[发明专利]一种基于电力线通信的智能变电站二次设备集成测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站二次设备测试领域，具体涉及一种基于电力线通信的智能变电站二次设备集成测试系统。

背景技术

近年来，我国智能电网的建设已经上升至国家战略层面的高度，而智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转化和控制的核心平台之一，其规划建设已经全面铺开。智能变电站基于IEC61850标准，广泛采用了数字化采样、智能一次设备和光纤以太网等先进技术，大幅提升了变电站的可靠性和智能化水平，同时也给变电站的调试及试验提出了新的要求。目前，现有的针对智能站二次设备的试验工具无法良好应用于变电站现场环境，实现整个二次系统的集成测试。

主要问题包括：

1)智能变电站具有数字化、网络化和全站信息共享的特点，针对二次系统的测试不仅应包括对各二次设备的单元检测，还需要对设备之间的通信、互操作以及组成系统进行全面的系统级测试。目前现场使用的测试设备受运算规模、接口数目等限制，只能针对合并单元、数字化保护、智能终端等局部设备开展单一功能测试，无法开展复杂故障、发展性故障以及保护协同配合等模拟测试，不能确保构成系统后整体功能的可靠性和有效性。

2)与常规变电站相比，智能变电站的二次系统布局发生了很大变化，特别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。鉴于此分布式布局，受空间距离以及环境影响，造成试验系统布线困难，变电站现场的间隔整组通流通压及功能传动等难以实现，给变电站的安全稳定运行带来了一定的隐患。

综上所述，需要一种新型的适用于智能变电站现场的二次设备测试方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种解决智能变电站的分布式布局困难的便携式、模块化的利用变电站低压站用电线路作为天然的数据传输通道的智能变电站二次设备集成测试系统，本测试系统不仅能针对局部设备开展单一功能测试，而且可以进行复杂故障、发展性故障以及保护协同配合的模拟测试。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于电力线通信的智能变电站二次设备集成测试系统，其包括智能变电站实时仿真器、第一电力线通信接口装置、站用电线路通道和分布式数据终端；所述智能变电站实时仿真器和第一电力线通信接口装置布置在变电站保护间内，且所述智能变电站实时仿真器与第一电力线通信接口装置通过高速总线连接；所述分布式数据终端位于一次设备间内的且布置在一次设备间内的间隔汇控柜旁，所述分布式数据终端与智能变电站一次设备间内的间隔汇控柜一一对应，且所述间隔汇控柜中的合并单元和智能终端分别通过光纤与相应的分布式数据终端连接，所述间隔汇控柜布置在就地一次设备旁；所述分布式数据终端与所述第一电力线通信接口装置通过站用电线路通道相通信。

进一步的，所述分布式数据终端包括FPGA实时处理单元、以太网PHY芯片、GPS定时模块、第二电力线通信接口装置和电源；

所述FPGA实时处理单元的SV报文接收端及GOOSE收发端依次经以太网PHY芯片和第二电力线通信接口装置接入站用电线路通道；所述FPGA实时处理单元的时钟单元依次经GPS定时模块和GPS天线接口连接，实现天基GPS对时；所述FPGA实时处理单元中的SV报文处理模块和GOOSE报文转发模块依次通过8口以太网PHY芯片、8口SFP光接口与所述间隔汇控柜中的合并单元和智能终端相连接；所述电源通过站用电线路通道的电能为所述FPGA实时处理单元供电。

进一步的，所述第一电力线通信接口装置包括以太网物理层收发器、电力线通信收发器、A/D转换器、D/A转换器、功率放大器、自动增益控制电路、电源电路和耦合单元；所述智能变电站实时仿真器经第一电力线通信接口装置的以太网物理层收发器与电力线通信收发器相连接，所述电力线通信收发器的发射端经D/A转换器后输出信号上变频，所述信号上变频经功率放大器接入耦合单元的上行输入端，所述耦合单元的上行输出端通过站用电线路通道发送数据至分布式数据终端，所述分布式数据终端通过站用电线路通道回传数据至所述耦合单元的下行输入端，所述耦合单元的下行输出端经自动增益控制电路后输出信号下变频，所述信号下变频经A/D转换器接入电力线通信收发器的接收端；所述电源电