容性和可扩展性。系统要考虑能够支持不同型号的继电保护装置的检测,还要能够接入不同厂家的标准源。其次是快速生成检测方案。继电保护装置的生产厂家众多,生产出来的各种型号的继电保护装置的检测方法也各不相同,如何能够快速、高效地编辑检测方案,这是自动化检测系统面临的难题。
        2系统架构设计
        系统采用分层式平台化设计,包括四个层次:接口层、自动测试层、二次开发平台层、标准层(图1)。
 
        图1自动测试系统架构图
        自动测试过程为兼容各测试仪厂家测试仪测试参数,建立标准层;规范保护测试功能参数定义和描述、保护数据模型定义和描述、通信命令的定义和描述,建立相应的标准格式文件。实现保护装置的信息规范化自动测试,需编辑描述测试流程、测试方法、标准报告的装置测试方案,因此设计装置测试方案开发平台,以标准层定义的标准格式文件为基准,根据被测的保护装置,编辑装置测试方案。自动测试层设计分为两个部分,自动测试程序和MMS规约后台程序。MMS规约后台程序开放标准程序调用接口,并实现标准层中通信命令标准文件中定义的通信命令。自动测试程序打开装置测试方案,运行测试仪接口程序,实现保护功能测试;调用MMS规约后台程序实现与被测保护装置的通信。以接口程序和MMS规约后台程序反馈的结果数据和标准数据进行对比,自动判断测试结果,形成标准格式的测试报告。接口层包含了各厂家继电保护测试仪的控制接口程序,实现标准层的“保护测试功能标准文件”中定义和描述的测试功能,供自动测试程序调用。
        3自动测试系统的应用案例的分析
        首先,应当根据实际环境的需要制定出行之有效的测试方案,使得测试项目以及要求更加的明确化和有针对性。按照测试的方案使得测试项目更加细化、更加流畅,并且编制测试的用例,在所有工作准备完毕之后要进行用例的有效性验证,待一切合格之后再提交测试用例库。最后,开始测试工作,要从测试用例库中提取出来所对应的测试用例直接性地加载,并启用自动测试功能。在应用的过程中,自动测试体系应用非常流畅,可以完全地实现继电保护装置的全自动测试,而且在继电保护产品的测试工作中效果十分显著,而且测试的效率得到了明显提高,自动测试也具备了可重复性的功能,这种可重复性功能的实现使得小概率问题的暴露成为了可能,可以在具体时间过程中有效地排除人工测试不稳定的现象,使得测试的一致性得到了明显提升,随着智能变电站的推进,测试用例库将日臻完善,测试的效率以及测试的全面性将会得到明显提升,发展前景十分良好。
        4设计流程
        对智能变电站的自动化测试系统过程,主要包括两个部分:初步测试准备和测试过程。只有在测试条件准备充分的情况下,测试过程才会变得更加顺利。同时要根据设备的ICD文件创建SCD文件,并连接每个设备的虚拟终端。如果要使用IED配置工具,首先要导出SCD文件对配置文件的信息进行处理,然后再从SCD文件中导出测试仪的客户端,并对软件进行检测。在测试工作完成之后,首先要对场景进行测试,当使用场景通过测试时,就要适当调整相关的测试参数,如果相关参数被修改后,自动测试系统就会通过输出信息的反馈得出测试结果。最后,要完成整个测试过程中所需的测试日志。使用自动测试系统能够进一步提高资源利用率。在测试继电保护装置时,可以使用计算机网络技术对控制器进行密切的监视和控制。并且还可通过在控制器上安装测试软件,来实现自动获取测试结果的目的。同时,要准确对测试结果进行记录,以便更快的推算出实际数据,并通过计算机向客户发送测试结果。自动测试仪器的作用主要是对继电保护装置的输出信号进行测量,由于测量设备的类型不同,可根据具体的情况选择更方便有利的测量设备。随着社会的发展,在自动测试系统中引入错误检查程序,能够促进对智能变电站的错误检查。智能变电站继电保护装置能自动将错误信息发送给相关人员,这样一来就节省了大量的工作时间和人力资源。目前为止,采用检测方法的目的是为了更好的对自动检测系统的错误信息进行检测。从上述方法分析来看,自动检测系统能对智能变电站进行检测。当检测失误时,员工就要根据测试报告对变电站的运行方式进行调整。
        5自动化检测系统的检测方法设计
        装置检测方案开发系统要根据检测规范和标准编辑装置检测方案;自动检测仪主程序加载已写好的检测方案进行自动检测,检测结束后生成检测报告,流程如下:1)启动装置检测方案开发系统,建立装置检测方案。具体包括以下:(1)使用装置检测方案开发系统,新建检测模板,为检测模板制定规范化数据模型。(2)根据继电保护装置的功能检测要求,根据不同厂家及其设备编辑各种检测项目,定制检测项目的检测方法和检测流程,且一次编辑之后,再遇到相同设备只需加载即可;根据报告格式要求,编辑报告模板。(3)编译检测模板和报告模板,形成装置检测方案。2)自动检测仪主程序根据装置检测方案进行自动检测。具体流程如下:(1)自动检测仪主程序加载装置检测方案,根据装置检测方案形成初始检测记录文件和报告文件。(2)开始检测,自动检测仪主程序根据装置检测方案定义的检测项目,依次完成各检测项目的检测,自动记录检测结果、自动进行结果判断、自动填写报告。(3)检测完成,自动生成标准的报告模板并保存。
        结语
        继电保护信息标准化是保证远方调控一体化及变电站无人值守实施的基础。对继电保护标准化开展相关研究及验证工作,能为变电站建立电网故障分析和继电保护运维信息展示平台等高级应用提供基础;能有效推进变电站无人值守工作的深化,支撑变电站未来的信息平台建设,支撑电网实时控制和智能调节,提升电网运行的稳定性和可靠性。
        参考文献:
        [1]林知明,蒋士林.基于SCL模型的配置工具的设计与实现[J].电力系统保护与控制,2009(12):82-85.
        [2]杨慧霞,余姿雨,赵瑞辰,等.继电保护装置测试用例智能生成技术的研究与实现[J].电力系统保护与控制,2017(17):124-129.
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