WO2013127034A1 - 多节点同步现场测试方法 - Google Patents

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裴茂林
孙平
张春强
刘见
胡海梅
朱明�
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Definitions

  • the invention relates to a multi-node homology field test method, belonging to the technical field of power system measurement. Background technique
  • the interconnection of large-area power grids poses a huge challenge to the safe, stable and reliable operation of the power system. It is very important to improve the detection of various dynamic monitoring and control systems and to play the role of the monitoring system.
  • the traditional detection method of equipment in power system transmission substation and power plant booster station is generally on-site detection, that is, the standard device is locally connected to the device under test for boosting and up-flowing, and then the standard value is compared with the measured value. Calculate and obtain the test results; however, this in-situ detection method cannot be extended to synchronous field test between multiple substations and power plant boost stations.
  • the object of the present invention is to solve the problem that synchronous detection of a large-area, multi-node monitoring and control system cannot be carried out, and to disclose a multi-node synchronous field test method.
  • the GPS device is used as a time reference, and the tested devices and systems distributed at different locations are tested at the agreed time for simultaneous field testing; and the remote control of the plurality of nodes is controlled by the synchronous test control center.
  • ⁇ phase ⁇ simulation device in the unified time section, synchronous output secondary side AC simulation signal, simulate various actual 3 ⁇ 4 line working conditions, realize the detection and control performance of various dynamic monitoring and control systems to ensure the normal function of the system, Improve the reliability level of the system.
  • the main equipment used in this method consists of multiple synchronous phase control simulation devices and a synchronous test control center. to make.
  • the synchronous phase control simulation device is a clock standard source device, which can trigger three-phase AC signals or other fault waveform signals of a certain frequency, phase and amplitude, such as low-frequency oscillation signals, by GPS seconds pulse synchronously at an agreed time. Wait.
  • the peer test control center completes the communication control of the synchronous phase control simulation device, realizes the release of the test instructions for the multi-node simultaneous phase-controlled simulation device, the standard data and the test result acquisition and error calculation.
  • the synchronous test control center and the synchronous phase control emulation device perform communication in a wireless manner, and the available mode may be GSM, CDMA or 3G, and the synchronous test control center initiates a communication handshake.
  • the selection principle should include at least one important power side node and multiple grid side nodes connected to the 3 ⁇ 4 plant (more branches are preferred).
  • the simulation control center can be placed in one of the central nodes or on the system master that can monitor the data.
  • the synchronous phase control emulation device of each node performs a communication handshake with the synchronous test control center.
  • the communication handshake is initiated by the control center to establish a point-to-point connection between the synchronous phased simulation device and the synchronous test control center via wireless (including GSM, CDMA. 3G).
  • the system's time-to-time work consists of three pairs of time:
  • GPS time device is timed. After determining the communication delay of each node, it is necessary to verify the correctness of the GPS time devices of each node, and ensure that the time difference between the nodes is within the specified range, which is the most basic timing.
  • the command communication is timed. After determining the correctness of the GPS time devices at each node, it is necessary to determine the command transmission delay between the nodes. That is, when each node receives the control center timing instruction, it must perform instruction feedback. The feedback content must include the instruction receiving time and the feedback time to determine the instruction transmission delay of each node. When the simulation test command is issued, it must be based on the instruction. The transmission delay is issued in advance.
  • the synchronous test control center sends a simulation test plan to each simulation node before the simulation test time, and the synchronous phase control simulation device at each node receives and responds to the test plan.
  • the simulation test plan includes: test initiation time, test end time, AC simulation signal value of each simulation test node in each time section, including phase, frequency, amplitude; if the test content is dynamic performance test or fault simulation test,
  • the AC simulation signal parameters should include the range of variation parameters.
  • the simulation test start command is uniformly issued; during the test process, the synchronous phase control simulation device of each node automatically executes the simulation test content of the node, and transmits the output test data to the synchronous test control center.
  • the synchronous test control center monitors the peer field test process in real time. After all the nodes complete the simulation test content, the synchronous test control center issues a test end command; finally, the actual data received by the master station system is analyzed and compared, and the test result is obtained.
  • the test content mainly includes:
  • the steady-state accuracy test includes measurement accuracy test and system synchronization accuracy test.
  • the measurement accuracy test includes current, voltage, phase, frequency and other measurement accuracy tests.
  • the system synchronization accuracy test includes clock synchronization input signal accuracy test and punctuality accuracy test.
  • the test can ensure system time uniformity and its clock punctuality in losing clock synchronization.
  • Transient signal test When the transient signal test is used to simulate the system's stable damage, voltage instability or wide-area protection system function test, the required test contents are: voltage mutation, current mutation, frequency gradual change, frequency mutation, tl: angular mutation .
  • the fault simulation test can simulate low frequency oscillation, single three-phase ground fault, two-phase short circuit, three-phase short circuit, metal transient fault and single-phase permanent fault.
  • the test system identifies the fault occurrence event and correct processing capability. Recording and recording data of the state data correctly reflect the fault condition.
  • the beneficial effects of the present invention compared with the prior art are that the multi-node synchronous field test method of the present invention is a major improvement in the field of measurement technology of the power system, breaking through the traditional in-situ detection method, realizing multi-node, GPS time synchronization.
  • the invention method can complete the wide-area real-time dynamic monitoring system (WAMS) function test, the damping control function simulation test, the transient steady-state analysis control function simulation test, the voltage stability control function simulation test, the de-column control function simulation test, the wide area protection System function simulation test, etc.
  • WAMS wide-area real-time dynamic monitoring system
  • the invention provides an ideal test method for the intelligent control system function of the smart grid, and has a solid foundation for the safe and stable operation of the regional power grid, and is of great significance for the development of the smart grid.
  • the invention is applicable to an intelligent control system of a smart grid.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a multi-node synchronous field test method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart of a multi-node synchronous field test method according to the present invention.
  • an important power side node power plant is selected.
  • the synchronous test control center is placed on the central node substation A.
  • Multi-node synchronous field test is carried out at different plant stations, so at least three groups of staff need to be arranged to perform synchronous field test work at two different nodes.
  • the synchronous field test it must coordinate with the dispatching center of the power grid company, and the test data needs to be obtained from the system back-end database.
  • the system main station of the provincial dispatch center 1 is connected to the bus 6 through the data concentrator; the communication line of the synchronous phase control emulation device and the device under test is connected to the total 6.
  • Each node test device and the synchronous test control center perform communication handshake through CDMA.
  • Each node test device, synchronous test center and the system under test perform standard time alignment.
  • the control center issues a simulation test plan according to the test purpose.
  • Each node confirms the content of the simulation test plan. After receiving the acceptance response from all nodes, the control center issues a test start command.
  • Each node tests the test content one by one according to the requirements of the simulation test plan, and automatically executes the simulation test content of the node. During the test, the tester must monitor the test site and prohibit human or environmental interference test work.
  • the synchronous phase control simulation control center issues a test end command, and each node test device disconnects the communication connection with the synchronous phase control simulation control center.

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Abstract

一种多节点同步现场测试方法，该方法以GPS时间为时间.基准，在约定的时间对不同地点分布的被测设备及系统进行同步现场测试，通过同歩测试控制中心控制分布在多个节点的同步相控仿真装置，在统一时间断面，同步输出的二次侧交流仿真信号，模拟各种实际运行工况，实现对各种动态监测控制系统的监测控制性能进行检测，确保系统的正常功能。本发明方法实现了多节点、GPS时间同步的动态仿真测试，可实现大区域、多节点的监测控制系统的检测工作，本发明适用于广域电网实时动态监测系统（WAMS）功能测试、阻尼控制功能仿真测试、暂稳态分析控制功能仿真测试、电压稳定控制功能仿真测试、解列控制功能仿真测试、广域保护系统功能仿真测试等。

Description

说 明 书 多节点同步现场测试方法 技术领域
本发明涉及一种多节点同歩现场测试方法， 属电力系统测量技术领域。 背景技术
大区域电网互联， 特别是 "三华"特高压同步大电网互联， 给电力系统的 安全、 稳定、 可靠运行带来了巨大的挑战。 加大各种动态监测控制系统的检测 工作， 发挥监控系统的功能， 对智能监测调度控制系统的建设完善十分重要。 目前电力系统输电变电站、 电厂升压站中设备传统检测方法一般为就地检测， 即在本地将标准装置接入到被检设备进行升压、 升流， 然后将标准值与被测值 进行比较计算， 获得检测结果； 但是这种就地检测方法无法扩展到多个变电站、 电厂升压站之间的同步现场测试， 属于大区域、 多节点的监测控制系统的检测 就无法开展。 因此， 发明一种电力系统多节点同步现场测试方法， 对大区域、 多节点监测控制系统进行同步检测， 对同歩大电网的安全、 稳定运行具有十分 重要的意义。
发明内容
本发明目的是解决大区域、 多节点的监测控制系统的同步检测无法开展的 问题， 公开一种多节点同步现场测试方法。
本发明的技术方案是， 本^明以 GPS时间为时间基准， 在约定的时间对不 同地点分布的被测设备及系统进行同步现场测试； 通过同步测试控制中心远程 控制分布在多个节点的同歩相^仿真装置， 在统一时间断面， 同步输出二次侧 交流仿真信号， 模拟各种实际¾行工况， 实现对各种动态监测控制系统的监测 控制性能进行检测， 确保系统的正常功能， 提高系统的可靠性水平。
本方法采用的主要设备由多台同步相控仿真装置及同步测试控制中心构 成。 同步相控仿真装置是一种时钟标准源设备， 该设备可在约定的时间， 以 GPS 秒脉冲同步触发产生一定频率、 相位、 幅值的三相交流信号或者其他故障波形 信号， 如低频振荡信号等。 同歩测试控制中心完成对同步相控仿真装置的通信 控制， 实现对异地多节点的同歩相控仿真装置测试指令的下达， 标准数据与测 试结果获取及误差计算等。 同步测试控制中心与同步相控仿真装置以无线方式 完成通信， 可采用的模式可选为 GSM、 CDMA或者 3G， 由同步测试控制中心发起 通信握手。
本发明多节点同步现场测试方法步骤如下：
( 1 )首先选择进行同步现场测试的多个测试节点。 选择的原则应包括至少 一个重要电源侧节点、 多个与 ¾厂相连的电网侧节点（连接较多支路优先）。 仿 真控制中心可以布置在其中的某个中心节点范围， 或者能够监测数据的系统主 站上。
(2)建立通信连接。 各节点的同步相控仿真装置与同步测试控制中心进行 通信握手。 通信握手由控制中心发起， 通过无线方式（含 GSM、 CDMA. 3G)建立 同步相控仿真装置与同步测试控制中心之间的点对点连接。
( 3) 开展系统对时工作， 确保系统时间同步。
系统对时工作包括三种对时：
1 ) GPS 时间装置对时。 在确定各节点的通信延时后， 需要验证各节点 GPS 时间装置的正确性， 保证各节点之间时间差在规定范围内， 这是最基础的对时。
2 )指令通信对时。 在确定各节点 GPS时间装置的正确性之后， 需要确定各 节点间的指令传输延时。 即在各节点在接收到控制中心对时指令时， 须进行指 令反馈， 反馈内容必须包含指令接收时间及反馈时间， 从而确定各节点的指令 传输延时， 在仿真测试指令下达时， 必须根据指令传输延时， 提前下达指令。
3 )仿真测试指令同步对时： 各节点之间是通过电力线路连接， 由于每条电 力线路的线路参数不一致， 导致各节点在同一时间断面的交流仿真信号量值必 然不一致， 因此必须确定各节点交流仿真信号量值之间时序关系， 即每个节点 在各个时间断面的交流仿真信号量值， 使各节点在仿真测试时能够实际模拟区 域电网的实际运行工况。
( 4)确定测试方案及测试内容： 同步测试控制中心根据制定的仿真测试方 案， 在仿真测试时间之前向各个仿真节点下发仿真测试方案， 处于各个节点的 同步相控仿真装置接收并响应测试方案。 仿真测试方案内容包括： 测试发起时 间、 测试结束时间， 各仿真测试节点在各个时间断面的交流仿真信号量值， 其 中包括相位、 频率、 幅值； 如果测试内容为动态性能测试或者故障模拟测试， 交流仿真信号参数应包括变化参数的范围。 在各节点同意仿真测试方案之后， 统一下达仿真测试启动指令； 在测试过程中各个节点的同步相控仿真装置自动 执行本节点的仿真测试内容， 弁将输出的测试数据传输到同步测试控制中心， 同步测试控制中心实时监测同歩现场测试进程， 在所有节点完成仿真测试内容 之后， 同步测试控制中心发布测试结束指令； 最后与主站系统接收到的实际数 据进行分析计算比较， 得到测试结果。 测试内容主要包括：
1 ) 稳态精度测试。 稳态精度测试包括测量精度测试和系统同步精度测试 测量精度测试内容包含电流、 电压、 相位、 频率等测量精度测试， 通过对 被测装置的测量精度测试， 可确保上传系统的数据真实、 可靠。
系统同步精度测试包括时钟同步输入信号精度测试和守时精度测试， 通过 测试可以确保系统时间统一性及其在失去时钟同步的时钟守时能力。
2 )暂态信号测试。 暂态信号测试用于仿真系统发生稳定破坏、 电压不稳定 或者进行广域保护系统功能测试时， 所需进行的测试内容有： 电压突变、 电流 突变、 频率缓变、 频率突变、 tl:角突变。
3 ) 故障仿真测试。 故障仿真测试可以模拟系统发生低频振荡、 单三相接地故障、 两相短路、 三相短路、 金属性瞬时故障及单相永久性故障， 测试系统对故障发生的事件标 识及正确处理能力、 暂态数据的记录、 记录数据能否正确反映故障情况。
本发明与现有技术比较的有益效果是， 本发明多节点同步现场测试方法是 电力系统的测量技术领域的一种重大改进， 突破了传统的就地检测方法， 实现 了多节点、 GPS 时间同步的动 ^仿真测试。 该发明方法可以完成广域电网实时 动态监测系统 （WAMS) 功能测试、 阻尼控制功能仿真测试、 暂稳态分析控制功 能仿真测试、 电压稳定控制功能仿真测试、 解列控制功能仿真测试、 广域保护 系统功能仿真测试等。 该发明为智能电网的智能控制系统功能提供了理想的测 试方法， 使区域大电网的安全稳定运行具有坚实的基础， 对智能电网的发展具 有十分重要的意义。
本发明适用于智能电网的智能控制系统。
附图说明
图 1为本发明多节点同步现场测试方法示意图；
图 2为本发明多节点同步现场测试方法流程框图；
图中图号： 1是省调度中心； 2是发电厂； 3是变电站 A; 4是变电站 B; 5 是变电站 C; 6是总线； 7是通信线路； 8是电力线路； 9是无线通信； 10是 GPS。 具体实施方式
本发明具体实施方式如图 1和图 2所示。
( 1 ) 首先选择进行同步现场测试的测试节点。
本实施例选择一个重要电源侧节点发电厂 2、 三个与电厂相连的电网侧节 点： 变电站 A3、变电站 B4、变电站 C5。 同步测试控制中心布置在中心节点变电 站 A上。
选择测试节点后， 在开展现场测试工作之前， 必须向网省级调度中心 i申 请工作许可， 防止由于仿真试验导致的误操作发生。 在带电现场工作必须遵循 工作票制度， 开展多节点同歩现场测试前， 试验人员必须对现场的装置的实际 接线情况非常了解， 否则容易导致安全事故的发生。 多节点同步现场测试由于 在不同的厂站端开展， 因此至少需要安排 3组工作人员到两个不同的节点开展 同步现场测试工作。 另外在开展同步现场测试前， 须与电网公司调度中心协调， 需要从系统后台数据库中获取测试数据。
( 2 ) 接线。
将同步相控仿真装置与被卿装置的电压回路、 电流回路进行连接， 在接线 过程中严格按照现场作业指导书要求， 严禁电压回路短路， 电流回路开路。
省调度中心 1的系统主站通过数据集中器接到总线 6;将同歩相控仿真装置 与被测装置的通信线路接至总 6。
( 3 ) 测试。
1 ) 各节点测试装置与同步测试控制中心通过 CDMA进行通信握手。
2)各节点测试装置、同步 试控制中心与被测系统进行标准时间迸行对时。
3 ) 控制中心按照测试目的， 下达仿真测试方案。
4) 各节点对仿真测试方案内容进行确认， 在收到所有节点的接受响应后， 控制中心下达测试启动指令。
5 ) 各节点按照仿真测试方案要求， 在规定时间对测试内容进行逐项测试， 自动执行本节点的仿真测试内容。 在测试期间， 测试人员必须对测试现场迸行 监护， 严禁人为或环境干扰测试工作。
6)将各节点的测试数据与被测系统的测试结果进行比较， 计算测量结果。
7 ) 同步相控仿真控制中心下达测试结束指令， 各节点测试装置断开与同步 相控仿真控制中心的通信连接。

Claims

权 利 要 求 书
κ一种多节点同步现场测试方法， 其特征在于， 所述方法以 GPS时间为时间 基准， 在约定的时间对不同地点分布的被测设备及系统进行同步现场测试， 通 过控制中心控制分布在多个节点的同步相控仿真装置， 在统一时间断面， 同步 输出的二次侧交流仿真信号， 模拟各种实际运行工况， 实现对各种动态监测控 制系统的监测控制性能进行检测， 确保系统的正常功能， 提高系统的可靠性水 平； 所述方法的步骤如下：
( 1 )首先选择进行同步现场测试的多个测试节点； 选择的原则应包括至少 一个重要电源侧节点、 多个与电厂相连的电网侧节点； 同步测试控制中心可以 布置在其中的某个中心节点范围， 或者能够监测数据的系统主站上；
( 2)建立通信连接； 各节点的同歩相控仿真装置与同步测试控制中心进行 通信握手； 通信握手由控制中心发起， 通过无线方式建立同步相控仿真装置与 同歩测试控制中心之间的点对点连接；
( 3 ) 开展系统对时工作， 确保系统时间同歩； 所述系统对时包括： GPS时 间装置对时、 指令通信对时、 仿真测试指令同步对时；
( 4 ) 确定测试方案及测试内容； 仿真测试方案内容包括： 测试发起时间、 测试结束时间， 各仿真测试节点在各个时间断面的交流仿真信号量值， 其中包 括相位、 频率、 幅值； 如果测试内容为动态性能测试或者故障模拟测试， 交流 仿真信号参数应包括变化参数的范围； 测试内容主要包括： 稳态精度测试； 暂 态信号测试； 故障仿真测试。
2、 根据权利要求 1所述的多节点同步现场测试方法， 其特征在于， 所述稳 态精度测试包括测量精度测试和系统同步精度测试； 测量精度测试内容包含电 流、 电压、 相位、 频率等测量精度测试； 系统同步精度测试包括时钟同步输入 信号精度测试和守时精度测试。
3、 根据权利要求 1所述的多节点同步现场测试方法， 其特征在于， 所述暂 态信号测试用于仿真系统发生稳定破坏、 电压不稳定或者进行广域保护系统功 能测试时， 所需进行的测试内容包括： 电压突变、 电流突变、 频率缓变、 频率 突变、 相角突变。
4、 根据权利要求 1所述的多节点同步现场测试方法， 其特征在于， 所述故 障仿真测试可以模拟系统发生低频振荡、 单三相接地故障、 两相短路、 三相短 路、 金属性瞬时故障及单相永久性故障， 测试系统对故障发生的事件标识及正 确处理能力、 暂态数据的记录、 记录数据能否正确反映故障情况。
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