一种变电站信号同源测试系统的制作方法

本实用新型涉及变电站信号测试技术领域，尤其涉及一种变电站信号同源测试系统。

背景技术：

当前，随着国家电力系统的大力发展，智能变电站已经得到了广泛的应用。智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，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，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。当前的智能变电站通常采用三层两网结构，如图1所示，智能变电站包括站控层1、间隔层2和过程层3。其中，站控层1可包括监控设备11和远动设备12等，间隔层2可包括保护设备21、测控设备22和稳控/PMU设备23等，过程层3包括合并单元31和智能终端32等。智能变电站还包括站控层网络和过程层网络，其中，站控层1通过站控层网络与间隔层2连接，过程层3通过过程层网络与间隔层2连接。

为了保证智能变电站系统的运行，一般需要对智能变电站系统进行通信状态的检测。传统的测试方法是在过程层3或间隔层2的设备上施加相应的激励，然后在站控层1查看监控结果，查看监控结果中的设备状态与激励导致的设备状态是否一致，如果一致则表示变电站系统的通信状态正常。但是，在这种测试方法中，在测试间隔层2设备时，站控层1设备通常还未配置完成，不具备联调条件，导致通常需要在间隔层2设备调试结束后，还需针对站控层1设备再次输入激励信号以测试站控层1。此外，该测试方法需要一组调试人员在过程层3或间隔层2上产生信号，另一组调试人员在站控层1查看监测结果，两组调试人员需要配合完成调试任务，工作协调难度大，且信号量较多，导致测试工作量很大。基于此，另一种改进方案通过信号模拟的方法模拟间隔层2向站控层1传输的MMS信息，在站控层1上查看监测结果的设备状态是否与MMS信息中表示的一致，如果一致则表示站控层1工作正常，同时获取站控层1向间隔层2发出的遥控或遥调指令，在模拟设备上模拟该遥控或遥调指令的执行结果，比对执行结果与遥控或遥调指令的设备状态以确定站控层1发出的指令是否准确。这种测试方案虽然能够大大提高测试效率，但是模拟的MMS信息与实际的设备状态的一致性无法保证，且在调试过程中出现问题，很难判断是模拟的信号出现问题还是接收信号的设备本身出现问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种变电站信号同源测试系统，保证测试信号的一致性，高效、准确地测试变电站的通信工作状态。

为了达到以上目的，本实用新型公开了一种变电站信号同源测试系统，包括站控层设备、间隔层设备、过程层设备和信号测试装置，所述间隔层设备与所述站控层设备和所述过程层设备分别信号连接，所述信号测试装置与所述间隔层设备和所述站控层设备分别信号连接，所述信号测试装置获取所述间隔层设备的MMS信号点形成的MMS信号，并将所述MMS信号输入所述站控层设备，其中所述MMS信号包括所述MMS信号点在激励信号作用下的配置状态。

优选地，所述站控层设备包括监控设备和远动设备。

优选地，所述间隔层设备包括保护设备、测控设备和稳控/PMU23。

优选地，所述过程层设备包括合并单元和智能终端。

优选地，所述信号测试装置包括数字信号处理芯片、FPGA芯片和以太网接口；

所述FPGA芯片与所述数字信号处理芯片和以太网接口分别连接；

所述以太网接口进一步与所述站控层设备和所述间隔层设备分别连接。

优选地，所述信号测试装置还包括与所述数字信号处理芯片连接的DDR内存和EEPROM存储器。

优选地，所述信号测试装置还包括与所述数字信号处理芯片连接的SD存储卡和USB接口。

本实用新型通过获取间隔层实际的输出MMS信号，并将该MMS信号传输至站控层以测试站控层是否能够正常工作，一方面通过间隔层的实际MMS信号对站控层进行测试，避免了现有测试方法中在模拟信号过程中可能产生的错误进而影响测试结果的问题，另一方面，先获取间隔层输出的MMS信号，可在站控层配置完成后再输入站控层进行测试，通过一次激励信号的输入即可实现对间隔层和站控层的测试，防止多次测试导致测试工作量较大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出现有技术中智能变电站的结构示意图；

图2示出本实用新型变电站信号同源测试系统一个实施例的结构示意图；

图3示出本实用新型变电站信号同源测试装置一个实施例的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，本实施例公开了一种变电站信号同源测试系统。本实施例中，变电站通常分为站控层1、间隔层2和过程层三层。智能变电站信号同源测试系统包括站控层1设备、间隔层2设备、过程层3设备和信号测试装置5。其中，站控层1的设备可包括监控设备11(例如监控主机等)和远动设备12。间隔层2设备可包括保护设备21(例如线路保护装置等)、测控设备22和稳控/PMU23(Phasor Measurement Unit，同步相量测量装置)。过程层3设备可包括合并单元31和智能终端32。其中，合并单元31可与外部互感器41连接，智能终端32可连接至外部开关42。

智能变电站还包括站控层网络和过程层网络，其中，站控层网络可包括站控层中心交换机和间隔交换机。该中心交换机可用于连接站控层1的数据通信网关、监控主机、综合应用服务器和数据服务器等设备，间隔交换机上可用于与间隔层2中的保护设备、测控设备、稳控设备和PMU设备23连接。中心交换机和间隔交换机进一步通过光纤形成网络连接，实现站控层1和间隔层2间的网络连接和通信，站控层1设备和间隔层2设备之间的网络通信可采用MMS(Manufacturing MessageSpecifcation，ISO/IEC 9506报文规范)信息进行报文通信。过程层网络包括GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event，IEC 61850标准报文规范)网络和SV(Sampled Value，ISO/IEC8802-3报文规范)网络。间隔层2设备与过程层3设备之间的状态和控制数据交换通过GOOSE网络交换，间隔层2的保护设备与过程层3的智能终端32间可采用BOOSE点对点通信，而不经过交换机，以提高信息传输效率，例如，保护设备向智能终端传输开关的跳、合闸信息，智能终端向保护设备传输的开关位置信息。间隔层2和过程层3的设备之间的采样值通过SV交换，例如电压电流信息。间隔层2的保护设备与过程层3的合并单元31之间也采用点对点通信。

如图3所示，本实施例的变电站信号测试装置5包括数字信号处理芯片51、FPGA芯片52和以太网接口53。所述FPGA芯片52与所述数字信号处理芯片51和以太网接口53分别连接，所述以太网接口53进一步与所述站控层设备和所述间隔层设备分别连接。具体的，本实施例中，数字信号处理芯片51可采用DRA624PCI芯片，FPGA芯片52可采用XC7A100T芯片，以太网接口53可采用BCM52681EB接口。

其中，数字信号处理芯片51和FPGA芯片52可获取所述间隔层2设备MMS信号点形成的MMS信号，其中所述MMS信号包括所述MMS信号点在激励信号作用下的配置状态。FPGA芯片52可对通过以太网接口接收的信号并将信号传输至数字信号处理芯片。数字信号处理芯片51和FPGA芯片52可将所述MMS信号输入所述站控层1设备，可测试所述站控层1设备是否正常工作。该装置上还设置有光网口和电网口的以太网接口53，数字信号处理芯片51和FPGA芯片52可通过装置上的光网口与间隔层2设备网络连接，站控层测试单元52可通过装置上的电光网口与站控层1设备网络连接。

本实施例的变电站信号测试装置5通过获取间隔层2实际的输出MMS信号，并将该MMS信号传输至站控层1，一方面通过间隔层2的实际MMS信号对站控层1进行测试，避免了现有测试方法中在模拟信号过程中可能产生的错误进而影响测试结果的问题，另一方面，先获取间隔层2输出的MMS信号，可在站控层1配置完成后再输入站控层1进行测试，通过一次激励信号的输入即可实现对间隔层2和站控层1的测试，防止多次测试导致测试工作量较大。

进一步地，在优选的实施方式中，变电站信号测试装置进一步还可从预先配置的SCD中获取间隔层2设备的MMS信号点及与该MMS信号点的配置状态对应的激励信号并输入所述过程层3设备。其中，输入过程层3设备的激励信号包含使所述间隔层2设备中设备的MMS信号点达到第一配置状态的激励信息，该激励信息例如可以是MMS信号点的开关的合位、分位等开关量，还可以是MMS信号点的电流、电压及功率等模拟量。

所述变电站信号测试装置可测试出站控层1设备是否正常工作，例如可在站控层1设备上观察间隔层2设备MMS信号的配置状态，与实际的MMS信号的配置状态比较，若站控层1设备上MMS信号的配置状态与实际的MMS信号的配置状态一致，则表示站控层1设备能够正常工作。本实用新型中，变电站信号测试装置获取到的MMS信号为间隔层2设备MMS信号点形成的实际MMS信号，并非模拟形成的，由此，可保证测试信号的一致性，通过实际的信号准确地测试变电站的通信工作状态。

在优选的实施方式中，所述装置进一步还可包括与所述数字信号处理芯片连接的EEPROM存储器54和DDR内存55。其中，本实施例中，EEPROM存储器54采用AT24C04存储器，DDR内存55采用MT41K256M内存。所述信号测试装置可将所述MMS信号存储在所述存储器54中，根据MMS信号的不同类型分别存储。当测试所述站控层1设备时，可将所述存储器54中对应的MMS信号输入所述站控层1设备。在测试间隔层2设备时，若此时站控层1设备未配置完成，不能够进行测试，可先存储该MMS信号。待站控层1设备配置完成后，再向站控层1发送存储的MMS信号，以对站控层1设备进行测试，通过提取间隔层2设备形成的实际MMS信号，可保证测试信号的一致性，避免需要多次测试，提高测试效率。

在优选的实施方式中，所述装置进一步还可包括与所述数字信号处理芯片连接的SD存储卡56和USB接口57，其中，SD存储卡56可用于存储测试数据等数据信息，USB接口57可用于与外部设备连接。其中，本实施例中，SD存储卡56可采用SDME16DA1存储卡，USB接口57可采用USB292303接口。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。