一种智能变电站二次虚回路的自动检测系统及其方法
【专利说明】一种智能变电站二次虚回路的自动检测系统及其方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明提供了一种智能变电站二次虚拟回路的自动检测系统及其方法，属电力系统智能变电站技术领域。
【背景技术】
[0003]智能变电站是建设坚强智能电网的重大技术课题之一，也是智能电网建设的重要支撑节点。在IEC61850标准体系下，智能变电站以数字化的虚拟二次回路代替了传统变电站的硬电缆连接，间隔层以及过程层的SV (采样值)、G00SE (面向通用对象的变电站事件)通信网络报文已经成为IHK智能电子设备)间信息交互的主要载体。虚端子是描述IED的G00SE和SV输入、输出信号逻辑连接点的总称，用以标识过程层、间隔层及其之间联系的二次回路信号，与传统变电站的屏端子存在着对应关系，智能变电站二次回路主要体现在二次智能电子设备虚端子之间的拓扑连接关系。
[0004]智能变电站的二次设备系统的调试工作主要集中在配置SCD文件(变电站配置描述文件)、进行合并单元、智能终端与保护、测控设备之间的虚端子联接配置以及校验上述设备之间虚端子连线关系的正确性，通常采用的虚回路人工检测方法存在如下不足:
(1) 一座典型220kV智能变电站的虚回路连接可达几千条，光纤可达上千根，虚回路数量众多，不可避免的存在调试时间长的现象。而且，在调试的过程中，SCD文件处在不停的修改和验证中，更增加了整个变电站二次回路的调试时间。另外，由于个人经验的不同，人工检测可能存在遗漏的问题。
[0005](2)智能变电站的合并单元、智能终端安装在一次设备场内，通过测试仪施加测试激励量来验证虚回路存在实施困难的问题。而且，由于虚拟二次回路没有传统意义上明显的断开点，出于对安全性的顾虑，在测试时有时需要采取拆除装置之间的光纤回路，孤立被测装置和回路的方式。但同时也带来几个问题:首先是回路检测不完整，测试完毕恢复光纤后，信号不良的问题屡有发生；再次，频繁的插拔光纤，对光纤接头可能造成损坏，容易缩短设备寿命，带来设备安全隐患。
【发明内容】
[0006]为克服现有技术上的不足，本发明的目的在于提出一种智能变电站二次虚回路的自动检测系统及其方法，在不改变智能变电站二次智能电子设备之间光纤接线和虚端子配置的情况下进行测试，能够对智能变电站智能电子设备之间虚端子连接正确性进行自动判定，以提高虚拟二次回路调试与验证的效率和正确率，从而保证智能变电站二次系统运行的稳定性与可靠性。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种智能变电站二次虚回路的自动检测系统，其特征在于，其包括自动测试系统，安装在测试计算机中，并接入智能变电站的间隔层MMS网络和过程层GOOSE网络，通过GOOSE网络向检测装置发送测试控制命令向二次智能电子设备即检测装置的虚端子模拟输出，所述检测装置包括间隔层装置和过程层装置，所述自动测试系统通过MMS网络获取间隔层装置对于测试激励的测试响应，通过GOOSE网监听过程层装置的GOOSE报文，用于验证测试结果；
虚端子模拟输出子系统，部署在间隔层装置和过程层装置中，用于接收自动测试系统发出的测试命令后，按输出要求改变本装置指定的点对点和组网光纤以太网接口的SV、GOOSE虚端子的输出值。
[0008]所述自动测试系统包括:
界面处理单元，用于完成测试参数的配置以及测试结果的自动生成和图形化的展示；业务处理单元，用于完成虚端子模拟输出子系统自动测试的流程控制以及测试结果的自动判定；
通信协议单元，用于完成过程层G00SE和站控层MMS通信服务的处理；
所述界面处理单元、通信协议单元均与业务处理单元连接。
[0009]所述间隔层装置为保护装置和测控装置，所述过程层装置为合并单元和智能终端。
[0010]所述业务处理单元包括如下:
SCD虚回路解析模块，完成智能变电站SCD配置文件的解析，根据文件中的装置模型和虚端子连接信息生成装置的SV、G00SE发送控制块信息、二次虚回路拓扑关系以及待测试的虚端子信息；
测试用例管理模块，根据SCD虚回路解析模块所提供的信息，以一个间隔中的保护装置、测控装置为中心对象，依据数据的传输方向，生成待测虚回路端子列表；
测试命令处理模块，根据测试用例管理模块要求生成测试控制命令，并完成检测装置对测试命令应答的处理；
装置数据映射关系管理模块，根据IH)过程层访问点下逻辑设备中的输入虚端子与站控层访问点下逻辑设备中数据对象的内在逻辑关系，建立虚端子输入和响应的逻辑规则；测试结果判定模块，根据数据映射关系管理模块建立的逻辑规则来判断虚回路的正确性；
测试响应数据获取模块，根据测试要求，获取检测装置的测试响应，然后输出给测试结果判定模块；
测试流程控制模块，用于控制二次虚回路自动检测的执行流程，根据测试用例管理模块提供的虚回路测试需求，通过测试命令处理模块发出测试控制命令，驱动测试响应数据获取模块读取测试装置对测试激励的响应数据，再调用测试结果判定模块判定虚回路的正确性，然后循环执行下一个测例，最后调用测试报告生成模块或者虚回路展示模块显示验证结果；
所述界面处理单元包括:
虚回路可视化展示模块，通过图形化方式，以间隔为单位展示虚回路的测试结果； 测试报告生成模块，根据测试结果，生成电子表格形式的测试报告；
测试参数设置模块，以属性页的格式让用户设置SV虚端子模拟输出值的百分比序列、GOOSE虚端子模拟输出的值序列的测试参数，并把这些参数输出给测试流程控制模块； 所述通信协议单元包括如下:
GOOSE发送处理模块，用于接受测试命令处理模块发出的测试命令，完成GOOSE报文的编码，并将GOOSE报文通过过程层GOOSE网络发送给位于保护装置、测控装置、合并单元和智能终端的虚端子模拟输出子系统，完成GOOSE报文的编码和发送；
GOOSE接收解析模块，用于获取位于智能终端的虚端子模拟输出子系统发出的测试激励的响应，以及获取间隔层和过程层装置对于测试控制命令的确认信息，，并将生成的信息输送给测试响应数据获取模块以及测试命令处理模块；
MMS客户端通讯模块；用于获取保护装置和测控装置的虚端子模拟输出子系统发出的测试响应，并将测试响应发送给试响应数据获取模块；
所述测试参数设置模块、测试报告生成模块、虚回路可视化展示模块、SCD虚回路解析模块、装置数据映射关系管理模块、测试用例管理模块、测试命令处理模块、测试响应数据获取模块、测试结果判定模块均与测试流程控制模块相连接；所述测试响应数据获取模块以及装置数据映射关系管理模块的输出端均与测试结果判定模块的输入端连接。
[0011]为了完成二次虚回路的自动检测，本发明采取的测试方法与步骤如下:
(1)自动测试系统解析SCD文件，以变电站的一个间隔中的保护、测控装置为中心对象，依据数据的传输方向，生成四种类型的待测虚回路端子:间隔层装置SV输入虚端子、间隔层装置G00SE输入虚端子、间隔层装置G00SE输出虚端子、间隔层装置联闭锁G00SE输入虚端子，并记录虚回路的拓扑关系。同时建立装置过程层访问点下逻辑设备中的输入虚端子与站控层访问点下逻辑设备中数据对象的内在逻辑对应关系。
[0012](2)自动测试系统通过可视化的界面按照电压等级、以间隔为单位展示出全部待测虚回路，用户可通过人机界面删减待测的虚回路，同时设置SV虚端子模拟输出值百分比和G00SE虚端子模拟输出的值序列等测试参数。
[0013](3)用户启动测试后，自动测试系统通过G00SE网