縮短區域安全穩定控制裝置校驗時間

王淼 杜威 劉新宇 楊舒婷

摘要：目前穩控裝置調試手段存在不足，導致穩控裝置調試時間過長，嚴重拖長了電網的停電時間。本文簡化穩控裝置的調試工作，提出了一種可以模擬多個廠站站間通信的穩控測試系統，并詳細介紹了系統的總體框架。其具有靈活擴展性，能夠滿足不同規模穩控裝置測試的要求，實現了對穩控裝置各種邏輯功能進行全面測試。該調試系統有效提升了穩控調試的效率，縮短區域安全穩定控制裝置校驗時間。

關鍵詞：電力系統;穩控;廠站;調試時間

1穩控裝置測試現狀及方法

近年來，國內外學者對穩控裝置測試已進行了相關的研究，并取得了一系列的研究成果。目前出廠驗收測試和現場聯合調試使用的測試裝置和測試軟件多為傳統的繼電保護測試儀或穩控裝置廠家配套的測試儀，測試方法多為設置狀態序列模擬元件故障，根據穩控裝置的動作結果人工判斷邏輯是否正確，該方法操作繁瑣，可重用性差，對于每次試驗均需要手動設置狀態序列，并且測試結果需要人工核實是否正確。利用RTDS進行電力系統實時數字仿真試驗，可實現穩定控制系統的閉環試驗，但是測試難度大、復雜程度高，不適用于現場調試[5]。

為了解決上述問題，本文提出一種可以模擬多個廠站站間通信的穩控靜態測試系統 （以下簡稱“穩控測試系統”）。該測試系統通過上位機軟件快速圖形化建立穩控裝 置的功能試驗數據，通過穩控測試儀同步輸出給被測穩控 裝置，進而完成本站穩控裝置的全部邏輯功能測試。該系統具備試驗過程簡單、攜帶輕便的優點，無需多個廠站配合就能一次性完成穩控裝置的全部邏輯功能測試，并且實時監控穩控裝置動作報文和站間通信信息，有效解決了穩控裝置系統測試困難的技術難題。

2系統設計

2.1系統框架

本文的設計思路是將穩控測試系統分為后臺控制系統、測試執行系統、測試數據庫系統三個部分。后臺控制系統主要實現控制功能，提供友好的人機界面，能夠對穩控裝置快速進行圖形化信息建模，配置穩控裝置功能的邏輯驗證數據，實現所有穩控裝置邏輯功能的測試建模，建立測試運行環境，控制測試用例的執行，在測試過程中，收集、處理、校驗穩控裝置實時動作報文和穩控站間信息，生成測試報告。

測試執行系統主要負責與被測穩控裝置進行交互，根據測試用例里的設置數據輸出穩控站間通信數據，以及輸出模擬量、開關量的波形和數字量;同時收集被測穩控裝置的站間信息、動作報文，接點動作信息，上送給后臺控制系統。數據庫系統主要 任務是讀取穩控裝置策略表、ICD模型、定值、參數等信息，并以數據化方式保存起來，給后臺控制系統提供相關測試數據。

2.2 穩控測試系統組成

穩控測試系統主要由后臺計算機、以太網交換機、穩控測試儀、被測穩控裝置等組成，后臺計算機采用Linux操作系統，其主要任務是對測試系統進行系統配置，讀取裝置信息，編輯和管理測試用例，選擇自動測試方案，通過網絡命令驅動其他程序模塊控制相應的硬件執行測試任務，監視測試過程信息，對整個測試的流程和通信進行統一管理，完成穩控所有邏輯功能測試，分析和處理測試結果以及生成、保存測試報告。

穩控測試儀以穩控站間通信板卡為核心硬件，能夠滿足穩控站間通信高頻率發送和接收的要求，并可以對站間大流量數據進行實時處理。測試儀還配置小信號輸出板卡、開入開出板卡和數字化板卡，能夠滿足常規站和數字化站穩控裝置的測試需求。其硬件配置自由 靈 活，I/O點數完全不受限制，可以根據測試項目的需要，通過添加新的硬件和接口模塊，針對不同穩控裝置規模和策略邏輯功能，低成本實現系統測試功能的擴展。

3穩控測試系統的測試過程

對于穩控裝置的測試，主要驗證系統控制策略邏輯、廠站站間通信功能、IEC61850通信報文，及開入開出、采樣回路等是否正確、滿足要求。

首先，根據系統硬件結構圖，搭建好測試環境。然后，在后臺測試軟件建立測試工程目錄，通過網絡讀取穩控裝置ICD模型、定值、參數、策略表、遙信、壓板狀態等信息完成初始化配置，建立廠站間隔映射、系統參數映射、站間數據映射，生成穩控裝置的信息數據模型。根據數據模型和策略表、定值表，將穩控裝置復雜邏輯功能分解為若干子功能模塊，在測試工程目錄下，以子功能名稱命名創建若干管理文件夾，將子功能劃分為若干個不可再分的子邏輯，以此為單位建立相應測試用例。

測試用例界面分為本站數據和站間數據兩個部分。在本站數據界面，設置多個狀態的模擬量和開入，來模擬被測本站穩控裝置站內各線路、變壓器或發電機間隔的運行狀態、故障情況。在站間數據界面，根據具體穩控工程的各廠站之間通信協議內容進行配置，設置對側廠站的多個狀態的潮流、運行狀態和元件故障等信息。另外，可以模擬穩控 主 站，接收執行站不同間隔的可切負荷、機組功率、線路或投停狀態等信息，按照設定目標，向執行站發送切負荷量、切機組命令等信息;可以模擬穩控執行站，向主站發送不同間隔的功率、運行狀態等信息，接收主站發送的切負荷量、切機組命令等信息。

測試開始時，穩控測試儀將上述本站的多狀態數據與站間多狀態數據同步輸出，同時接收穩控裝置發出的站間通信數據，通過篩選上送給后臺軟件。

測試過程中，后臺軟件一方面實時接收、判別站間數據，另一方面還要讀取出口接點動作信息和動作報文信息，進行動作出口測試、報文測試、誤差測試等試驗。動作出口測試是測試出口繼電器的動作次數及其動作時間和返回時間;報文測試是測試動作報文的次數及其動作時間和返回時間;誤差測試是將故障報告中的故障電壓、故障電流、故障功率、切機切負荷容量等與理論值進行比較，看其是否滿足要求。將上述校驗結果，按照廠站和間隔的方式映射，并進行界面化展示，使得測試過程信息透明化，提高可讀、易用性。

4結語

本文提出的穩控測試系統可以實現在單個廠站內對穩控裝置各種邏輯功能完整的測試，有效地提高了穩控裝置的測試效率和安全性，極大地縮短了區域安全穩定控制裝置校驗時間，確保了測試數據和結果的準確性、科學性、完整性，提升穩控裝置的整體可靠性。

參考文獻

[1]魏存良. 安全穩定控制裝置運行維護的危險點分析與控制[J]. 科技致富向導， 2013（12）：176-176.

[2]雷小東. 電力生產穩控裝置優化升級的特點分析[J]. 河南科技， 2013， 000（002）：51-51.

[3]肖友強， 王君超， 任祖怡，等. 基于電網穩控策略智能調試系統研究[J]. 信息系統工程（12）：3.