王 冰，徐明宇，穆興華

（1.哈爾濱智能熱電設計院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省電力科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

智能變電站二次裝置整合測試方法研究

王 冰1，徐明宇2，穆興華2

（1.哈爾濱智能熱電設計院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省電力科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

針對智能變電站測試手段有限且不完善等問題，闡述了智能變電站測試中存在的技術(shù)問題，分析了智能變電站整合測試的重要性，并提出了相應的整合測試方法。分析結(jié)果表明，該整合測試方法能夠簡化測試流程，提高工作效率，確保測試規(guī)范化和自動化。

智能變電站；測試；SCD文件

隨著智能變電站陸續(xù)投入運行，數(shù)字繼電保護裝置、合并單元（MU）等二次智能裝置的測試工作也將會大量增加，智能變電站二次設備測試技術(shù)逐漸受到關注［1］。在智能變電站中，電壓、電流以采樣值（SV）報文的形式傳輸，開關量以GOOSE報文的形式傳輸，測試不再需要復雜的接線，即所有的控制、保護以及電壓、電流信號都是在網(wǎng)絡中傳遞，傳統(tǒng)的測試手段將不再適用，通信網(wǎng)絡的性能對控制保護系統(tǒng)的功能起決定性作用［2］。目前，智能變電站的測試設備較少，其檢測手段相對于傳統(tǒng)方法十分有限。因此，本文闡述了智能變電站調(diào)試試驗中存在的問題，分析了智能變電站整合測試的重要性和必要性，從簡化測試流程、提高工作效率、確保測試規(guī)范化等角度出發(fā)，提出了整合測試的方法。

1 智能變電站調(diào)試存在的問題

目前，智能變電站調(diào)試可分為4個環(huán)節(jié)：調(diào)試準備、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗，如圖1所示，調(diào)試人員的工作主要集中于后3個環(huán)節(jié)［3］。

由圖1可知，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗這3個環(huán)節(jié)工作量比較大，工期需求較長，整個調(diào)試過程需要多人才能完成，而且要求調(diào)試人員對智能變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、保護原理、測試方法、裝置配置等均非常熟悉，因此在現(xiàn)場會經(jīng)常出現(xiàn)錯誤檢驗、漏檢、重復性工作、調(diào)試效率低、工期長、調(diào)試費用高等狀況。此外，目前智能變電站系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場調(diào)試、投產(chǎn)試驗這3個環(huán)節(jié)的測試方案、測試流程、測試方法、測試報告等的具體形式混亂，不固定也不唯一，試驗數(shù)據(jù)的記錄也比較繁瑣，需要花費大量的時間進行整理，而且許多環(huán)節(jié)均為手工處理，這些都可能會對試驗結(jié)果造成一定影響，很難保證數(shù)據(jù)的真實性［4］。

2 二次裝置整合測試方法

圖1 智能變電站調(diào)試流程

智能變電站二次裝置整合測試從智能變電站調(diào)試的特點和測試需求出發(fā)，利用智能化的計算機測試平臺，將智能變電站調(diào)試4個環(huán)節(jié)的各個細節(jié)按照調(diào)試流程進行完全整合。通過導入相應配置文件進行變量關聯(lián)，根據(jù)定義定值、參數(shù)、測試方法等環(huán)節(jié)自動生成調(diào)試方案、測試項目和測試模板，保證調(diào)試方案、測試項目和測試模板的完整性、準確性、條理性，使調(diào)試項目涵蓋全面、合理清晰，確保調(diào)試流程化、條款化、模塊化、規(guī)范化、自動化，不丟項，不重復工作，格式固定統(tǒng)一。在試驗時，系統(tǒng)能夠自動錄入試驗數(shù)據(jù)、裝置動作報文、動作數(shù)據(jù)等，調(diào)試完成后自動生成調(diào)試報告，并能夠進行測試評估，保證試驗數(shù)據(jù)不丟失、真實可靠，簡化保護測試過程，使調(diào)試規(guī)范化、高度自動化，避免調(diào)試過程出現(xiàn)漏測項，減少二次設備停電檢修時間。同時，系統(tǒng)還可單獨作為智能裝置測試儀的上位機控制軟件，與智能變電站各類調(diào)試儀器有效連接，實現(xiàn)智能裝置的測試試驗［5］。

2.1 測試方案

整合測試系統(tǒng)接線如圖2所示，IEC61850整合測試系統(tǒng)通過光纖與SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)分別進行連接。測試系統(tǒng)通過導入CID、SCD文件來進行變量關聯(lián)，通過MMS網(wǎng)定義保護定值及特性參數(shù)，通過GOOSE網(wǎng)收取開關量信息、合跳閘信息、動作報警信息等，從而實現(xiàn)智能變電站測試方案模板的自動生成，形成流程化的測試計劃。測試過程中試驗步驟均有提示，試驗數(shù)據(jù)根據(jù)試驗情況可以自動錄入，最后自動形成試驗報告，實現(xiàn)整個操作過程的高度自動化、規(guī)范化、標準化［6］。

圖2 整合測試系統(tǒng)接線圖

2.2 測試流程

整合測試系統(tǒng)將智能變電站調(diào)試4個階段的各個細節(jié)按照調(diào)試流程進行完全整合，通過導入裝置的CID文件和全站配置的SCD文件等相關配置文件，以及MMS網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)讀取定值信息、開關量信息等一些參數(shù)，根據(jù)全站二次智能裝置情況進行自動建模，將被測裝置參數(shù)信息、動作行為定義和定值等方面信息進行整合，建立智能變電站調(diào)試模板庫，自動生成智能變電站測試方案、測試項目等。通過使用測試模板或制定測試方案，設定測試預計結(jié)果，整合測試系統(tǒng)通過分析被測裝置的開出報文網(wǎng)絡報文，自動分析并收集測試結(jié)果，生成測試報告，實現(xiàn)智能變電站智能裝置的全面管理和測試。整合測試系統(tǒng)工作流程如圖3所示［7］。

結(jié)合圖2的整合測試系統(tǒng)，把圖3的智能變電站調(diào)試流程在測試系統(tǒng)中進行流程化、模塊化、規(guī)范化，注意單裝置調(diào)試與ICD文件檢驗的有機結(jié)合，分階段、分層次對裝置進行全面驗證等相關技術(shù)細節(jié)，同時選擇高效系統(tǒng)配置文件SCD的組態(tài)集成方法，建立面向用戶的高級應用功能調(diào)試方法，實現(xiàn)整合測試系統(tǒng)技術(shù)以及功能的完備性。

圖3 整合測試系統(tǒng)工作流程

3 整合測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整合測試系統(tǒng)應包括調(diào)試子系統(tǒng)、測試子系統(tǒng)、互聯(lián)平臺以及測試儀器4部分，如圖4所示。

由圖4可見，調(diào)試子系統(tǒng)完成整站、整間隔的調(diào)試工作的業(yè)務過程管控；測試子系統(tǒng)依據(jù)被測裝置的ICD以及全站SCD等信息，生成測試方案，包括多項測試項，每個測試項包含測試環(huán)境及數(shù)據(jù)、測試預計等，然后逐條執(zhí)行測試方案的測試項，收集網(wǎng)絡報文，依據(jù)測試預計分析測試結(jié)果，直至執(zhí)行完畢，生成測試報告；測試子系統(tǒng)通過監(jiān)控命令控制仿真子系統(tǒng)工作，仿真子系統(tǒng)集成智能變電站調(diào)試測試儀器與智能變電站網(wǎng)絡報文仿真軟件等插件，控制測試儀器實現(xiàn)高精度網(wǎng)絡報文的智能裝置模擬，控制軟件模擬器實現(xiàn)低精度網(wǎng)絡報文的智能裝置模擬，通過模擬制造SV、GOOSE等網(wǎng)絡報文模擬被測裝置的運行環(huán)境；插件子系統(tǒng)包括調(diào)試測試儀器以及軟件仿真模塊等多個組件，具有適配多個廠家儀器及仿真軟件的功能。

圖4 整合測試系統(tǒng)組成

整合測試系統(tǒng)網(wǎng)絡部署如圖5所示，系統(tǒng)部署分為控制網(wǎng)絡和仿真網(wǎng)絡2個子網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)絡完成環(huán)境控制、仿真控制、測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，并且具有調(diào)試流程管控平臺的功能；模擬仿真網(wǎng)絡主要完成測試系統(tǒng)的SV、GOOSE等報文的模擬。

圖5 整合測試系統(tǒng)網(wǎng)絡部署

4 結(jié)束語

本文提出的整合測試思路可行性及技術(shù)優(yōu)勢在實驗室智能裝置試驗已初步得到驗證。工程經(jīng)驗表明，整合測試思路能夠大大簡化現(xiàn)場調(diào)試工作的復雜度，提高工作效率，有效克服傳統(tǒng)方法的弊端，加快工程進度，為智能變電站安全投產(chǎn)提供重要保障。下一步工作將進行與調(diào)試儀器能夠有效連接的互聯(lián)平臺、軟件系統(tǒng)的開發(fā)，完善整合測試系統(tǒng)的設計，為未來在智能變電站調(diào)試中的實際廣泛應用提供技術(shù)儲備。

［1］ 葛遺莉，葛 慧，魯大勇.數(shù)字化變電站設計、運行中面臨的問題［J］.電力自動化設備，2010，30（12）：113-116.

［2］ 張幼明，高忠繼，黃 旭.智能變電站技術(shù)應用研究分析［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（5）：1-3.

［3］ 王 雷，孫曉飛.智能站與常規(guī)站二次系統(tǒng)主要技術(shù)差異［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（2）：18-20.

［4］ 李 巖，趙立軍.智能變電站二次調(diào)試方法研究［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（7）：42-45.

［5］ 劉 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588時鐘同步系統(tǒng)應用分析與現(xiàn)場測試［J］.電力自動化設備，2012，33（2）：127-131.

［6］ 劉 巍，趙 勇，石 光.智能變電站繼電保護裝置一鍵式測試方法及系統(tǒng)［J］.電力自動化設備，2013，33（2）：152-154.

［7］ 吳在軍，胡敏強.基于IEC61850標準的變電站自動化系統(tǒng)研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（10）：61-65.

Research on Integration Testing Method of Secondary Devices in the Intelligent Substation

WANG Bing1，XU Ming?yu2，MU Xing?hua2
（1.Harbin Intelligence Thermo?electricity Designing Institute，Harbin，Heilongjiang 150090，China；2.Heilongjiang Electric Power Research Institute，Harbin，Heilongjiang 150030，China）

Because the testing methods of the intelligent substation are very limited and faulty，the author expounds the technical diffi?culties of intelligent substation testing，analyzes the importance of the integration testing method in the intelligent substation，and puts forward the methods of the integration testing method.Analysis shows that the methods can simplify testing flow，improve working effi?ciency，and ensure standardization and automation of testing.

Intelligent substation；Testing；SCD file

TM63；TM76

A

1004-7913（2015）01-0022-03

王 冰（1982—），女，學士，助理工程師，主要從事電氣二次設計工作。

2014-11-04）