智能变电站继电保护非侵入式测试系统及方法技术方案

一种电力系统技术领域的智能变电站继电保护非侵入式测试系统及方法，包括：网络通信模块和分别与之相连的SCD解析模块、测试控制模块、测试激励模块和测试评价模块；其中：SCD解析模块分别与网络通信模块、测试评价模块和HMI相连并传输SCD文件，网络通信模块分别与MMS网、GOOSE网相连并传输SCD文件、测试指令以及测试用例，测试控制模块分别与HMI、测试激励模块和网络通信模块相连并传输测试指令、与测试评价模块相连并传输测试需求，测试激励模块接收测试指令并输出测试用例至网络通信模块，测试评价模块与HMI相连并输出测试结果。本发明专利技术可满足合并单元与保护装置之间SV链路，及保护装置与智能终端GOOSE链路之间的测试，提高了智能变电站的测试效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电力系统
的装置和方法，具体是一种基于SCD 的，SCD (Substation Configuration Description)全称为变电站配置描述，S⑶文件描述了一个数字化变电站内各个孤立的 IED (智能电子设备），以及各IED间的逻辑联系，完整的描述了各个孤立的IED是怎样整合 成为一个功能完善的变电站自动化系统。
技术介绍
采用IEC61850标准通信的变电站，智能设备之间的交互的报文通常有GOOSE报 文、SV报文和MMS报文。随着智能电网技术的发展，作为智能电网建设的重要支撑智能化变 电站技术得到了快速发展，智能变电站二次系统增加了合并单元、智能终端、过程层交换机 等，整个二次系统涵盖在SCD文件中，相对于常规综自系统保护系统的测试变得相对复杂。 作为智能电网建设的重要支撑，智能化变电站在适应变电站EPC工程总包建设模式和就地 化布置方案上开展了积极的尝试，IED装置（Intelligent Electronic Device,智能电子设 备）就地化后体现为变电站IED装置分散式布置的特点，给常规测试方式带来了不便。 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103439612A公开（公告）日 2013. 12. 11，公开了一种智能变电站自动测试系统，包括：分别通过变电站网络相连的测试 系统以及被测IED装置，其中：测试系统通过解析SCD文件生成测试用例，经人机接口启动 测试流程，依据测试用例产生模拟测试激励量，经变电站局域网向被测IED装置施加激励 量，并读取被测IED装置对于测试激励的响应，最终自动形成测试结果评价报告。该技术能 够实现对每个被测IED装置测试结果的自动评价、实现被测IED装置测试文档的完整管理， 保证了电网的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性。但该技术需要通过SV网络施加测 试激励量，不能满足点对点接线方式（即合并单元经光缆直接与保护装置联接）的保护 装置测试，同时，无法检测合并单元与保护装置之间SV的链路联接。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种智能变电站继电保护非侵入式测 试系统及方法，通过G00SE网络施加合并单元的测试激励量，并采用闭环方式进行测试，因 此本专利技术能满足点对点模式的测试，为实现智能变电站的继电保护及二次系统在线测试 提供必要条件，保证了电网的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： 本专利技术涉及一种能够实现现场不变更IED接线、不改变IED定值的智能变电站 继电保护非侵入式测试系统，其设置于变电站控制室内并与IED装置通过变电站局域网 络相连，该系统包括：网络通信模块和分别与之相连的SCD解析模块、测试控制模块、测 试激励模块和测试评价模块；其中：SCD解析模块分别与网络通信模块、测试评价模块和 HMI (Human Machine Interface，人机接口）相连并传输S⑶文件，网络通信模块分别与MMS 网、GOOSE网相连并传输SCD文件、测试指令以及测试用例，测试控制模块分别与HMI、测试 激励模块和网络通信模块相连并传输测试指令、与测试评价模块相连传输测试需求，测试 激励模块接收测试指令并输出测试用例至网络通信模块，测试评价模块与HMI相连并输出 测试结果。 所述的被测保护系统包括但不限于：合并单元、保护装置（线路、变压器、母线保 护等）、智能终端。 所述的S⑶解析模块包括：S⑶文件获取单元和S⑶模型解析单元，其中：S⑶文 件获取单元通过网络通信模块从MMS网获得SCD文件或通过HMI获取SCD文件，并传输给 S⑶模型解析单元；S⑶模型解析单元通过SCL标签搜索技术从S⑶文件中解析得到二次回 路拓扑关系，生成被测保护系统需验证的SV、GOOSE虚端子/虚回路的测试需求，并输出至 测试评价模块。 所述的测试评价模块包括：数据存储单元和测试评估单元，其中：测试评估单元 接收来自MMS网络的保护装置对于合并单元施加激励的遥测量响应，并将该响应与其匹配 的测试需求进行比对得到自动评价测试结果后输出至数据存储单元；此外，测试评估单元 接收来自智能终端对于保护装置测试激励量的响应，并将该响应与其匹配的测试需求进行 比对得到自动评价测试结果后输出至数据存储单元，数据存储单元接收并保存来自SCD解 析模块的测试需求。 所述的测试激励模块包括：用例解析单元和激励施加单元，其中：用例解析单元 根据测试指令调用并匹配测试评价模块的测试需求，形成测试激励量；激励施加单元根据 预先设定的延时，分别将测试激励量经GOOSE网络输出至合并单元、经MMS网络输出至保护 装置以实现测试。 本专利技术涉及上述系统的测试方法，包括以下步骤： S100,非侵入式测试系统经MMS网络或HMI获取S⑶文件，由S⑶解析模块解析 SCD文件，形成测试需求，并输出至测试评价模块。 S200,测试控制模块经HMI获取人工测试指令，经G00SE网将测试指令输出至合并 单元和智能终端，经MMS网络将测试指令输出至保护装置，使被测保护系统的合并单元、保 护装置、智能终端置于TEST模式； S300,测试激励模块依据测试指令，匹配测试评价模块的测试需求，产生合并单元 测试用例及保护装置测试用例，经预先设定的时延分别对被测合并单元和保护装置施加测 试激励量，进行自动测试； S400,测试评价模块经MMS网络获取被测保护装置遥测量对于合并单元测试激励 的响应，经比对测试需求，自动评价合并单元与保护装置之间SV链路的正确性；经G00SE网 络获取智能终端G00SE输出对于保护装置测试激励量的响应，经比对测试需求，自动评价 保护装置与智能终端之间G00SE链路的正确性，并存储测试自动评价结果； 由此，完成智能变电站基于S⑶的非侵入式测试过程。 技术效果 与现有技术相比，本专利技术在不改变原来保护装置可靠性的重要前提下，实现了非 侵入式测试功能，大大简化了智能变电站二次回路的测试流程，提高了系统的整体可靠性， 提高了电力系统供电的可靠性。 测试效率方面：非侵入式测试可以在控制室或保护小室施加测试激励量并从MMS 网和GOOSE网获取测试激励响应。不需要到开关场就地化安装的合并单元、智能终端柜前 搭测试平台，隔离合并单元输入光缆或电缆，通过试验仪器施加测试激励量；也不需要现场 接智能终端的输出端，获取智能终端对于保护装置测试激励的响应；极大便利现场测试，现 场测试所需要的时间将是目前常规测试方案的十分之一不到。 测试质量方面：由于微机保护装置的功能逻辑及动作性能主要由软件实现，并由 软件版本保证性能的一致性，这种性能试验一般通过动模试验或现场投产试验保证。因此， 投产后的运维测试主要测试合并单元与保护装置SV链路，及保护装置与智能终端GOOSE链 路之间的正确性；由于上述链路拓扑关系涵盖在SCD文件中，因此，可以通过解析SCD文件， 获取需要验证的SV、GOOSE链路关系，并形成非侵入式测试的测试用例，通过施加基于测试 用例的测试激励量，验证SV、GOOSE链路的正确性。 【附图说明】 图1为本专利技术结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站继电保护非侵入式测试系统，其特征在于，该测试系统设置于变电站控制室内并与IED装置通过变电站局域网络相连，且具体包括：网络通信模块和分别与之相连的SCD解析模块、测试控制模块、测试激励模块和测试评价模块；其中：SCD解析模块分别与网络通信模块、测试评价模块和HMI相连并传输SCD文件，网络通信模块分别与MMS网、GOOSE网相连并传输SCD文件、测试指令以及测试用例，测试控制模块分别与HMI、测试激励模块和网络通信模块相连连并传输测试指令、与测试评价模块相连并传输测试需求，测试激励模块接收测试指令并输出测试用例至网络通信模块，测试评价模块与HMI相连并输出测试结果；所述的测试需求，即需要验证的连接关系，具体是指：根据SCD文件所解析获取的二次虚回路拓扑关系，需要验证的合并单元与保护装置SV链路的联接关系，及保护装置与智能终端需要验证的GOOSE链路的联接关系，当确定需要做线路保护装置的二次回路试验，就是需要验证与线路保护装置相连的合并单元与线路保护装置之间SV链路正确性；及线路保护装置与智能终端之间GOOSE链路之间的正确性关系；所述的测试指令是指：人工启动的测试流程，使被测保护系统进入符合IEC61850标准TEST模式的命令；所述的测试用例是指：针对被测保护系统所施加的测试激励量，对于合并单元测试用例是指匹配合并单元的SV测试用数据；对于保护装置的测试用例是指匹配GOOSE输出数据集。...

【技术特征摘要】
1. 一种智能变电站继电保护非侵入式测试系统，其特征在于，该测试系统设置于变电 站控制室内并与IED装置通过变电站局域网络相连，且具体包括：网络通信模块和分别与 之相连的SCD解析模块、测试控制模块、测试激励模块和测试评价模块；其中：SCD解析模块 分别与网络通信模块、测试评价模块和HMI相连并传输S⑶文件，网络通信模块分别与MMS 网、GOOSE网相连并传输SCD文件、测试指令以及测试用例，测试控制模块分别与HMI、测试 激励模块和网络通信模块相连连并传输测试指令、与测试评价模块相连并传输测试需求， 测试激励模块接收测试指令并输出测试用例至网络通信模块，测试评价模块与HMI相连并 输出测试结果； 所述的测试需求，即需要验证的连接关系，具体是指：根据SCD文件所解析获取的二次 虚回路拓扑关系，需要验证的合并单元与保护装置SV链路的联接关系，及保护装置与智能 终端需要验证的GOOSE链路的联接关系，当确定需要做线路保护装置的二次回路试验，就 是需要验证与线路保护装置相连的合并单元与线路保护装置之间SV链路正确性；及线路 保护装置与智能终端之间GOOSE链路之间的正确性关系； 所述的测试指令是指：人工启动的测试流程，使被测保护系统进入符合IEC61850标准 TEST模式的命令； 所述的测试用例是指：针对被测保护系统所施加的测试激励量，对于合并单元测试用 例是指匹配合并单元的SV测试用数据；对于保护装置的测试用例是指匹配GOOSE输出数据 集。2. 根据权利要求1所述的智能变电站继电保护非侵入式测试系统，其特征是，所述的 S⑶解析模块包括：S⑶文件获取单元和S⑶模型解析单元，其中：S⑶文件获取单元通过网 络通信模块从MMS网获得S⑶文件或通过信息交互模块由用户输入S⑶文件，并传输给S⑶ 模型解析单元；SCD模型解析单元通过SCL标签搜索技术从SCD文件中解析得到二次回路 拓扑关系并生成被测保护系统需验证的SV、GOOSE虚端子/虚回路的测试需求并输出至测 试评价模块。3. 根据权利要求1所述的智能变电站继电保护非侵入式测试系统，其特征是，所述的 测试评价模块包括：数据存储单元和测试评估单元，其中：测试评估单元接收来自丽S网 络的保护装置对于合并单元施加激励的遥测量响应，并将该响应与其匹配的测试需求进行 比对得到自动评价测试结果后输出至数据存储单元；此外，测试评估单元接收来自智能终 端对于保护装置测试激励量的响应，并将该响应与其匹配的测试需求进行比对得到自动评 价测试结果后输出至数据存储单元，数据存储单元接收并保存来自SCD解析模块的测试需 求。4. 根据权利要求1所述的智...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，彭鹏，
申请(专利权)人：上海毅昊自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31