智能變電站二次裝置整合測試方法研究

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投入運行，數字繼電保護裝置、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、電流信號都是在網絡中傳遞，傳統的測試手段將不再適用，通信網絡的性能對控制保護系統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方法十分有限。因此，本文闡述了智能變電站調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、確保測試規范化等角度出發，提出了整合測試的方法。

1 智能變電站調試存在的問題

目前，智能變電站調試可分為4個環節：調試準備、系統聯調、現場調試、投產試驗，如圖1所示，調試人員的工作主要集中于后3個環節［3］。

由圖1可知，系統聯調、現場調試、投產試驗這3個環節工作量比較大，工期需求較長，整個調試過程需要多人才能完成，而且要求調試人員對智能變電站的系統結構、保護原理、測試方法、裝置配置等均非常熟悉，因此在現場會經常出現錯誤檢驗、漏檢、重復性工作、調試效率低、工期長、調試費用高等狀況。此外，目前智能變電站系統聯調、現場調試、投產試驗這3個環節的測試方案、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，試驗數據的記錄也比較繁瑣，需要花費大量的時間進行整理，而且許多環節均為手工處理，這些都可能會對試驗結果造成一定影響，很難保證數據的真實性［4］。

2 二次裝置整合測試方法

圖1 智能變電站調試流程

智能變電站二次裝置整合測試從智能變電站調試的特點和測試需求出發，利用智能化的計算機測試平臺，將智能變電站調試4個環節的各個細節按照調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，根據定義定值、參數、測試方法等環節自動生成調試方案、測試項目和測試模板，保證調試方案、測試項目和測試模板的完整性、準確性、條理性，使調試項目涵蓋全面、合理清晰，確保調試流程化、條款化、模塊化、規范化、自動化，不丟項，不重復工作，格式固定統一。在試驗時，系統能夠自動錄入試驗數據、裝置動作報文、動作數據等，調試完成后自動生成調試報告，并能夠進行測試評估，保證試驗數據不丟失、真實可靠，簡化保護測試過程，使調試規范化、高度自動化，避免調試過程出現漏測項，減少二次設備停電檢修時間。同時，系統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試儀器有效連接，實現智能裝置的測試試驗［5］。

2.1 測試方案

整合測試系統接線如圖2所示，IEC61850整合測試系統通過光纖與SV網、GOOSE網和MMS網分別進行連接。測試系統通過導入CID、SCD文件來進行變量關聯，通過MMS網定義保護定值及特性參數，通過GOOSE網收取開關量信息、合跳閘信息、動作報警信息等，從而實現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，試驗數據根據試驗情況可以自動錄入，最后自動形成試驗報告，實現整個操作過程的高度自動化、規范化、標準化［6］。

圖2 整合測試系統接線圖

2.2 測試流程

整合測試系統將智能變電站調試4個階段的各個細節按照調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網和GOOSE網讀取定值信息、開關量信息等一些參數，根據全站二次智能裝置情況進行自動建模，將被測裝置參數信息、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，設定測試預計結果，整合測試系統通過分析被測裝置的開出報文網絡報文，自動分析并收集測試結果，生成測試報告，實現智能變電站智能裝置的全面管理和測試。整合測試系統工作流程如圖3所示［7］。

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

圖3 整合測試系統工作流程

3 整合測試系統結構

整合測試系統應包括調試子系統、測試子系統、互聯平臺以及測試儀器4部分，如圖4所示。

由圖4可見，調試子系統完成整站、整間隔的調試工作的業務過程管控；測試子系統依據被測裝置的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境及數據、測試預計等，然后逐條執行測試方案的測試項，收集網絡報文，依據測試預計分析測試結果，直至執行完畢，生成測試報告；測試子系統通過監控命令控制仿真子系統工作，仿真子系統集成智能變電站調試測試儀器與智能變電站網絡報文仿真軟件等插件，控制測試儀器實現高精度網絡報文的智能裝置模擬，控制軟件模擬器實現低精度網絡報文的智能裝置模擬，通過模擬制造SV、GOOSE等網絡報文模擬被測裝置的運行環境；插件子系統包括調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 整合測試系統組成

整合測試系統網絡部署如圖5所示，系統部署分為控制網絡和仿真網絡2個子網。控制網絡完成環境控制、仿真控制、測試數據傳輸等，并且具有調試流程管控平臺的功能；模擬仿真網絡主要完成測試系統的SV、GOOSE等報文的模擬。

圖5 整合測試系統網絡部署

4 結束語

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

［1］ 葛遺莉，葛 慧，魯大勇.數字化變電站設計、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.智能變電站技術應用研究分析［J］.東北電力技術，2012，33（5）：1-3.

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

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

［5］ 劉 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588時鐘同步系統應用分析與現場測試［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［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研究［J］.電網技術，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）