一種數(shù)字化變電站測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站領(lǐng)域，尤其涉及變電站仿真及測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字化變電站是建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分。基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站的主要特征是網(wǎng)絡(luò)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(guò)程層。變電站層內(nèi)部以及間隔層與變電站層之間通過(guò)MMS(制造報(bào)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(guò)程層之間通過(guò)G00SE信號(hào)交換控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)，過(guò)程層與間隔層之間通過(guò)SV報(bào)文交換采樣值數(shù)據(jù)。間隔、過(guò)程層中的G00SE信號(hào)相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)中的硬接點(diǎn)信號(hào)(跳閘、位置)，過(guò)程層向間隔層傳送的電流電壓采樣值SV則相當(dāng)于傳統(tǒng)PT/CT信號(hào)。這兩部分合起來(lái)就相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中二次回路部分，是數(shù)字化變電站技術(shù)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(duì)智能電網(wǎng)數(shù)字化變電站檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與驗(yàn)收工作提出了全新的要求和規(guī)范?，F(xiàn)有的測(cè)試手段已不再適用，通信網(wǎng)絡(luò)的性能對(duì)控制保護(hù)系統(tǒng)的功能起了決定性作用，目前，針對(duì)數(shù)字化變電站的全站系統(tǒng)級(jí)別的測(cè)試設(shè)備尚不多見(jiàn)，其檢測(cè)手段還十分有限，而出現(xiàn)的數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀都是針對(duì)單臺(tái)保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試。
[0004]同常規(guī)變電站工程項(xiàng)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(chǎng)調(diào)試工作，但增加了系統(tǒng)集成和測(cè)試工作。由于系統(tǒng)集成和測(cè)試工作依賴(lài)于外部實(shí)驗(yàn)環(huán)境，必須在試驗(yàn)室中進(jìn)行，并與基建工程同步進(jìn)行，能夠大大提高工程的速度和效率，但同時(shí)也對(duì)試驗(yàn)室調(diào)試工作提出了更高的要求。因此，研究如何在試驗(yàn)室環(huán)境中完整的模擬變電站一次系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)集成測(cè)試就顯得十分必要。
[0005]現(xiàn)在電力系統(tǒng)仿真計(jì)算軟件如EMTP、PSCAD等已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，可計(jì)算的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也越來(lái)越大，現(xiàn)在已經(jīng)可模擬有幾千個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)；能夠模擬的元件種類(lèi)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(lì)磁涌流及CT飽和的暫態(tài)過(guò)程等情況，并且其仿真的精度已經(jīng)得到國(guó)際上的公認(rèn)，該測(cè)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(duì)現(xiàn)有數(shù)字化變電站系統(tǒng)級(jí)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(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試裝置。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種數(shù)字化變電站測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，包括仿真工具、故障管理工具、仿真測(cè)試裝置和GPS裝置；仿真工具仿真目標(biāo)變電站的各種工況下的各節(jié)點(diǎn)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(duì)所述目標(biāo)變電站中各個(gè)數(shù)字化保護(hù)裝置的故障工程文件，并由所述仿真測(cè)試裝置根據(jù)所述故障工程文件產(chǎn)生數(shù)字化的過(guò)程層數(shù)據(jù)報(bào)文；所述GPS裝置對(duì)各仿真測(cè)試裝置進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)和觸發(fā)，對(duì)所述的目標(biāo)變電站內(nèi)或站間的數(shù)字化保護(hù)裝置進(jìn)行同步測(cè)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(biāo)變電站的系統(tǒng)要求，由RTDS、EMTP, PSCAD仿真工具計(jì)算輸出的各種工況的曲線數(shù)據(jù)，對(duì)這些不同格式的曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，形成統(tǒng)一的仿真測(cè)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(duì)所述目標(biāo)變電站的模型文件提供分類(lèi)解析，生成各數(shù)字化保護(hù)裝置的數(shù)字化模型文件，仿真測(cè)試裝置直接按照該模型文件發(fā)布和訂閱過(guò)程層SV報(bào)文和GOOSE報(bào)文。
[0010]上述方案中，各節(jié)點(diǎn)故障工程文件同步且在同一時(shí)間斷面，有統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)。
[0011 ] 上述方案中，仿真測(cè)試裝置將節(jié)點(diǎn)故障文件根據(jù)數(shù)字化模型文件自動(dòng)生成過(guò)程層的數(shù)字化故障報(bào)文，且同步觸發(fā)和輸出故障報(bào)文對(duì)目標(biāo)變電站各個(gè)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試。
[0012]上述方案中，所述數(shù)字化變電站測(cè)試系統(tǒng)能夠擴(kuò)展，能夠根據(jù)目標(biāo)數(shù)字化變電站保護(hù)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(biāo)數(shù)字化變電站的規(guī)模部署仿真測(cè)試裝置的數(shù)量。
[0013]上述方案中，所述數(shù)字化變電站測(cè)試系統(tǒng)配置高性能的對(duì)時(shí)模塊，能夠解析GPS裝置的IRIG-B、PPS、PPM對(duì)時(shí)信號(hào)，用于同步各臺(tái)仿真測(cè)試裝置，并產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，保證仿真測(cè)試裝置內(nèi)部各板卡故障信號(hào)的同步。
[0014]本發(fā)明利用電力系統(tǒng)仿真計(jì)算軟件仿真目標(biāo)變電站在各種工況下的狀態(tài)變化，原理清晰，方法簡(jiǎn)單，仿真出的故障符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，而且不受電網(wǎng)規(guī)模以及故障類(lèi)型的限制，可仿真不同變電站的故障進(jìn)行同步測(cè)試。本發(fā)明同時(shí)彌補(bǔ)了數(shù)字化變電站系統(tǒng)級(jí)別聯(lián)合調(diào)試的欠缺，可在出場(chǎng)驗(yàn)收、運(yùn)行檢修時(shí)全面、系統(tǒng)地測(cè)試系統(tǒng)故障時(shí)各保護(hù)裝置邏輯以及數(shù)字化變電站的信號(hào)檢查等，其實(shí)現(xiàn)成本較低，形成的故障測(cè)試工況可在檢修和投運(yùn)中反復(fù)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明數(shù)字化變電站仿真測(cè)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(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)互聯(lián)框圖；
[0017]圖3為仿真測(cè)試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一整套系統(tǒng)用于數(shù)字化變電站級(jí)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(cè)試裝置組成。如圖1所示，圖1中的仿真后臺(tái)包含了電力系統(tǒng)仿真軟件和故障管理軟件，和仿真測(cè)試裝置以及網(wǎng)絡(luò)裝置、GPS對(duì)時(shí)裝置一起組成本發(fā)明的仿真測(cè)試系統(tǒng)。
[0019]I)仿真測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)不同數(shù)字化變電站的規(guī)模和技術(shù)要求的不同，選擇PSCAD、EMTP, RTDS等大型計(jì)算軟件，根據(jù)數(shù)字化變電站的實(shí)際規(guī)模，建立系統(tǒng)模型后，設(shè)置不同的故障點(diǎn)，對(duì)該變電站系統(tǒng)各種正常和不正常工況進(jìn)行仿真計(jì)算，仿真計(jì)算后的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為COMTRADE標(biāo)準(zhǔn)錄波格式，按照變電站保護(hù)裝置為名稱(chēng)進(jìn)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(lèi)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(hù)裝置的SV和GOOSE的模型文件，將其與各故障點(diǎn)的保護(hù)裝置的故障文件相關(guān)聯(lián)，生成數(shù)字化變電站測(cè)試系統(tǒng)的工程測(cè)試文件，試驗(yàn)時(shí)將仿真數(shù)據(jù)和數(shù)字化模型文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載到分布在各個(gè)保護(hù)裝置附近的的仿真測(cè)試裝置，根據(jù)GPS信號(hào)同步觸發(fā)各仿真測(cè)試裝置，輸出數(shù)字化故障報(bào)文。故障管理軟件承上啟