0 引言
继电保护测控装置的研发是一个系统工程,测 试 环节是其 中 一 个 重 要 组 成 部 分, 贯穿产品研发的每个阶段[1]。测试是保证产品质量的手段,是 产 品 从 试 验 室 到生产环节的重 要 把 关,测试工作的成功与否关乎产品品质和品牌形象,也对电网的稳定可靠有重大影响。早 期测试,靠人 工 手 动 介 入,随着自动化水平的提高,可 用程序及工具逐渐将人力从重复低效的测试环节中解放出来,大大提 高 了 测 试 效 率、测 试 准 确 性,有 效 缩 短 了 测
试周期,减少了 成 本 投 入。目 前,在 继 电 保 护 测 控 装 置的测试环节优先选择全自动测试,再考虑半自动测试,*后才是手动测试,其核心是向着全自动靠拢发展,**目标是实现测试工作自动化。
1 测试系统组成
继电保护测控装置的功能特性可理解为数据信息的采集处理、采集反馈及处理结果传输、通信参与组成变电站系统乃至电网系统的监控。在当前电网环境下,变电站内现有需要继电保护测控装置采集的数据信息分为传统的模拟量和智能化的数字量。模拟量又分为交流和直流的电流电压量,数字量又分为 GOOSE和SV。测试继电保护测控装置 (以下称 “装 置”)的数据来源于数模一体的继电保护测试仪 (以下称 “测试仪”),自动测试系统中测试仪控制程序通过测试仪提供的控制接口控制测试装置所需的数据;自动测试系统可经由测试仪提供的数据接口获得测试仪相关数据,以及装置根据采集数据动作输出测试仪的结果;模拟开入开出信号所需直流 220V 电压由直流源提供;测试系统中规约模型测试程序获取、处理装置站控层通信信息并记录。测试脚本编辑程序里测试流程编辑、数据处理、测试报告模板设计等也是通用脚本对应装置实例化的地方。测试系统中测试程序根据实例化脚本控制测试过程,得出测试结果并绘制测试报告。
2 自动测试用例分析与设计
根据规范要求,同一时刻,装置对发生的遥信、遥测变化在上送后台监控时的处理优先级应遥信先于遥测[2]。
2.1 需求分析及试验设计
测试中,需施加给被测装置遥测量和遥信开入,要求同时产生遥测越限和遥信变位,检查装置的传输数据,遥信变位应优先于遥测数据传输。考虑到自动测试脚本应具有较高的通用性,且完整的测试过程中对某一台或者某个型号装置 (不论传统模拟量还是智能数字化的)应有很多测试项,例如遥测遥信这类的数据有很多种测试,测试过程也是连续的,所以测试装置所需类型的数据不应也不必由自动测试系统完成,可以在测试前对测试仪预设置,自动测试系统只关注核心功能的实现。下面举例说明测试仪设置。
(1)传统模拟量的采样及开入开出装置。测 试 仪 预 设好遥测输出量为内部功放,输出端接对应装置背板采集端子,装置背部开 入/开出接点规划接线到测试仪对应的输出/输入接点,配合直流源形成信号回路。
(2)智能数字化型通过 GOOSE、SV 数据传输的装置。根据装置的虚端子配置做好测试仪的 GOOSE 接 收/发 送、SV 发送的配置,并将测试仪中 GOOSE接 收 发/送 数 据 集中的各待测点关联到其对应的开入/开出接点,将SV 发送配置中所用各个量关联至测试仪加量项。
2.2 测试脚本操作步骤设计
(1)目前,电网主网装置基本统一规定为需满足61850通信规约接入监控,上送信号在装置模型中配置,设计自动测试脚本时,将脚本数据抽象化,抽象出测试所需信号的数据接口,而后可以通过装置模型来关联数据接口,实例化对应测试用例。本项测试中数据接口有被测遥信、遥测 (三相电压、三线电压、三相电流、有功无功、功率因数、频率等)。
(2)测试过程中,需根据不同的需求标准,对 某 项 数据的值进行规定,例如在本项自动测试中,可以新建一个SOE上送时标的延时误差参数,用来判断测试仪同时产生遥测和遥信变位时,装置在这种状态下对信息的处理性能是否不满足,导致某项信号的延时过大。
(3)测试系统若要获取所需的上送信号报告,就 需 对装置进行相应项的报告控制块注册,所以自动测试脚本中设置下发给装置 启 用 遥 信、遥测报告控制块的通信命令,当满足所注册报告控制块内容的上送条件时,通信监控程序将收到相应的报告信息。
(4)在自动测试系统中设置控制测试仪动作的操作,本用例采用状态序列,有3个状态:状态1,测试仪启动,各项量为初始化状态;状态2,遥 测 在 状 态1的 基 础 上 有一个变化 越 限 (装置一般对于遥测的变化上送有一个门槛,变化 在 门 槛 内,遥 测 数 据 不 上 传,超过设置的越限值,变化后的遥 测 值 才 会 上 送 监 控),同时此状态测试仪关联的出口接点闭合,装置将收到一个遥信变化量;状态3,恢复测试仪 初 始 状 态。状态间切换由时间触发,各 状态的保持时间设定为100~5000ms。
(5)对装置上送信息进行收集、处 理、判 断,得 出 测试报告中所需的数据。
(6)为避免此测试用例在装置实际的批量脚本测试中产生干扰,还需将自动测试脚本中通过通信命令对装置做的设置进行复位,所以本脚本*后需下发停止遥测、遥信报告控制块注册的通信命令。
(7)绘制测试 报 告 模 板,将整个自动测试脚本中敏感的、需要体现的数据进行填充,在测试完成后生成测试结果报告。
3 重要步骤的实现
3.1 测试数据的处理实现
上送优先级的判断,可以从两个方面来实现:一是测试系统的通信程序收到的**条报告是遥测还是遥信;二是采集报告中的时间属性,判断遥信的时间是否早于遥测。*后两个结果相与综合判断遥信是否满足优先于遥测。
在脚本编码中,**个功能段为获取收到的**个报告:抓取报告中的地址信息和信号名称属性,通过比较该地址信息是否为数据接口中被测遥信的地址,确定该条报告是否为被测遥信,判断结果记为true或false。另外将获取的**条报告名称属性记录,用于填充测试报告。在脚本编码中,**个功能段从获取的报告中筛选出遥信的报告,获取筛选结果中**条报告的时间属性并记录。如果没有该条报告,就记录时间属性为 “未获取到时
间”,记录比较判断项为 “未获取到该条报告”,并 直 接 将测试结 果 置 数 为 失 败;如果有该条报告,没 有 时 间 属 性,就记录时间属性为 “未获取到时间”,记录结果为 “未知”。
在脚本编码中,第三个功能段筛选通用遥测量的报告并对报告中所需数据做相关处理。值得注意的是遥测不止一条,对各遥测的操作处理完全一致,编码时可以将对遥测报告的处理写在一个操作函数中,使脚本易于维护和扩展。遥测报告的处理中同样是筛选出所需对应遥测的报告,获取其筛选结果中**条报告的时间属性并记录,用获取的遥测时间对比记录的遥信时间,时间大于等于记录,对比结果 值 为true,描 述 为 “true”,时 间 小 于 记 录,对比结果值 为false,描 述 为 “false”;如果没有获取到时间,就记 录 “未 获 取 到 时 间”,对 比 结 果 记 录 值 为 true(方便*终结果的判断)描述为 “未知”;如果筛选结果无该遥测的报告,就 记 录 “未 获 取 到 时 间”,对 比 结 果 记 录值为true,描述为 “未获取此条报告”。MW,2号分布电源上升至约34 MW,功率分配误差高达32.7%;图8(b)中,在动态下垂控制方式下,1号分布式电源上 升 至 约40.5 MW,2号分布式电源上升至约39.5MW,功率分配误差仅为0.73%。
图9(a)中,在传统下垂控制方式下母线电压突减后无法恢复至额定值;图9(b)中,动态下垂控制方式下的母线电压经过约0.3s的突减过程后,迅速恢复至电压额定值。可见在负荷突增和突减的情况下,动态下垂控制方式均可有效地改善功率分配和电压偏差的问题。
5 结语
本文分析了传统下垂控制在交流微电网的控制原理。为了改善功率分配和电压偏差问题,建立了一种动态下垂控制策略,同时与传统下垂控制方案进行对比,理论分析和仿真对比验证了动态下垂控制策略的优越性。