一种馈线自动化的测试方法及系统

文档序号:1814543 发布日期:2021-11-09 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种馈线自动化的测试方法及系统 (Feeder automation test method and system ) 是由 李玉凌 何连杰 李二霞 杨红磊 亢超群 常方圆 孙智涛 许保平 樊勇华 于 2020-05-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种馈线自动化的测试方法及系统,所述方法包括:首先系统根据实际电网参数、拓扑及预设故障特征进行故障潮流计算得到各被试设备节点不同状态下的波形数据并发下到各节点就地测试仪,然后根据试验状态控制就地测试仪同步输出相应的波形,再根据任一节点被测设备的动作状态的变化同步触发各节点就地测试仪的工作模式切换,并进一步检查所有节点被测设备动作状态的变化,这些状态的变化进而触发各节点测试仪工作模式的再次切换,重复循环这样的过程直到被测设备状态不再改变。最后检查试验过程中被试设备状态变化与预期的动作逻辑是否一致,得到馈线自动化的测试结果。本发明解决了馈线自动化功能的测试问题,保障配电网运行稳定性。(The invention discloses a feeder automation test method and a system, wherein the method comprises the following steps: firstly, the system carries out fault load flow calculation according to actual power grid parameters, topology and preset fault characteristics to obtain waveform data of each tested equipment node under different states and sends the waveform data to each node local tester, then the local tester is controlled to synchronously output corresponding waveforms according to test states, then the working mode switching of each node local tester is synchronously triggered according to the change of the action state of any node tested equipment, the change of the action states of all the node tested equipment is further checked, the change of the states further triggers the re-switching of the working modes of each node tester, and the process is repeatedly cycled until the state of the tested equipment is not changed. And finally, checking whether the state change of the tested equipment is consistent with the expected action logic in the test process to obtain the test result of the feeder automation. The invention solves the testing problem of the feeder automation function and ensures the operation stability of the power distribution network.)

一种馈线自动化的测试方法及系统

技术领域

本发明涉及配电网馈线自动化测试技术领域,具体涉及一种馈线自动化的测试方法及系统。

背景技术

配电网作为电网的重要组成部分,直接面向终端用户,与广大人民群众的生产生活息息相关,是保障国计民生的重要基础设施,也是实现电网企业经济效益、践行社会承诺的重要环节。目前各类用户对负荷接入、供电质量、抢修响应等供电服务能力的要求持续提高,社会舆论对停电事件的关注程度越来越高,而配电网的运行水平直接影响用户供电可靠性。

在配电网系统中,利用分段开关的准确动作隔离故障并快速转供实现非故障区恢复供电的系统或方法就是馈线自动化,但由于馈线自动化的开关与配套的配电终端设备安装位置分散、设备种类多样、动作逻辑丰富等原因,导致馈线自动化功能很难甚至不能进行测试,但馈线自动化功能作为配电网安全运行的重要保障,亟需一种可靠、有效的测试手段。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足,本发明提供了一种馈线自动化的测试方法,其特征在于,包括:

S1基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧;

S2获取各就地测试仪基于切换命令帧切换输出后检测到各被测设备的动作状态;

S3基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点对应就地测试仪的工作模式进行调整;

S4基于测试中各被测设备的动作逻辑与预期动作逻辑的关系,得到馈线自动化的测试结果。

优选的,所述基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧,包括:

基于各节点的状态计算各节点对应的波形数据;

基于各节点对应的波形数据选择与各节点对应的就地测试仪的工作模式;

将与各节点对应的就地测试仪的工作模式封装成切换命令帧并发送给各节点对应的就地检测仪;

其中,所述就地测试仪的工作模式与各节点的波形数据一一对应。

优选的,所述基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧之前,还包括:

检测预制的馈线自动化过程中是否有波形数据,当有波形数据时则将波形数据下发至各就地测试仪,并基于各就地测试仪的反馈确认下载进度;否则根据拓扑图以及所述馈线自动化过程中设置的各节点的负荷电流值和故障特征计算各节点在不同工作模式下的波形数据,并下发至各节点就地测试仪。

优选的,所述基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点的工作模式进行调整之后,包括:

检测各被测设备的动作状态中开关位置变化信息,当开关位置发生变化时执行S1,否则检测是否有触发故障指令;

当检测到触发故障指令时,则将所述馈线自动化过程中指定的故障点设置为生效状态,更新各节点的状态并执行S1,否则判断所述馈线自动化过程中设置的故障特征;

当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点模拟开关跳闸时,则设置故障支路中电源节点和所有供电回路的节点为停用态,更新各节点的状态并执行S1;

当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点被设定为停用态后需要模拟开关重合闸时,则触发电源节点恢复为运行态,更新各节点的状态并执行S1;

否则判断是否接收到测试结束指令;如果没有收到则执行S2否则执行S4。

优选的,所述获取各就地测试仪根据切换命令帧检测到各被测设备的动作状态之前,还包括:

检测所有就地测试仪上送的切换时刻是否一致,当切换时刻一致时则继续进行测试,否则弹出测试失败信息,测试结束。

优选的,所述基于各节点的工作模式分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧之前,还包括:

将各就地测试仪与被测设备连接;

将各就地测试仪的卫星对时天线进行安装试验,确认各就地测试仪对时成功;

将测试管理软件与就地测试仪进行通讯连接;

测试管理软件测试与就地测试仪的最大通讯延时;

在测试管理软件内绘制与待测试馈线自动化一致的拓扑图,设置节点和节点类型,以及各节点开关类型;

在测试管理软件配置各节点的就地测试仪;

设置各节点开关位置为初始状态;

将制定的馈线自动化过程中的故障点设置为无效状态。

优选的,所述馈线自动化过程的制定,包括:

设置各节点的负荷电流值;

设置故障点、故障类型和故障状态;

设置被测设备的馈线自动化类型及自愈要求。

基于同一发明构思,本发明还提供了一种馈线自动化的测试系统,包括:

下发指令模块,用于基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧;

获取模块,用于获取各就地测试仪基于切换命令帧切换输出后检测到各被测设备的动作状态;

调整模块,用于基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点对应就地测试仪的工作模式进行调整;

结果模块,用于基于测试中各被测设备的动作逻辑与预期动作逻辑的关系,得到馈线自动化的测试结果。

优选的,所述下发指令模块,包括:

计算单元,用于基于各节点的状态计算各节点对应的波形数据;

选择单元,用于基于各节点对应的波形数据选择与各节点对应的就地测试仪的工作模式;

下发指令单元,用于将与各节点对应的就地测试仪的工作模式封装成切换命令帧并发送给各节点对应的就地检测仪;

其中,所述就地测试仪的工作模式与各节点的波形数据一一对应。

优选的,所述系统还包括判断模块;

所述判断模块在调整模块之后执行;

第一判断单元,用于检测各被测设备的动作状态中开关位置变化信息,当开关位置发生变化时执行下发指令模块,否则检测是否有触发故障指令;

第二判断单元,用于当检测到触发故障指令时,则将所述馈线自动化过程中指定的故障点设置为生效状态,更新各节点的状态并执行下发指令模块,否则判断所述馈线自动化过程中设置的故障特征;

第三判断单元,用于当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点模拟开关跳闸时,则设置故障支路中电源节点和所有供电回路的节点为停用态,更新各节点的状态并执行下发指令模块;还用于当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点被设定为停用态后需要模拟开关重合闸时,则触发电源节点恢复为运行态,更新各节点的状态并执行下发指令模块;还用于判断是否接收到测试结束指令;如果没有收到则执行获取模块否则执行结果模块。

本发明提供的技术方案具有以下有益效果:

本发明提供的技术方案,首先基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧;其次获取各就地测试仪基于切换命令帧切换输出后检测到各被测设备的动作状态;然后基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点对应就地测试仪的工作模式进行调整;最后基于测试中各被测设备的动作逻辑与预期动作逻辑的关系,得到馈线自动化的测试结果。本发明测试了馈线自动化功能的有效性,解决了馈线自动化功能的测试问题,降低了故障处理时间,保障配电网运行稳定性,同时有效提高了用户供电可靠性。

附图说明

图1为本发明中一种馈线自动化的测试方法流程图;

图2为本发明实施例中节点类型参考定义方式示意图;

图3为本发明实施例中系统示意图;

图4为本发明实施例中测试准备流程图;

图5为本发明实施例中测试过程流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1:为实现各种馈线自动化逻辑的功能测试,如图1所示本发明提供了一种馈线自动化的测试方法,包括:

S1基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧;

S2获取各就地测试仪基于切换命令帧切换输出后检测到各被测设备的动作状态;

S3基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点对应就地测试仪的工作模式进行调整;

S4基于测试中各被测设备的动作逻辑与预期动作逻辑的关系,得到馈线自动化的测试结果。

实施例中在执行S1之前,还需要:

检测预制的馈线自动化过程中是否有波形数据,当有波形数据时则将波形数据下发至各就地测试仪,并基于各就地测试仪的反馈确认下载进度;否则根据拓扑图以及所述馈线自动化过程中设置的各节点的负荷电流值和故障特征计算各节点在不同工作模式下的波形数据,并下发至各节点就地测试仪。

实施例中在执行S3之后需要:

检测各被测设备的动作状态中开关位置变化信息,当开关位置发生变化时执行S1,否则检测是否有触发故障指令;

当检测到触发故障指令时,则将所述馈线自动化过程中指定的故障点设置为生效状态,更新各节点的状态并执行S1,否则判断所述馈线自动化过程中设置的故障特征;

当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点模拟开关跳闸时,则设置故障支路中电源节点和所有供电回路的节点为停用态,更新各节点的状态并执行S1;

当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点被设定为停用态后需要模拟开关重合闸时,则触发电源节点恢复为运行态,更新各节点的状态并执行S1;

否则判断是否接收到测试结束指令;如果没有收到则执行S2否则执行S4。

本实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明:

(1)对本发明用到的专用术语进行解释:

开关类型:根据开关设备的灭弧能力,分为负荷开关和断路器。

节点:指系统测试的电气点,一般对应一次开关设备位置和配套的配电终端设备,本发明中为了实现测试功能基于各节点配置就地测试仪。

节点类型:包括电源节点、分段节点和联络节点,在绘制一次系统图时指定节点和节点类型,节点和节点类型应与实际一次系统一致。

节点类型参考定义方式如图2和下表所示:

电气连接:指节点间连接状态,两节点间所有节点开关均为合位则判定为电气连接状态。

供电回路:与电源节点电气连接的回路。特定供电回路中位于本节点与电源节点之间的节点是本节点的前级节点,供电回路中其他节点是本节点的后级节点。

故障点、故障回路、非故障回路:故障点指系统设定的故障位置,与故障点连接的供电回路为故障回路,与故障点未连接的供电回路为非故障回路。

节点状态:节点状态指节点处于的系统运行状态,包括:运行态、故障态、失压态、备用态、停用态五种模式。各态判断方式及模拟量信息如下表:

故障点状态:故障点状态指有效态和无效态,处于无效态时故障点视为没有,处于有效态时故障点生效,模拟在电气连接回路中加入一个故障点。

最大通讯延时Ts:指测试管理软件与就地测试仪的最大通讯时间,实际应用中采用实测方式获取。系统搭建后由测试管理软件发送测试广播报文,各就地测试仪收到测试报文后立即返回应答报文,测试管理软件获取应答报文计算收发时间差,作为交换延时,取其1/2作为单向传输延时,重复5次,取所有测试仪单向传输延时的最大值做为系统的最大通讯延时Ts。

切换命令帧:指测试管理软件将所有节点的状态设定值和模拟量设定值以单条广播命令帧报文下发到各就地测试仪,这条报文即为切换命令帧。当模拟量值为波形文件时需要提前下载,切换命令帧中为相应的标志符。

电源节点动作模拟:指为了配合测试馈线自动化的动作过程,电源节点模拟变电站出线保护装置的保护动作和重合闸,其中动作次数和时间、重合闸动作次数和时间均为可设定参数。

(2)测试系统构成

如图3所示测试系统包括:测试管理软件、就地测试仪及辅助的通讯系统。测试管理软件安装在本地计算机内,本地计算机与就地测试仪的通讯采用无线公网或光纤通讯模式,通讯接口方式为以太网。

(3)测试原理

在测试管理软件中利用潮流分析实时判断各节点的工作模式,并据此控制测试仪的输出值,构建一个简易的数字式在环仿真系统,并根据预制的馈线自动化过程进行配合控制和逻辑检查,进而判断被测品动作逻辑是否与预期一致。

(4)测试方法

实施例中将图1所示的整个馈线自动化测试分为测试准备和测试开始两个过程。测试准备工作主要包括设备接线、系统对时、通讯连接、通讯时延测试、设置就地测试仪的配置参数、设置被测品的馈线自动化类型及自愈要求,测试准备流程如图4所示。测试准备工作完成后,开始测试,手动触发试验,通过判断是否需要加载波形、左右测试仪切换时刻是否一致、是否手动触发故障等条件,测试被测设备动作是否正常,得出被测设备馈线自动化功能测试结论,测试过程如图5所示。

本发明的发明构思为:首先系统根据实际电网参数、拓扑及预设故障特征进行故障潮流计算得到各被试设备节点不同状态下的波形数据并发下到各节点就地测试仪,然后根据试验状态控制就地测试仪同步输出相应的波形,再根据任一节点被测设备的动作状态的变化同步触发各节点就地测试仪的工作模式切换,并进一步检查所有节点被测设备动作状态的变化,这些状态的变化进而触发各节点测试仪工作模式的再次切换,重复循环这样的过程直到被测设备状态不再改变。最后检查试验过程中被试设备状态变化与预期的动作逻辑是否一致,得到馈线自动化的测试结果。

本实施例提供了具体的测试流程如下:

(1)将就地测试仪与被测试馈线自动化的配电终端设备进行连接,包括模拟量、位置信号及分合闸控制信号等。

(2)将就地测试仪的卫星对时天线进行安装试验,确认各测试仪对时成功。

(3)将本地计算机与各就地测试仪进行通讯连接,测试管理软件测试与就地测试仪的最大通讯延时TS,一般Ts大于100ms则不具备测试条件。

(4)在测试管理软件内绘制与实际系统一致的拓扑关系,设置系统节点和节点类型,设置各节点开关类型。

(5)在测试管理软件配置各节点的就地测试仪,包括测试仪IP、测试仪各电压输出对应被测品的电源侧或负荷侧等。

(6)设置各节点负荷值。

(7)设置故障点、故障类型和暂态值。设计系统内发生故障的位置和故障类型,可直接设置暂态值,也可导入暂态故障波形。

(8)手动设置各节点开关位置为初始状态,不符合预期的初始状态进行遥控操作设置为初始状态。

(9)设置故障点为无效状态。

(10)设置被测系统馈线自动化的模式,包括但不限于智能分布式速动型、智能分布式缓动型、电压时间型、自适应综合型等,并指定是否自愈合闸。

(11)在测试管理软件触发试验启动,测试管理软件判断有波形数据的优先将波形数据下发至各就地测试仪,并确认下载成功。

(12)测试管理软件计算各节点的状态和模拟数据,然后触发切换命令帧。

(13)各测试仪收到切换命令后将当前时间加上2TS后的下一个整百毫秒(或整500ms,可设)时间作为波形实际切换时刻,按照切换命令帧的要求循环输出模拟量波形。同时将切换时刻的绝对时标上送测试管理软件。

(14)测试管理软件检测到所有测试仪上送切换时刻一致则继续进行测试,否则弹出测试失败信息,跳转到第23步。

(15)测试仪检测被测终端的控制输出,并相应调整模拟断路器位置与其输出保持一致,如果断路器位置发生变化则立即上送遥信变位记录。

(16)测试管理软件监测各测试仪监测到的开关位置变化信息,检测到变化后,跳转到第12步。

(17)测试管理软件检测到手动触发故障发生后,设置故障点为生效状态,跳转到第12步。

(18)当故障回路的各节点开关类型均为负荷开关时,判断手动触发故障需要模拟开关跳闸后主动设定故障支路电源节点为停用态,并设置所有供电回路的节点为停用态,跳转到第12步。

(19)当故障回路的各节点开关类型均为负荷开关时,且故障支路电源节点被设定为停用态后需要模拟开关重合闸时,触发电源节点恢复为运行态,跳转到第12步。

(20)如果没有检测到测试结束命令跳转到第16步进行循环判断,否则进入第21步。

(21)测试管理软件计算开关动作过程与理论设定过程是否一致;

(22)如果动作过程符合理论设定过程则提示馈线自动化功能测试结论为合格,否则判定测试结论为不合格。

(23)停止所有就地测试仪,测试结束。

本发明提供的方法,可以适用于就地重合型馈线自动化、智能分布式馈线自动化以及各种馈线自动化的组合模式。当需要模拟多个故障位置或多种故障类型时,重复上述的第(7)~第(23)步。

本发明测试了配电网馈线自动化功能的有效性,降低故障处理时间,保障配电网运行稳定性,有效提高用户供电可靠性。

另外,本发明可以满足被测各开关为断路器模式或负荷开关模式。

实施例2:基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种馈线自动化的测试系统,包括:

下发指令模块,用于基于各节点的状态分别向各节点对应的就地测试仪发送切换命令帧;

获取模块,用于获取各就地测试仪基于切换命令帧切换输出后检测到各被测设备的动作状态;

调整模块,用于基于各被测设备的动作状态按照预制的馈线自动化过程对各节点对应就地测试仪的工作模式进行调整;

结果模块,用于基于测试中各被测设备的动作逻辑与预期动作逻辑的关系,得到馈线自动化的测试结果。

实施例中,所述下发指令模块,包括:

计算单元,用于基于各节点的状态计算各节点对应的波形数据;

选择单元,用于基于各节点对应的波形数据选择与各节点对应的就地测试仪的工作模式;

下发指令单元,用于将与各节点对应的就地测试仪的工作模式封装成切换命令帧并发送给各节点对应的就地检测仪;

其中,所述就地测试仪的工作模式与各节点的波形数据一一对应。

实施例中,所述系统还包括判断模块;

所述判断模块在调整模块之后执行;

第一判断单元,用于检测各被测设备的动作状态中开关位置变化信息,当开关位置发生变化时执行下发指令模块,否则检测是否有触发故障指令;

第二判断单元,用于当检测到触发故障指令时,则将所述馈线自动化过程中指定的故障点设置为生效状态,更新各节点的状态并执行下发指令模块,否则判断所述馈线自动化过程中设置的故障特征;

第三判断单元,用于当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点模拟开关跳闸时,则设置故障支路中电源节点和所有供电回路的节点为停用态,更新各节点的状态并执行下发指令模块;还用于当故障回路中各节点的开关类型为负荷开关,且故障支路的电源节点被设定为停用态后需要模拟开关重合闸时,则触发电源节点恢复为运行态,更新各节点的状态并执行下发指令模块;还用于判断是否接收到测试结束指令;如果没有收到则执行获取模块否则执行结果模块。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

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