配电自动化三遥功能闭环测试方法及其应用.doc

特别策划配电自动化三遥功能闭环测试方法及其应用张曦：，黄飞2,刘志宏3,安宇4（1.国网重庆市电力公司南岸供电分公司，重庆400000; 2.国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆404100:3.国网重庆市电力公司，重庆404100; 4.上海交通大学，上海200240）摘毋：随撞配电自动化系统的日益普及，対三遥功能可靠性的要求越来越高传统的测试方法采用人工形式 既浪费人力成本，乂无法满足现场多样的需求文章提出了一种配电自动化三遥功能闭环测试方法，介绍了系 统的基本原理，对系统的组成及具体测试方法进行了论述，采用该方法可有效减少测人员的工作量与难度， 有效提升了测试效率又键馈线自动化；闭环测试；配电自动化；现场测试；三遥0引言随行全球智能电网建设和研究的热潮，配电网的智 能化己成为未来电网发展的新趋势，对于智能电网整体 目标的实现有着举足轻重的作用配电自动化是系统实 现智能配屯网的重要手段，为配电网的监测和控制提供 坚艾U•础，是提高城网供电可靠性的必然需要，是建设 智能K电网的基石M配电自动化系统的顺利实施依赖于大量安装在现场 的配电终端.主要具有模似景采集、数字景采集与控制 景输出的功能，简称遥测、遥信、遥控（三遥）功能。

妃电终端的三遥功能与性能能否满足技术标准是配电自 动化项目成功与否的关键配电自动化系统在正式投运 削蔣斐对所有的配电终端进行人网测试，之后在安装实 施过f?中会逬行抽检，最后需要进行现场测试验收，运 行维护时也褡要进行巡检目削，在现场对配电终端三遥功能进行测试需要 使用继屯保护测试仪、模似断路器以及万用表等多种仪试 器人測潘要对测试项目逐条反复实验并详细记 矛于电力系统的末端， 具有地域分布广、电网规嘆大、设备种类多、网络连接多样、运行方 式多变等鲜明特点，我国大多数县级以上配电网的规模 都已达到百条馈线以上，一些中、大型城市的中压馈线 已达到或超过千条所以对三遥功能的测试呈现出测试 过f?繁杂、耗时较长的特点，也很难做到全面完整检 测不仅浪赀了大量的人力物力，并且测试过程可能存 在较大误差，坫金项lh承庆市电力公司科技项目（2016渝电科技34号） Supported by State Grid Chongqing Electric Power Company -国内外的学者对配电自动化的测试和评价进行了研 献究文［4-5］分析了馈线自动化系统试验的测试 方法和测试环境，并以上海配电网为实例探讨了馈线 自动化出场试验（FAT）和现场试验（SAT）的功能测测 试试《掰靠性测试等； 文献［6］阐述了馈线自动化（FA）测试的关键因紧，构建了基于并行计算 的馈线自动化仿真测试环境、为配电自动化故障処理 性能测试进行了有益的尝试：文献［7］介绍了美国进 行的配电自动化系统现场测试，通过多年长期运行得 到数据并进行统计，基于海氘数据对配电自动化系统 的功能和性能进行分析。

文献［8-11］从不同的角度对 馈线自动化的测试进行了硏究，但都着重硏究FA测试 的模型、算法以及结果评价上，对于现场的应用并未 进行深人研究综上所述，虽然国内外专家幵展了很多关于配 电自动化测试的硏究，但研究内容大多集中在对馈线 自动化功能的测试与应用上，而对于基础的三遥功能 测试的现场应用尚未解决本文提出了一种基于主站系 试统站测 测试仪、配电终端组成的三遥功能闭环测试方法，用于实现单个配电终端的远程自动调 试与测试技术，形成配电终端设备的闭环测试控制环境 现待测终端三遥功能全自动测试 ，以减轻现场安装调试工作量，降低对现场施工人员的技术要求，提高维护效率1三遥功能测试方法配电自动化终端用于中彳氏压配电网中的开闭所、柱 上分段幵关、环网柜、配电变压器、重合器、线路调压 器、无功补偿电容器的监视与控制，与配电网自动化主 站通信，正常运行吋提供配电网运行控制及管理所需的数据•执行主站给出的对配电网设备进行调节控制的 指令：故障时实现故障寻址，自动隔离故障区段，恢复 对非故障区段的供电终端设备有效作用依靠于模似贵 采集、数景采集与控制景输出的功能，简称遥测、遥 信、遥控（三遥）功能1.1传统三遥测试方法•般对配电终端三遥进行功能与性能测试需要继电 保护測试仪等仪器的支持，测试人员根据测试项目制定 测试策略，并在试验的过程中针对测试项目逐条反fi实 验汴对測试过程详细记录。

传统的三遥测试方法如图1 所示•拟向配电终端注入二次数据，综合利用主站系统中的配 电终端数据采集模型、实吋数据发布模型与接口、数据 采集通道、无线通信技术，实现对现场配电终端自动化 三遥测试，三遥功能闭环测试架构图如图2所示将继电保护测试仪与被测的配电终端相连，通过 丨）三遥测试工作站上装有满足IEC61968信息交换总 控制继电保护测试仪的电流电压输出档位与开关模似状态线的自动测试软件，通过信息交互总线与配电自动化主 而检测配电终端的模似量与数字景采集的功能 站系统进行互联，读取主站1入』的三遥配2参数；在三遥 和性能记否满足要求在配电终端遥信和遥测功能正确闭环测试的过程中，通过总线实时获取主站系统内的遥 的基础上，继电保护测试仪通过获取的配电终端遥控合信信号图1传统三遥测试方法I ig.l The traditional test method of three-remote信溯试漿略， 判断配电终端的遥控功能是否正确该方法可以针対单点的设备进行三遥测试，若要配 合主站综合测试三遥功能，则需要在终端安装通信装置 与主站进行配合测试过程中，现场操作人员需要与主 站操作人W实时沟通，并交流测试操作过程。

这种测试 手段灾现方式复杂，且没有标准操作流程，主要依靠测 试人员试验的水平，同时人工通信等问题也会对测试造 成极大的不便综上所述，若要对配电终端的三遥功能进行综合测 试.辦要试验人员在制定测试策略的基础上，采用三遥 测试设备逐一对功能进行测试，整个测试过程繁杂，同 时对測试人员的技术水平要求较高，耗时时间长，也很 难实现全面完整的检测1.2三遥闭环测试方法本文提出的三遥闭环测试方法在呩准化接线的基础 卜.，将配电终端从一次电气网络中断开，通过测试仪模图2三遥功能闭环测试架构图Hig.2 Architecture chart of three remote function closed loop test2） 测试工作站根据三遥配a参数，在三遥测试软件 中制定测试方案并生成测试用例，通过4G/3G网络可以 实时自动变更参数输出给三遥测试仪3） 配电终端在现场与一次网络断开，与三遥测试仪 进行标准化接线三遥测试仪在接收到测试工作站的指 令后，根据命令向对配电终端中注人模似量4） 终端设备在接收到三遥测试仪的数据后，根据设 备动作原理，将数据通过标准101/104规约传递数据到主 站，进而通过适配器到达三遥测试工作站，形成三遥测 试数据的闭环控制。

2闭环测试系统2.1系统组成闭环测试系统结构如图3/Tf示，测试系统由三遥测试 工作站和三遥测试仪组成三遥测试工作站又由协议管 理器、通信管理器、方案定制器、测试分析器、报告生 成工具组成，闭环测试系统如图3所示图3闭坏测试系统Fig.3 Closed loop testing system2.2三遥测试工作站1） 协议管理器协议管理器主要是解析不同厂家的 E站系统中多样通信协议的报文，根据管理器中预先配 芮的库文件，支持国内给各类主战系统的规约解析，同 时，对来自待测试系统的报文进行解释，将遥测与遥信 的结果放人测试分析器；对于遥控报文，根据遥信状态 是否勹遥測值或遥控景相匹配，匹配则组织遥控成功上 行报文，否则组织遥控失败上行报文2） 通fS管理器通信服务器为测试系统提供网络通 佶服务，主要管理主站与测试系统、测试系统与配电终 端之间的通售，组织测试系统与被测试系统之间的报文 交互，同时对链路进行监测与维护其中，三遥测试工 作站上装好满足1EC61968信息交换总线的自动测试软件， 通过佶息交互总线与配电自动化主站系统进行互联测 试系统与配电终端通过3G/4G网络通信3） 方案制定器。

方案制作工具能够读取主站系统 中的三遥配置参数，并根据试验人员的需求建立测试 方案用例，在测试过程中支持实施对参数进行变更 并控制配电终端三遥自动测试设备的遥控输出状态、 电流屯压输出档位，设H测试方案以及执行方案的 策略4） 测试分析器测试分析器主要对测试过程进行 监控，根据测试策略，对测试的结果进行分析和评价对比方案制作器中设定的遥测值与主站中获取的遥测值 断配剕终端模似景采集的正确性 ：根据遥控指令或冇设?!引起遥信变位的遥测值，判断其与主站系 统中遥信的状态是否一致，遥控功能是否正确，如图4 所示图4遥控功能判断逻辑Fig.4 Judgment logic of remote function5）报告生成工具根据测试分析器中统计与分析的结果，报告生成 工具对测试记录中的结果进行汇总，形成完整的测试报 告包播测试中所有终端设备的遥信状态、 遥测值、遥控命令、动作时间等内容2.3三遥测试仪三遥测试仪的主要作用是闭环测试中模拟一次网络 设备与终端设备进行标准化连接的测试仪器通过通信 管理器与被测试系统中的配电终端连接，向终端发送电 压信号和电流信合，并模似产生相应的幵关量信号主 要由数字信号控制器、电压电流源组件、遥控组件组成数字信号控制器是配电终端三遥自动测试设备的中 枢，控制着其他组件的状态。

通过与三遥测试工作站连 接，接收工作站下发的测试指令，通过通信总线与被测 的配电终端通信连接，向配电终端注人电压、电流等模 拟量电压电流源组件包括多路输出端，并与配电终喘相 连接，数字信号输入端与数字信号控制器连接其中， 数字信号输人端控制电压和电流输出端的幅度和相位， 电压、电流输出端模似线路3相电流以及零序电流遥控组件的输人端通过隔离器与数字信号控制器连 接，输出端通过隔离器与被测配电终端连接；遥控组件 可以模似出开关状态、故障指示器状态、零序故障指示 器状态、接地刀状态、闭锁状态、远方就地状态、分闭 锁、备用3闭环测试步骤采用配电自动化三遥闭环测试方法的现场测试基础 步骤如下所示：1） 将待测系统主站与测试工作站通过总线连接， 获取主站系统内的三遥配置参数，并导人测试软件中的 方案制作器，利用测试系统内提供的各种工具，生成三 遥测试用例2） 现场接线根据现场作业安全规程，将配电终端 的电压端子短路、电流端子短路、遥信节点断幵；按照 配电终端的端子定义，将测试仪的模似量输出端子、数 字景输出端子、数字贵输人端子分别与终端设备的遥测 端子、遥信端子、遥控端子通过专用测试电缆连接3） 模似测试。

将测试仪与主站或IED的维护软件对 照，查看対应的遥测数据、遥信数否正常，并通过主站 或测试软件发送遥控命令，检查动作是否正确，查看测 试系统的通信状态和网络延时，保证其均処于通信畅通 状态，实现IED与现场配电一次网络的隔离4） 执行测试在三遥测试工作站中设置操作命 令，模似向终端设备注入电压、电流等模似景，测试分 析器会记录三遥的具体信息并进行分析5） 测试完成后，生成测试报告，查看幵关的动作逻 辑以及正确性，检查各配点终端的三遥数据，対比测试 方案，判定终端设备三遥功能的正确性4应用案例按照测试步骤，配电终端与开关之间通过标准化 定义接线，然后在安装前完成本地接线测试与。