某种智能变电站综合性能测试系统功能设计方案

侯娟 刘星洁 赵勇 李春林

摘 要：本文结合智能变电站对新型设备现场级系统检测技术及精确性的需求，提出智能变电站综合性能测试系统设计方案，将测试系统从功能上分解为数字仿真平台、无线传输平台和智能变电站测试平台，分别对三个平台主要组成部分的功能设计方案进行说明。

关键词：智能变电站综合性能测试系统；数字仿真平台；无线传输平台；测试平台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.158

智能变电站测试技术是智能变电站能否顺利投运的保障，智能变电站设备及系统功能的可用性、可靠性、安全性以及可维护性都有赖于测试技术保证。传统的测试设备和测试方法在智能变电站中的应用局限性越来越大，目前市场上用于智能变电站的测试设备只注重单体设备的测试，无法满足在设备互联后进行系统级测试的要求，尤其是不同间隔之间的采样同步性等直接影响电网安全的系统级指标。

为解决上述问题，本文提出一种智能变电站统一测试所需的试验系统功能设计方案，根据该系统的应用，可以有针对地制定运行规程、检修和技改方案，同时为设备制造验收及运维管理提供检测标准，保障智能变电站系统功能的切实有效的实施，从而减少了电子式互感器、合并单元、智能终端等的事故。

本文将智能变电站综合测试系统从功能上分解为数字仿真平台、无线传输平台和智能变电站测试平台，并将智能变电站综合测试系统的功能分解到三个平台中。

1 数字化仿真平台

数字化仿真平台要能够实现智能变电站设备和线路的建模，模拟动态和时域仿真，对仿真结果进行辅助分析和显示，同时将仿真数据传送到无线控制主机。基于上述分析，數字化仿真平台需要包括以下几个模块：图形建模模块、电力系统仿真模块、模拟量波形显示模块和控制试验模块及电脑。

各模块功能：图形化建模模块用来构建电力系统中主要电气设备的模型库，完成智能变电站及直连设备、电源。电力系统仿真模块将“图形化建模软件”建立的智能变电站仿真模型构建微分方程组，对于设定的时序和故障对象，先模拟动态仿真过程，再完成时域仿真。模拟量波形显示模块对仿真结果的进行辅助分析，将模拟量的时域仿真结果以波形的方式显示出来。控制模块对试验条件、时序参数进行设置，实现试验控制功能。

数字化仿真平台支持用电力设备功能模块构建变电站及周边电网仿真模型，变电站仿真软件包含下述电力设备及控制模型举例：

电源描述：带内阻抗的电压源，不考虑电源内阻抗之间的互感。

元件模型如图1所示，该元件的参数属性对话框如图2所示。

2 无线传输平台

无线传输平台要能够实现实验系统的同步对时，接收数字化仿真平台的时域仿真结果，并将时域仿真结果以无限传输方式下装到采集模拟器。无线传输平台硬件包括无线传送主机、含无线传送模块的“采集器模拟器”和“开关模拟器”无线传输从机。无线传输平台将试验主机和采集器模拟器以及开关模拟器联系起来主机和模拟器之间通过无线方式以数字量传输，既不受距离限制，又没有衰耗问题，可方便高效的从不同间隔同时加量进行各种对间隔仿真试验和整组试验。为了保证不同模拟器输出的同步性，模拟器和主机之间采用了IEC61850标准中的1588对时方式。

3 智能变电站性能综合测试平台

智能变电站性能综合测试平台的对象是“电子式互感器”，“合并单元”，“保护装置”及“智能终端”，要能够实现数据的处理、各装置同步性能测试以及系统级校验。

本文设计的智能变电站综合测试平台包括以下几个模块：数据处理模块、延时测试模块以及校验模块。

各模块功能，数据处理模块用于统计合并单元发送报文的丢包数及丢包率；分析合并单元输出信号；分析合并单元发送报文时间抖动特性。延时测试模块用来测试电子式互感器及合并单元稳态绝对延时时间和暂态绝对延时时间；测试保护装置GOOSE变位延时时间；测试智能终端DI变位延时时间；测试合并单元额定延时时间。校验模块实现电子式互感器及合并单元的稳态和暂态准确度校验；互感器极性校验。

4 结束语

目前国内外，应用于智能变电站的测试仪器有数字化继电保护测试仪、网络报文分析工具、网络测试工具等设备，能实现对智能变电站的保护设备、交换设备、通道进行单项测试。方案中的智能变电站系统级综合测试系统，能够实现模拟全站运行工况的网络分析工具，能对电子互感器的测试仪器、合并单元以及全站时间同步的测试系统，进行全站模拟运行测试和实验。能够满足国家智能电网智能变电站的系统测试需求，同时该系统可广泛应用于智能电网的智能变电站系统，并在电力系统的生产、科研领域获得应用。

参考文献：

[1]井实，黄琦等.基于无线同步技术的智能变电站全场景试验系统[J].电力系统自动化，2013（02）：72-78.

[2]赵勇，孔圣立等.电子式电流互感器暂态传变延时测试技术研究[J].电力系统保护与控制，2014（17）：12-16.