[发明专利]基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试系统及方法

说明书

本发明的一种基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试系统及方法，由线路本侧测试单元与对侧测试单元，每个测试单元内部包括北斗通信模块、数据仿真模块与数据接口模块；北斗通信模块接收卫星对时报文实现时钟同步，同时通过短报文与对侧测试单元交互试验控制信息与试验结果；数据仿真模块按输入的系统运行参数仿真保护装置所需的试验虚拟数据；数据接口模块向保护装置输出试验采样模拟量与开关位置信息，同时采集保护装置输出的跳闸信息。本发明可解决目前在变电站现场缺乏线路光纤差动保护的系统化调试技术，以满足电力系统用户对线路保护装置现场检测的需求。

技术领域

本发明涉及电力系统变电站二次设备测试技术领域，具体涉及一种基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试系统及方法。

背景技术

光纤差动保护灵敏度高、动作性强、可快速有效的切除区内故障，是电力系统高压线路的主要保护方式。随着计算机、通信技术的不断发展，线路光纤差动保护在电力系统中的应用日益广泛，其保护装置的可靠性也一直是行业研究的热点。光纤差动保护需要获取本侧与对侧的电气量信息，其动作判据涉及到采样值、开关位置、对侧状态等多种信号，如何高效准确的验证其系统的可靠性，对保障电网的稳定运行有重要的意义。

保护装置测试包括出厂测试与现场调试，出厂测试主要用于对装置的保护逻辑与外部接口进行验证，测试方法简单，但在变电站的建设过程中保护装置存在装置运输、现场安装、信号接入等各种不确定因素，其在变电站投运后的实际运行状况可能会与前期测试结果存在出入。由于光纤差动保护系统涉及的信号较多，信号源相距较远，线路保护装置的现场测试工作一直是困扰调试人员的问题。目前，光纤差动保护在变电站现场一般通过就地模拟对侧信号，虚拟电力系统故障环境的方式，定性的验证保护的动作准确性。这种测试方法不易确定保护配置及其定值整定的合理性，也无法验证对侧信号的传输链路是否存在问题，缺乏对线路保护的系统性调试。现场也有采用GPS对时实现的保护测试仪同步调试方法，但测试点的两端需要通过人工方式控制试验流程，操作繁琐，测试采用的虚拟数据也不具备系统关联性，无法全面验证被测线路保护装置与实际运行工况的契合度。

发明内容

本发明提出的一种基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试系统及方法，可解决目前在变电站现场缺乏线路光纤差动保护的系统化调试技术，就地单体调试时不易验证保护配置合理性，无法测试对侧信号的传输链路，同步对时调试时操作繁琐，测试数据不具备系统性等问题，以满足电力系统用户对线路保护装置现场检测的需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试系统，包括线路本侧测试单元与对侧测试单元，每个测试单元内部包括北斗通信模块、数据仿真模块与数据接口模块；

北斗通信模块接收卫星对时报文实现时钟同步，同时通过短报文与对侧测试单元交互试验控制信息与试验结果；

数据仿真模块按输入的系统运行参数仿真保护装置所需的试验虚拟数据；

数据接口模块向保护装置输出试验采样模拟量与开关位置信息，同时采集保护装置输出的跳闸信息；

对侧测试单元将对侧保护装置的测试结果通过北斗系统短报文反馈回本侧测试单元。

进一步的，测试单元内部通过串口和PPS秒脉冲接收北斗通信模块的对时报文。

另一方面，本发明还公开一种基于北斗系统的光纤差动保护现场仿真测试方法，基于上述测试系统，包括以下步骤：

S100、测试系统建模；

S200、测试单元同步；

S300、本侧与对侧试验通信；

S400、故障仿真计算；

S500、测试数据接口交互；