一种配电网一二次融合装备测试系统的制作方法

1.本发明涉及配电测试技术领域，尤其涉及一种配电网一二次融合装备测试系统。


背景技术：

2.目前电力系统中的一次设备和二次设备互相之间仍处于相对分离状态。相关技术中根据一二次融合技术形成配电网一二次融合装备，即将一次设备和二次设备进行整合，使得一次设备中含有部分二次设备智能单元。
3.对配电网一二次融合装备进行测试，是保证配电网安全运行的重要措施。由于配电网一二次融合装备含有的设备数量较多，采用现有单一的测试设备对配电网一二次融合装备进行测试时，需要多次反复进行，测试效率较低，测试准确度不高。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种配电网一二次融合装备测试系统，解决了如何同时对配电网一二次融合装备的不同设备进行快速、准确测试的技术问题。
5.本发明提供一种配电网一二次融合装备测试系统，包括控制模块、校准模块、智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块；所述校准模块、智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块皆与所述控制模块连接；
6.所述智能网关测试模块用于根据所述控制模块的控制指令生成对应的测试用例，基于所述测试用例对配电网一二次融合装备的待测智能网关进行测试；
7.所述传感器测试模块用于根据所述控制模块的控制指令对配电网一二次融合装备的待测传感器进行测试，根据待测传感器的采样数值大小和/或采样精度对待测传感器和配电网一二次融合装备进行故障检测；
8.所述终端测试模块用于根据所述控制模块的控制指令，对配电网一二次融合装备的待测终端施加相应的测试信号，以检测所述待测终端的采样精度和遥信分辨率；
9.所述校准模块用于在所述控制模块发出控制指令前，获取配电网一二次融合装备中电路的复合误差量并发送至所述控制模块，以由所述控制模块将所述复合误差量发送至智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块；所述复合误差量包括由寄生电感和/或寄生电容引起的误差量；
10.所述智能网关测试模块、所述传感器测试模块和所述终端测试模块还用于基于所述复合误差量对测试过程中的测试数据进行校准。
11.根据本发明的一种能够实现的方式，所述智能网关测试模块包括测试主站单元、切换控制单元和若干个单组测试单元；
12.所述切换控制单元的输入端与所述测试主站单元的输出端连接，所述切换控制单元的输出端连接各所述单组测试单元；
13.所述测试主站单元用于根据所述控制模块的控制指令生成对应的测试用例和测试指令，所述测试指令包括单组测试单元的标识；
14.所述切换控制单元用于根据所述测试指令，将所述测试用例发送至与所述标识对应的单组测试单元；
15.所述单组测试单元用于根据所述测试用例对相应的待测智能网关进行测试。
16.根据本发明的一种能够实现的方式，所述单组测试单元包括功率源子单元和若干个信号注入子单元；
17.所述功率源子单元用于向相应的待测智能网关输入电压信号和电流信号，以基于所述测试用例测试待测智能网关的电气性能；
18.所述信号注入子单元用于向相应的待测智能网关输入各种规约信号，以测试待测智能网关的规约接入能力和并行接收能力。
19.根据本发明的一种能够实现的方式，所述传感器测试模块包括环境测试单元、电气测试单元、监控测试单元；
20.所述环境测试单元用于对环境类传感器进行测试，所述环境类传感器包括温度传感器、湿度传感器和/或气压传感器；
21.所述电气测试单元用于对电气类传感器进行测试，所述电气类传感器包括电压传感器、电流传感器、电阻传感器和/或功率传感器；
22.所述监控测试单元用于对监控类传感器进行测试，所述监控类传感器包括图像传感器、声音传感器和/或光电传感器。
23.根据本发明的一种能够实现的方式，所述传感器测试模块还包括故障定位单元；所述故障定位单元分别与所述环境测试单元、所述电气测试单元和所述监控测试单元电连接；
24.所述故障定位单元包括发射半径设定子单元、信号接收子单元、区域划分子单元和比较确定子单元；
25.所述发射半径设定子单元用于设定所述环境测试单元、所述电气测试单元和所述监控测试单元的信号发射半径，以使所述环境测试单元、所述电气测试单元和所述监控测试单元在检测到故障时以所设定的信号发射半径发出故障信号；
26.所述信号接收子单元用于接收所述环境测试单元、所述电气测试单元和所述监控测试单元所发出的故障信号；
27.所述区域划分子单元用于根据所述信号接收子单元接收到的至少两个故障信号划分故障区域；
28.所述比较确定单元用于所划分的故障区域进行排查，并根据信号强度确定故障位置。
29.根据本发明的一种能够实现的方式，所述系统还包括充能模块；
30.所述充能模块与所述控制模块连接，用于在测试过程中进行蓄能。
31.根据本发明的一种能够实现的方式，所述充能模块包括蓄能单元、电量判断单元、环境判断单元和开关单元；
32.所述开关单元的一端与所述电量判断单元、所述环境判断单元连接，所述开关单元的另一端与所述蓄能单元连接；
33.所述环境判断单元与所述电气测试单元连接，用于在所述电气测试单元没有发出故障信号时向所述开关单元发送第一信号；
34.所述电量判断单元用于在所述蓄能单元的电量低于预设阈值时向所述开关单元发送第二信号；
35.所述开关单元用于在收到所述第一信号和所述第二信号后导通，以使所述蓄能单元在测试过程中进行蓄能。
36.根据本发明的一种能够实现的方式，所述终端测试模块包括测控软件单元、测试台控制单元、测试台功率源单元和测试开关单元；
37.所述测试台控制单元与所述测控软件单元、所述测试台功率源单元和所述测试开关单元电连接；
38.所述测控软件单元用于根据所述控制模块的控制指令生成相应的测试指令；
39.所述测试台控制单元用于将所述测试指令进行分解并发送至所述测试台功率源单元和所述测试开关单元；
40.所述测试台功率源单元用于根据所接收到的分解指令，输出电流信号和电压信号至待测终端；
41.所述测试开关单元用于根据所接收到的分解指令，输出开关信号至待测终端；
42.所述测控软件单元还与待测终端连接，用于获取并保存待测终端在测试过程中的实时数据。
43.根据本发明的一种能够实现的方式，所述终端测试模块还包括录波仪和多功能表；
44.所述多功能表与所述测控软件单元、所述待测终端电连接，以使所述测控软件单元将所述多功能表采集的数据作为比较基准；
45.所述录波仪与所述测控软件单元、所述待测终端电连接，以对所述待测终端进行录波测试。
46.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
47.本发明的系统包括控制模块、校准模块、智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块；其中智能网关测试模块用于根据控制模块的控制指令生成对应的测试用例，基于所述测试用例对配电网一二次融合装备的待测智能网关进行测试；传感器测试模块用于根据控制模块的控制指令对配电网一二次融合装备的待测传感器进行测试，根据待测传感器的采样数值大小和/或采样精度对待测传感器和配电网一二次融合装备进行故障检测；终端测试模块用于对配电网一二次融合装备的待测终端施加相应的测试信号，以检测所述待测终端的采样精度和遥信分辨率；校准模块用于在所述控制模块发出控制指令前，获取配电网一二次融合装备中电路的复合误差量，以使得智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块根据复合误差量对测试过程中的测试数据进行校准；本发明通过设置智能网关测试模块、传感器测试模块和终端测试模块，将三种检测功能集成在一起，能够同时对配电网一二次融合装备中不同的设备进行快速检测，大幅度提高了检测效率，而且通过校准模块对检测过程进行校准，能够提高检测结果的准确性。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明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
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
49.图1为本发明一个可选实施例提供的一种配电网一二次融合装备测试系统的原理框图；
50.图2为本发明一个可选实施例提供的智能网关测试模块的原理框图；
51.图3为本发明一个可选实施例提供的利用智能网关测试模块检测待测智能网关时的原理示意图；
52.图4为本发明一个可选实施例提供的传感器测试模块的原理框图；
53.图5为本发明一个可选实施例提供的故障定位单元的原理框图；
54.图6为本发明一个可选实施例提供的充能模块的原理框图；
55.图7为本发明一个可选实施例提供的利用终端测试模块检测待测终端时的原理示意图；
56.图8为本发明一个可选实施例提供的利用录波仪和多功能表检测待测终端时的原理示意图。
57.附图标记：
58.10-智能网关测试模块；20-传感器测试模块；30-终端测试模块；40-控制模块；50-校准模块；60-充能模块；101-测试主站单元；102-切换控制单元；103-单组测试单元；1031-功率源子单元；1032-信号注入子单元；201-环境测试单元；202-电气测试单元；203-监控测试单元；204-故障定位单元；2041-发射半径设定子单元；2042-信号接收子单元；2043-区域划分子单元；2044-比较确定子单元；301-测控软件单元；302-测试台控制单元；303-测试台功率源单元；304-测试开关单元；305-录波仪；306-多功能表；601-蓄能单元；602-电量判断单元；603-环境判断单元；604-开关单元。
具体实施方式
59.本发明实施例提供了一种配电网一二次融合装备测试系统，用于解决如何同时对配电网一二次融合装备的不同设备进行快速、准确测试的技术问题。
60.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
61.本发明提供了一种配电网一二次融合装备测试系统。
62.请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种配电网一二次融合装备测试系统的原理框图。
63.本发明实施例提供的一种配电网一二次融合装备测试系统，包括智能网关测试模块10、传感器测试模块20、终端测试模块30、控制模块40和校准模块50；所述校准模块50、智能网关测试模块10、传感器测试模块20和终端测试模块30皆与所述控制模块40连接。
64.其中，所述智能网关测试模块10用于根据所述控制模块40的控制指令生成对应的测试用例，基于所述测试用例对配电网一二次融合装备的待测智能网关进行测试；
65.所述传感器测试模块20用于根据所述控制模块40的控制指令对配电网一二次融合装备的待测传感器进行测试，根据待测传感器的采样数值大小和/或采样精度对待测传感器和配电网一二次融合装备进行故障检测；
66.所述终端测试模块30用于根据所述控制模块40的控制指令，对配电网一二次融合装备的待测终端施加相应的测试信号，以检测所述待测终端的采样精度和遥信分辨率；
67.所述校准模块50用于在所述控制模块40发出控制指令前，获取配电网一二次融合装备中电路的复合误差量并发送至所述控制模块40，以由所述控制模块40将所述复合误差量发送至智能网关测试模块10、传感器测试模块20和终端测试模块30；所述复合误差量包括由寄生电感和/或寄生电容引起的误差量；
68.所述智能网关测试模块10、所述传感器测试模块20和所述终端测试模块30还用于基于所述复合误差量对测试过程中的测试数据进行校准。
69.需要说明的是，由于在电路中的寄生电容和寄生电感的检测过程为现有技术的内容，本发明实施例不涉及对寄生电容和寄生电感的本身检测过程的改进，在此处不再赘述。
70.本发明上述实施例，通过智能网关测试模块10对所述配电网一二次融合装备中的智能网关进行检测，通过传感器测试模块20对所述配电网一二次融合装备中的传感器进行检测，并通过终端测试模块30检测所述配电网一二次融合装备中的终端，将三种检测功能集成在一起，能够同时对不同的设备进行快速检测，大幅度提高了检测效率，而且通过校准模块50能够对各模块的检测过程进行校准，能够有效提高检测结果的准确性。
71.在一种能够实现的方式中，如图2所示，所述智能网关测试模块10包括测试主站单元101、切换控制单元102和若干个单组测试单元103；
72.所述切换控制单元102的输入端与所述测试主站单元101的输出端连接，所述切换控制单元102的输出端连接各所述单组测试单元103；
73.所述测试主站单元101用于根据所述控制模块40的控制指令生成对应的测试用例和测试指令，所述测试指令包括单组测试单元103的标识；
74.所述切换控制单元102用于根据所述测试指令，将所述测试用例发送至与所述标识对应的单组测试单元103；
75.所述单组测试单元103用于根据所述测试用例对相应的待测智能网关进行测试。
76.需要说明的是，图2中虽然显示智能网关测试模块10包括两个单组测试单元103，在其他实施方式中，还可以设置其他数量的单组测试单元103，具体的单组测试单元103数量可以根据实际情况确定。
77.本发明实施例，通过测试主站单元101产生测试需要使用的测试用例，并分别输入到单组测试单元103之中进行测试，不仅能够自由选择测试用例，而且通过切换控制单元102对若干个单组测试单元103进行组合使用，在共用测试用例的同时，能够对智能网关进行批量规模化测试，有效提高了测试效率。
78.在一种能够实现的方式中，所述单组测试单元103包括功率源子单元1031和若干个信号注入子单元1032；
79.所述功率源子单元1031用于向相应的待测智能网关输入电压信号和电流信号，以基于所述测试用例测试待测智能网关的电气性能；
80.所述信号注入子单元1032用于向相应的待测智能网关输入各种规约信号，以测试
待测智能网关的规约接入能力和并行接收能力。
81.利用智能网关测试模块10进行检测的过程中，如图3所示，通过测试主站单元101编辑并产生需要使用的测试用例，也就是测试案例，并将对应的测试指令发送给功率源子单元1031，当功率源子单元1031接收到测试指令之后向对应的待测智能网关输入电压和电流信号，以测试待测智能网关的电气功能和性能。
82.同时测试主站单元101给信号注入子单元1032发送指令后，信号注入子单元1032通过各种规约向待测智能网关输入规约信号，以测试智能网关的规约接入能力。
83.同时，信号注入子单元1032还具备并发能力，能够同时给智能网关发送多组信号数据，以便于检测智能网关的并行接收能力。
84.具体地，在检测时，根据需要检测的智能网关的数量，通过测试主站单元101控制切换控制单元102选择对应的单组测试单元103进行测试，多台功率源子单元1031可以同时并列，由测试主站单元101进行控制和管理，而每台功率源子单元1031最多能同时支持8台智能网关并行测试。每台智能网关的测试内容与单台测试时完全相同，从而实现了智能网关的规模化测试。
85.在一种能够实现的方式中，如图4所示，所述传感器测试模块20包括环境测试单元201、电气测试单元202、监控测试单元203；
86.所述环境测试单元201用于对环境类传感器进行测试；
87.所述电气测试单元202用于对电气类传感器进行测试；
88.所述监控测试单元203用于对监控类传感器进行测试。
89.其中，所述环境类传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器中的至少一种，所述电气类传感器包括电压传感器、电流传感器、电阻传感器和功率传感器中的至少一种，所述监控类传感器包括图像传感器、声音传感器和光电传感器中的至少一种。
90.进一步地，所述传感器测试模块20还包括故障定位单元204；所述故障定位单元204分别与所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203电连接。
91.在对一二次融合装备的传感器进行检测的过程中，本发明实施例分别通过环境测试单元201、电气测试单元202、监控测试单元203进行环境检测、电气检测和监控检测，以便于及时获取对应设备的外部环境、电气设备和运行环境。在传感器测试模块20检测到配电网一二次融合装备或传感器发生故障的时候，故障定位单元204对发送故障的位置进行快速定位，从而能够及时定位出故障位置，便于实现对配电网一二次融合装备的及时维护，避免造成更大的损失。
92.如图5所示，所述故障定位单元204包括发射半径设定子单元2041、信号接收子单元2042、区域划分子单元2043和比较确定子单元2044；
93.所述发射半径设定子单元2041用于设定所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203的信号发射半径，以使所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203在检测到故障时以所设定的信号发射半径发出故障信号；
94.所述信号接收子单元2042用于接收所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203所发出的故障信号；
95.所述区域划分子单元2043用于根据所述信号接收子单元2042接收到的至少两个故障信号划分故障区域；
96.所述比较确定单元用于所划分的故障区域进行排查，并根据信号强度确定故障位置。
97.作为一种实施方式，所述比较确定单元可以根据二分法对所划分的故障区域进行排查，或者采用其他现有的故障区域排查方式。本发明实施例不限定于此。
98.具体地，在检测过程中，发射半径设定子单元2041对所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203分别设定信号发射半径，当所述环境测试单元201、所述电气测试单元202和所述监控测试单元203中检测到出现故障之后，对应位置的传感器发送故障信号，同时信号接收子单元2042接收到传感器发出的故障信号，对故障信号的区域进行定位。假设出现故障的位置分别是a和b，则以a和b之间的连线作为长度，将a点所在的圆移动到b点所在的圆时所形成的轨迹连接起来，形成一个条形区域，之后区域划分子单元2043将条形区域二等分得到两故障区域，比较确定单元分别对两个故障区域进行检测，在确定其中一个故障区域的信号强度更强之后，区域划分子单元2043对该故障区域进行二等分以得到新的两个故障区域，而比较确定单元根据信号强度再次对新的两个故障区域进行检测，直至最终剩下的故障区域的面积小于半径为预置半径的圆的面积后，确定所有故障区域中信号强度与故障信号强度相同的位置，从而就可以得到所有的故障位置，实现故障位置的精确定位，提高检测结果的准确性。
99.在一种能够实现的方式中，所述系统还包括充能模块60；
100.所述充能模块60与所述控制模块40连接，用于在测试过程中进行蓄能。
101.传统的测试设备需要自带电源设备，无法满足一些特定场景下的使用。本发明实施例通过设置充能模块60，在检测的过程中由充能模块60进行自动充能，进而由蓄能单元601为其他模块进行供电，不需要单独携带电源，可满足不同场景下的检测使用。
102.在一种能够实现的方式中，如图6所示，所述充能模块60包括蓄能单元601、电量判断单元602、环境判断单元603和开关单元604；
103.所述开关单元604的一端与所述电量判断单元602、所述环境判断单元603连接，所述开关单元604的另一端与所述蓄能单元601连接；
104.所述环境判断单元603与所述电气测试单元202连接，用于在所述电气测试单元202没有发出故障信号时向所述开关单元604发送第一信号；
105.所述电量判断单元602用于在所述蓄能单元601的电量低于预设阈值时向所述开关单元604发送第二信号；
106.所述开关单元604用于在收到所述第一信号和所述第二信号后导通，以使所述蓄能单元601在测试过程中进行蓄能。
107.具体地，在整个系统进行检测的过程中，由于充能模块60也接入了检测过程，电量判断单元602与蓄能单元601连接，以时刻检测蓄能单元601的电量，当电量判断单元602检测到蓄能单元601的电量低于预设阈值时输出第二信号，而环境判断单元603与所述电气测试单元202电连接以获取所述电气类传感器的检测数据，当电气类传感器没有出现故障的时候则表示当前的电力环境稳定，能够进行充能，则输出第一信号，而当开关单元604接收到第一信号和第二信号之后完全导通，则蓄能单元601就可以在检测过程中进行蓄能。
108.本发明实施例，通过电量判断单元602和环境判断单元603对蓄能单元601的充能过程进行开关限制，能够对蓄能单元601起到保护作用。
109.在一种能够实现的方式中，如图7所示，所述终端测试模块30包括测控软件单元301、测试台控制单元302、测试台功率源单元303和测试开关单元304；
110.所述测试台控制单元302与所述测控软件单元301、所述测试台功率源单元303和所述测试开关单元304电连接；
111.所述测控软件单元301用于根据所述控制模块40的控制指令生成相应的测试指令；
112.所述测试台控制单元302用于将所述测试指令进行分解并发送至所述测试台功率源单元303和所述测试开关单元304；
113.所述测试台功率源单元303用于根据所接收到的分解指令，输出电流信号和电压信号至待测终端；
114.所述测试开关单元304用于根据所接收到的分解指令，输出开关信号至待测终端；
115.所述测控软件单元301还与待测终端连接，用于获取并保存待测终端在测试过程中的实时数据。
116.具体地，在检测过程中，测控软件单元301用于生成测试指令，并将测试指令发送到测试台控制单元302，通过测试台控制单元302接收测试指令并对应分解，之后测试台控制单元302将分解后的指令对应发送到测试台功率源单元303和测试开关单元304，以便于测试开关单元304输出开关信号至待测终端，同时测试台功率源单元303以可控的幅值和相位输出电流信号和电压信号至待测终端，启动测试过程，在测试过程中，测试台功率源单元303施加的信号用于模拟配电网实际运行环境，通过测试台功率源单元303施加信号给待测终端，以实现配电终端的硬件闭环测试，同时测试开关单元304包括测试台开入和测试台开出，以实现配电终端的遥信分合功能。
117.本发明实施例中，测控软件单元301、测试台控制单元302、测试开关单元304和待测终端之间形成闭环自动化测试，在测试过程中测控软件单元301下发开始测试命令，整个测试过程自动完成，且测试结果能够自动填报，中间过程无需停顿或人为干预，极大地优化了测试过程，能够减少测试配置和记录工作量，有效提高测试效率。
118.在一种能够实现的方式中，如图8所示，所述终端测试模块30还包括录波仪305和多功能表306；
119.所述多功能表306与所述测控软件单元301、所述待测终端电连接，以使所述测控软件单元301将所述多功能表306采集的数据作为比较基准；
120.所述录波仪305与所述测控软件单元301、所述待测终端电连接，以对所述待测终端进行录波测试。
121.本发明实施例，通过将多功能表306采集的数据作为比较基准，能够提高终端测试模块30的检测准确性，而设置录波仪305，能够便于进行录波测试。
122.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。