[发明专利]智能变电站二次设备整站仿真测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能变电站二次设备仿真测试系统，尤其是一种智能变电站二次设备整站仿真测试系统。 

背景技术

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求。与常规变电站相比，智能变电站的二次系统构架发生了很大变化。首先是继电保护的分布式配置。按照国家电网公司智能站通用设计要求，220kV及以上电压等级的智能变电站间隔层保护布置在保护小室，而过程层合并单元及智能终端布置在就地智能汇控柜，设备之间采用光纤互联。其次，二次信号的传输载体和形式也发生了改变。智能站二次系统在就地将电气模拟量和开关量转换为光数字信号，利用光纤将数字信号传输给相关设备，没有长电流、电压回路，二次电缆的数量大幅减少。上述变化带来的优势是全站结构清晰紧凑，自动化水平大幅提高，不同设备间实现了无缝连接。但数字化也带来了信号不直观、不易维护等问题，智能设备升级改造困难，使得调试工作的重要性大大提升。 

随着电子式互感器、智能断路器及过程层网络的应用，智能变电站二次设备的工作性能、可靠性己不仅仅由单装置决定，通信网络及各装置间的配合同样至关重要，各装置之间的连接关系更加紧密。通过局部设备、单一功能的测试，并不能确保系统集成后整体功能的正确性和可靠性。因此智能变电站中继电保护装置等二次设备的检测已从传统的单装置检验方式转变为全站二次系统集中集成测试模式。目前，现有的智能变电站测试设备功能不完备，测试方法不成熟，测试标准不够全面，测试技术还远远不能满足现场需求，均有待进一步完善。 

基于上述原因，开展智能变电站二次设备系统级的测试和评估技术研究是十分必要的。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能变电站整站仿真测试系统，同时接入多个间隔相关保护、测控装置，通过模拟各种故障的智能电网状态，检验保护装置的动作逻辑，考察保护装置的动作性能、考察二次装置间的互操作性能和通信网络的性能。 

本发明所采取的技术方案是： 

一种智能变电站二次设备整站仿真测试系统，安装了智能电网仿真软件的测试工作站、无线控制主机和1台以上的无线终端；测试工作站包括实时I/O接口模块；无线控制主机包括通信模块和同步控制模块；无线终端包括通信模块、信号转换模块和智能终端模拟模块。

IO接口模块用于实现智能电网仿真软件和无线控制主机实时信息交互的接口功能。 

模拟智能终端模拟“智能终端＋实际刀闸＋实际断路器”的功能，仿真过程层一次设备的动作行为，采集断路器、刀闸的状态变位GOOSE信息，根据接收的遥控指令进行相应操作，实现保护跳合闸闭环试验以及传动工作。它也可以进行各种故障设置，模拟开关、刀闸及操作机构的正常操作和动作情况，以及开关和刀闸拒动、非全相、慢分、辅助接点不对应等各种异常、故障情况。 

测试工作站和无线控制主机布置于保护室被测保护屏柜前，无线终端布置于就地智能汇控柜旁。 

测试工作站与无线控制主机实时双向连接，无线控制主机通过无线网络与所述各无线终端双向连接。 

实时I/O接口可以作为测试工作站的一个组成模块；也可以单独作为一个独立设备，通过数据线与测试工作站双向连接。 

无线控制主机通过无线网络与各无线终端双向连接。 

无线控制主机的通信模块通过控制线与同步控制模块连接；无线终端的通信模块分别与智能终端模拟模块和智能终端通过数据线双向连接，还与通过数据线单向连接信号转换模块；信号转换模块的输出端通过数据线与合并单元的输入端连接。

同步控制模块通过IRIG-B或IEEE 1588网络接口方式实现时间同步。 

无线控制主机通过Wi-Fi网络与无线终端连接，其通信频率为2.4GHz， 传输速率为54Mbps。 

无线控制主机与无线终端交换的数据包括电流、电压和变电站二次系统的开关量。

信号转换模块先将线终端的通信模块接收的电压、电流数据转化为标准10V电压模拟小信号，再放大为100V电压、5A/1A电流量的输出信号。 

无线终端包括GPS模块及可延长接收装置，无线主机和无线终端的同步对时采用GPS直接授时＋晶振自守时方式。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：