[发明专利]适用于智能变电站的测试校验系统及校验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于智能变电站的测试校验系统及校验方法，用于智能变电站以及数字化变电站电子式互感器、合并单元、保护测控装置、智能开关、电能表等系统级现场测试和校验，属于电力系统智能变电站以及数字化变电站检测/校验技术领域。

背景技术

智能变电站是智能电网建设中不可或缺的重要组成部分。2009年国家电网公司一系列数字化变电站技术标准的制定标志着数字化变电站的建设已由科技项目阶段走向工程实践阶段。随着电子式互感器、合并单元、智能开关等的大规模应用，一方面电气设备之间的信号传递由传统的电缆模拟量传输方式转变为了光纤数字化传输方式；另一方面，数据共享、功能模块化分布式配置成为变电站建设的基本特征。相应的，对智能变电站以及数字化变电站的电气量校核技术和体系提出了新的要求。

为了解决工程应用的迫切需求，目前智能/数字化变电站中数字化的继电保护测控装置、数字量电能表、电子式互感器的现场校验主要有两种手段：一是采用厂家自己的测试工具，但这类测试工具一般功能简单、性能较低，通用性差，校验过程中出现无法联通时，难以界定哪方厂家技术有问题；二是采用第三方经过权威认证的校验工具，但这类测试工具现在只是完成一或两类设备的校验，不能完成数字化变电站整体（系统级）测试。智能开关设备和仿真电子式电流电压互感器特性的合并单元测试的现场校验目前国内外还是空白。

从现阶段智能变电站（数字化变电站）工程实施来看，由于缺乏系统级校验系统：第一，电流电压采集、I/O开关量处理等信息高度共享的模块存在多次重复性测试，大大增加了人力成本和资源消耗；第二，变电站设备整体运行效果只有投入运行后才能显现，而不能在这之前发现和解决问题，违背了增加校验、检测环节的初衷和目的；第三，校验、检测类设备过于分散，不便于设备的保管和维护，同时存在资源浪费的现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决智能变电站以及数字化变电站智能开关设备、仿真电子式互感器特性的合并单元测试的现场校验的迫切需求，并针对现有电子式互感器、电能表校验的技术现状的不足，开发出集电子式互感器、合并单元、保护测控装置、电能表、智能开关设备等检测校验一体化装置，以满足电力系统用户对于智能变电站及数字化变电站投运前的电气量系统级检测校验和投运时相位检测、波形分析的需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于智能变电站的测试校验系统及校验方法。

采用嵌入式系统系统技术的下位机+PC机上位机分布式实现。嵌入式下位机由采集板、信号板、数据板、同步板四块子板构成，优选地，采集板选购支持LabView二次开发的DT板卡，其余三块板卡自行开发。

其中信号板和数据板采用微处理器+FPGA组合架构，操作系统采用Vxworks，充分利用其实时性强、IO口配置丰富的特点，主要完成仿真6组采样通道共计22路电子式互感器特性、通过光纤以太网接收合并器试品IEC61850-9-1、IEC61850-9-2协议的采样值数据SV、自适应接收符合IEC60044-8的标准FT3或者符合国家电网标准的FT3采样值数据、通过光/电以太网仿真智能开关发送面向通用对象的变电站事件GOOSE报文；同步板采用DSP单处理器，主要完成IEEE1588报文处理及控制1PPS秒脉冲同步和IRGB码对时光脉冲信号输出。PC上位机利用其界面友好、数据处理能力强的特点，采用基于LabView应用软件开发，主要完成仿真电子式互感器特性测试数据的配置、通过电以太网接收SV和GOOSE及MMS报文、通过TCP/IP协议与嵌入式下位机进行数据交互、电子式互感器、电能表、智能开关设备、保护测控等专家分析功能，利用软件锁相环等技术实现电流电压二次回路相位核对。

不同传输速率、不同数据协议的FT3数据接收自适应。根据IEC60044-8协议要求，电子式电流电压互感器采样值输出采用高速率串行FT3输出。为保证数据传输过程中功耗稳定，FT3数据传输时采用曼切斯特编码形式。按照曼切斯特编码形式对数据时序进行跟踪，首先对FT3数据传输波特率进行预判断，其次结合稳定性检偏，最后确定FT3实际传输速率。根据传输速率判断结果，FPGA自动调节接收参数，并对接收到的编码数据进行CRC校验及解析，根据采样数据区的数据集长度区分是标准FT3协议和国家电网FT3协议，从而实现对不同传输速率、不同应用标准协议的FT3采样数据的接收。