配电网工况高保真反演系统、测试方法、终端及存储介质与流程

1.本发明涉及配电网技术领域，特别是一种配电网工况高保真反演系统、测试方法、终端及存储介质。


背景技术：

2.配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网，室友架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器以及一些附属设施等组成，在电力网中起重要分配电能作用的网络。
3.针对配电网中的各个设备，在实际使用过程中，需要进行各种测试，而传统的测试方法比较单一，无法适应配电网运行多种工况的测试要求，因此，提出一种配电网工况高保真反演系统、测试方法、终端及存储介质来解决该问题。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述和/或现有的系统及其测试方法设计中存在的测试方法比较单一，无法适应配电网运行多种工况的测试要求的问题，提出了本发明。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种配电网工况高保真反演系统，包括电源单元、时钟同步单元、总控单元、工控机单元、测试用例输入单元、辅助输入单元以及开入开出单元，所述电源单元用于对待测设备提供电源信号；时钟同步单元用于对系统时钟信号进行同步；总控单元与所述电源单元、所述时钟同步单元连接，以进行硬件参数控制；所述工控机单元的输入端与所述总控单元连接，所述工控机单元的输出端与所述待测设备连接，用于将存储的测试程度在所述待测设备中运行，并进行测试过程的交互以获取测试数据；测试用例输入单元与所述总控单元连接，用于输入测试用例集；辅助输入单元与所述总控单元连接，用于根据所述电源单元提供的电源信号对应输出辅助测试信号；开入开出单元分别与所述总控单元和所述待测设备连接，用于采集并模拟所述待测设备的开入开出量。
7.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述电源单元包括锂电池模块、电压信号模块、电流信号模块、电压功率放大模块、电流功率放大模块以及切换开关模块，所述锂电池模块与所述切换开关模块的输入端连接，所述电压信号模块的输入端、所述电流信号模块的输入端均与所述切换开关的输出端连接，所述电压信号模块的输出端与所述电压功率放大模块连接，所述电流信号模块的输出端与所述电流功率方法模块连接。
8.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述电源单元还连接有电源测试单元，用于对所述锂电池模块进行电池参数测试，所述总控单元用于获取所述锂电池模块的电池参数测试结果，并根据所述电池参数测试结果和所述锂电池模块提供的电源信号控制所述辅
助输入单元对应输出不同的所述辅助测试信号，所述总控单元连接有外部接口单元。
9.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述时钟同步单元包括gps守时电路模块和时钟同步电路模块，所述gps守时电路模块用于接收外部gps 信号，所述时钟同步电路模块与所述gps守时电路模块连接，所述时钟同步电路模块用于根据所述gps信号对系统时钟进行同步校准。
10.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述辅助输入单元输入的所述辅助测试信号包括遥控拒动、遥控慢动、转供容量不足、pt断线、ct断线中的至少一种。
11.作为本发明所述的一种优选方案，其中：还包括遥测单元，所述遥测单元与所述待测单元连接，用于输入遥测信号至所述待测设备以对所述待测设备进行测试。
12.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述遥测单元包括综合测试模块、遥测测试模块、遥信测试模块、遥控测试模块以及回放模块，所述综合测试模块用于测试硬件输出或软件模拟规约通讯状态，所述遥测测试模块用于测试所述待测设备的遥测精度，所述遥信测试模块用于对遥信防抖时间、遥信风暴、遥信雪崩响应中的至少一种进行测试，所述遥控测试模块用于对所述待测设备的遥控正确性和保持时间进行测试，所述回放模块与所述待测设备连接，用于对测试过程中的故障过程数据进行导出以实现故障回放。
13.一种配电网终端测试方法，包括配电网工况高保真反演系统，以及包括以下步骤：
14.获取待测设备的待测目标数据，根数所述待测目标数据获取目标状态序列；
15.根据所述目标状态序列，对所述配电网工况高保真反演系统中输入的测试用例集、辅助测试信号以及电源信号进行配置；
16.通过时钟同步单元进行时钟同步，然后通过工控机单元对所述待测设备进行测试以及获取测试数据；
17.根据所述测试数据对所述待测设备的状态进行验证以确定测试结果是否正确。
18.本发明提供一种终端，其包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述配电网终端测试方法。
19.作为本发明所述的一种优选方案，其中所述遥测单元900工作流程包括遥测测试模块902输出输出三相交流电压、电流信号；
20.遥信测试模块903根据信号做出相应灯光变化；
21.遥控测试模块904用于检测终端各路遥控执行功能；
22.回放模块905与待测设备连接，用于对测试过程中的故障过程数据进行导出以实现故障回放；
23.所述遥信测试模块903根据遥测测试模块902输出信号进行相应灯光变化，包括
24.当输出电流小于0.5a时，遥信测试模块903显示蓝灯，即遥信防抖时间小于10ms；
25.当输出电流大于0.5a小于1a时，遥信测试模块903显示黄灯，即遥信防抖时间小于20ms大于10ms；
26.当输出电流稳定在1a时，遥信测试模块903显示绿灯，即遥信防抖时间为20ms；
27.当输出电流大于1a时，遥信测试模块903显示红灯，即发送警告故障提醒。
28.本发明的有益效果：本发明通过电源单元提供待测设备需要的不同大小的电源信号，通过时钟同步单元对待测设备和本方案中系统进行时钟同步，以提高测试结果的准确
性，在测试过程中，通过测试用例输入单元和辅助输入单元分别输入测试用例集合辅助测试信号，以便于对不同的测试场景进行模拟测试，从而可以实现高精度功率源输出，结合配电网工况反演要求，能够适应配电网运行多种工况的测试需求。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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。其中：
30.图1为本发明整体的结构框图。
31.图2为本发明电源单元的结构框图。
32.图3、4为本发明故障特性电流曲线图。
33.图5为本发明配电网终端测试方法的流程图。
具体实施方式
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
36.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
37.实施例1
38.参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种配电网工况高保真反演系统，包括电源单元100、时钟同步单元200、总控单元300、工控机单元400、测试用例输入单元500、辅助输入单元600以及开入开出单元700。
39.电源单元100用于对待测设备提供电源信号；时钟同步单元200用于对系统时钟信号进行同步；总控单元300与电源单元100、时钟同步单元200连接，以进行硬件参数控制；工控机单元400的输入端与总控单元300连接，工控机单元400的输出端与待测设备连接，用于将存储的测试程度在待测设备中运行，并进行测试过程的交互以获取测试数据；测试用例输入单元500与总控单元300 连接，用于输入测试用例集；辅助输入单元600与总控单元300连接，用于根据电源单元100提供的电源信号对应输出辅助测试信号；开入开出单元700分别与总控单元300和待测设备连接，用于采集并模拟待测设备的开入开出量。
40.电源单元100包括0-300v的电压信号和020a的电流信号，通过总控单元 300对电源单元100进行电源参数调整，以便于输出预设的电源信号至待测设备，同时总控单元300分别控制测试用例输入单元500和辅助输入单元600，以通过测试用例输入单元500和辅助输入单元600分别输入不同的测试用例集和辅助测试信号，以便于对待测设备的各种工况场景进行模拟，以便于在工控机单元400对待测设备进行测试的时候，能够适应配电网运动
多种工况的反演测试过程。
41.开入开出单元700具备遥控仿真执行回路，可以接受配电终端的控制输出，模拟被测开关动作，可以模拟1个及以上断路器，可定义为分位、合位、控分、并与电压以及电流输出联动，可以方便输出相关继电保护动作仿真信号配合现场试验需求。
42.所述遥测单元900工作流程包括
43.遥测测试模块902输出输出三相交流电压、电流信号；
44.遥信测试模块903根据信号做出相应灯光变化；
45.遥控测试模块904用于检测终端各路遥控执行功能；
46.回放模块905与待测设备连接，用于对测试过程中的故障过程数据进行导出以实现故障回放；
47.所述遥信测试模块903根据遥测测试模块902输出信号进行相应灯光变化，包括
48.当输出电流小于0.5a时，遥信测试模块903显示蓝灯，即遥信防抖时间小于10ms；
49.当输出电流大于0.5a小于1a时，遥信测试模块903显示黄灯，即遥信防抖时间小于20ms大于10ms；
50.当输出电流稳定在1a时，遥信测试模块903显示绿灯，即遥信防抖时间为20ms；
51.当输出电流大于1a时，遥信测试模块903显示红灯，即发送警告故障提醒。
52.实施例2
53.参照图1～4，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
54.电源单元100包括锂电池模块101、电压信号模块102、电流信号模块103、电压功率放大模块104、电流功率放大模块105以及切换开关模块106，锂电池模块101与切换开关模块106的输入端连接，电压信号模块102的输入端、电流信号模块103的输入端均与切换开关模块106的输出端连接，电压信号模块 102的输出端与电压功率放大模块104连接，电流信号模块103的输出端与电流功率放大模块105连接。
55.电源单元100在输入电源信号的过程中，根据不同的需要，选择输入不同的电压信号或电流信号，具体的，在通过切换开关模块106选择电压信号模块 102或者电流信号模块103，以输出电压信号或者电流信号，之后根据总控单元300的需求，通过电压功率放大模块104对电压信号进行放大或者通过电流功率放大模块105对电流信号进行放大，以得到满足总控单元300需求的电压信号或者电流信号。
56.电流信号模块102的通道数量为4路，经过电流功率放大模块105放大后最终输出的电流信号中，交流电流的范围为0～20a/80va，直流电流的范围为 0～20a/100w；交流电流的输出准确度为≤0.06％
±
0.04％fs，直流电流的输出准确度为≤0.6％
±
0.4％fs；交流电流输出稳定度为≤0.03％
±
0.02％fs，直流电流≤0.3％
±
0.2％fs；输出的电流信号的输出精度≤0.1％。而对于电压信号输出，电流信号模块103的通道数量为4路，在输出的电压信号中，交流电压的输出范围为0～300v/100va、直流电压的输出范围为0～300v/50w；电压输出准确度：≤0.06％
±
0.04％fs；电压输出稳定度：≤0.03％
±
0.02％fs；电压输出精度：≤0.1％。
57.电源单元100还连接有电源测试单元107，用于对锂电池模块101进行电池参数测试，总控单元300用于获取锂电池模块101的电池参数测试结果，并根据电池参数测试结果和锂电池模块101提供的电源信号控制辅助输入单元 600对应输出不同的辅助测试信号，
总控单元300连接有外部接口单元800。
58.电源单元100用于对锂电池模块101进行电池参数测试，电池参数测试包括内阻、容量以及老化程度中的一种，电源测试单元107对锂电池模块101进行测试以获取锂电池模块101的电池内压和内阻，并通过短时放电曲线估算锂电池模块的容量，同时还可以根据各指标综合评估锂电池模块101的老化程度，通过电源测试单元107能够实时获取锂电池模块101的参数情况，包括当前的电池电压、内阻和老化程度，以便于根据锂电池模块101的参数和锂电池模块 101当前输出的电源信号，输出辅助测试信号进行辅助，以保证输出准确的测试信号，提高测试结果的准确性，与便于与测试用例单元500配合以模拟不同的测试环境。
59.电源单元100还设置辅助直流电源输出，辅助直流电源具有一路24v/48v 可切换辅助直流电压输出，在待测设备无电时，可作为后备工作电源使用。
60.总控单元300连接有外部接口单元800用于提供通信接口与外部计算机设备通信，以实现固件升级、参数设置、数据导入导出中的至少一种功能，在通过通信接口与外部计算机连接之后，整个系统可以与外部计算机设备通信以进行数据传输，从而实现固件升级、参数设置、断面置入、测试结果导出等功能，通信接口包括usb接口或以太网接口。
61.时钟同步单元200包括gps守时电路模块201和时钟同步电路模块202， gps守时电路模块201用于接收外部gps信号，时钟同步电路模块202与gps 守时电路模块201连接，时钟同步电路模块202用于根据gps信号对系统时钟进行同步校准。
62.时钟同步单元200通过gps信号提供精准的时钟信号，同时在没有gps 信号的时候提供时间保持功能，以避免系统时钟出现偏差，其中gps守时电路模块201在现场条件允许的情况下接收外部gps信号，在无gps信号时同样保证自身守时。
63.总控单元300通过触摸屏输入控制信号，本实施例中触摸屏采用10.1英寸的带点容触控的液晶显示屏，分辨率为1280*800。
64.辅助输入单元600输入的辅助测试信号包括遥控拒动、遥控慢动、转供容量不足、pt断线、ct断线中的至少一种。
65.在辅助输入单元600输入辅助测试信号的过程中，针对不同的测试用例集，配合输入不同的辅助测试信号，以便于模拟不同工况场景的测试过程。
66.在测试过程中，系统可以与配电终端实现闭环自动测试，自动调整输出电压电流及开入开出，同时通过规约采集被测设备数据，完成包括电压、电流、功率精度试验，遥信防抖、soe分辨率，遥控执行正确性等试验，测试启动之后整个测试过程不再需要手动操作，测试完成自动生成测试报告，提高了测试效率。
67.还包括遥测单元900，遥测单元900与待测设备连接，用于输入遥测信号至待测设备以对待测设备进行测试。
68.遥测单元900包括综合测试模块901、遥测测试模块902、遥信测试模块 903、遥控测试模块904以及回放模块905，综合测试模块901通过手动输入电压电流及开出、同时监测开入量变化，用于测试硬件输出或软件模拟规约通讯状态，遥测测试模块902用于输出三相交流电压、电流信号，可设置幅值、频率、相位，输出信号模拟现场的交流信号，提供给待测设备，以检验待测设备遥测采集的测量精度用于测试待测设备的遥测精度，遥信测试模块903通过发出开关量信号，模拟现场待测设备动作事件，检测待测设备遥信功能是否正常，
用于对遥信防抖时间、遥信风暴、遥信雪崩响应中的至少一种进行测试，遥控测试模块904用于检测终端各路遥控执行功能是否正常，可对待测设备的遥控正确性和保持时间进行测试，回放模块905与待测设备连接，用于对测试过程中的故障过程数据进行导出以实现故障回放，在待测设备完成检测之后，通过导入comtrade文件选择电压、电流通道输出，将待测设备检测过程中的电压数据和地韩流数据输出，从而实现故障回放功能，以便于对待测设备故障问题进行分析。
69.本方案的反演系统提供4路电流4路电压，模拟1条线路的电流电压信号，幅值、相位、频率可设置。
70.实施例3
71.参照图5，为本发明第三个实施例，该实施例提供一种配电网终端测试方法，采用实施例1-2中的配电网工况高保真反演系统，其包括以下步骤：
72.s101、获取待测设备的待测目标数据，根数待测目标数据获取目标状态序列；
73.s102、根据目标状态序列，对配电网工况高保真反演系统中输入的测试用例集、辅助测试信号以及电源信号进行配置；
74.s103、通过时钟同步单元进行时钟同步，然后通过工控机单元对待测设备进行测试以及获取测试数据；
75.s104、根据测试数据对待测设备的状态进行验证以确定测试结果是否正确。
76.具体的，首先确定待测设备的待测目标数据，包括电压、电流和开入开出量，并根据待测目标数据确定目标状态序列，包括相应的状态量输出顺序、保持时间、逻辑变化等序列，之后通过测试用例输入单元5用于输入测试用例集，通过辅助输入单元6输入辅助测试信号，并通过电源单元1进行电源信号配置，配置完成之后通过时钟同步单元2进行时钟同步，通过工控机单元40启动测试过程以输出测试数据，同时在测试过程中，通过开入开出单元7采集并模拟所述待测设备的开入开出量，从而获取待测设备完整的测试数据，完成对待测设备的测试过程。
77.最后通过配电终端设备动作逻辑，根据测试数据对应的故障处理结果对待测设备进行故障处理后判断待测设备是否正常，若正常，则表示待测设备检测结果准确。
78.用户根据模型自定义测试过程，对于每个单独的状态，可设置该状态下的幅值和保持时间。试验开始运行时，达到保持时间则切换到下一状态。如图3、 4中所示为线路某处发生故障时，处于故障上游与下游开关处的ftu/dtu监测到电流的变化分别如附图(a)与(b)所示，t1为故障时刻，t2为过流保护动作时刻，t3为重合闸动作时刻，t4为后加速保护动作时刻。馈线自动化系统 (以下简称fa)依据线路上各ftu/dtu实时采集的电流信息，以及与之对应的电压、开关状态等数据，结合网络拓扑结构，实现待测设备的检测。
79.测设备的数量为多个，且多个所述待测设备在设定时间启动以进行同步测试。通过设置启动时间，定时启动，将所有待测设备和配电网工况高保真反演系统设置为约定同一个时间启动，以完成对多个待测设备的同步测试。
80.一种终端，包括存储器以及处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行本实施例中的配电网终端测试方法。
81.一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序执行时实现本实施例中的配电网终端测试方法。
82.以上模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个数字信号处理器(digital singnal processor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统 (system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。
83.本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的配电网终端测试方法。所述存储介质包括：rom、ram、磁碟、u盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
84.优选地，处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processingunit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field programmablegate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
85.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。