基于电力系统的试验调试装置及调试方法与流程

1.本发明涉及电力系统的继电保护装置技术领域，更具体地说，本发明涉及基于电力系统的试验调试装置及调试方法。


背景技术：

2.随着我国电力的进步和持续发展，运行在电力系统的各个电力设备在调试环节上都需要重视，而继电保护对于电力系统而言，试验调试装置扮演者重要角色，是保障电力系统正常运转及提前管控电力系统，随着当下信息化技术的迅速发展，在电力系统中结合计算机网络技术，基于电力系统的试验调试装置逐渐走向了自动化的管理模式。
3.现有技术中，基于电力系统的试验调试装置在运行过程中，通过计算机系统实时对装置监测数据，反馈到计算机系统进行运算，反馈到显示端，达成人机交互的功能，然后工作人员根据计算机对电力系统的试验调试装置产生异常信息的变量进行人工调节试验设备，以此来保证电力系统的运行装置运行的安全性与可靠性，但是目前电力系统的试验调试装置中缺乏继电保护装置，依然存在人工调节问题，在试验调试方法上，没有实现完全自动化调控功能，在经济效益上，电力系统结合的计算机系统及操作工人，存在成本高，调试时间长及人机反馈慢的问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于电力系统的试验调试装置及调试方法，在基于源代码插桩方式克服了源代码提取困难的问题，便于后续函数图的输出与混合动态建模方法，在基于多节点自动建模的分析方法过程保证了建模分析数据的精准性，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于电力系统的试验调试装置，包括调试设备系统和计算机系统，所述调试设备系统和计算机系统是通过串口连接的，能进行信息交互，所述调试设备系统包括有调试设备、连接接口、总线控制、继电保护装置及开关，所述计算机系统包括有中控模块、开关模块、电源模块及通信模块，所述调试设备系统中，调试设备、继电保护装置及开关是通过连接接口和总线控制相互连接形成的，所述计算机系统中各模块是通过虚拟端口对应连接。
6.进一步的，所述调试设备指电力系统中用于检测电力设备运行的电路电网中电流、电压的试验仪器，已经连接网络系统，能够通过网络接收到测量电路电网的电流、电压值进行监测电力设备运行状态，实时调试控制；所述连接接口是指可见的物理端口，如usb接口、光纤接口和rj45接口，用于连接调试设备系统中的各装置；所述总线控制用于传送控制信号和时序信号，总线控制是双向的，根据计算机系统的中控模块与通信模块之间进行的数据处理、传送而决定的，是各种信号线的集合，用于调试设备系统和计算机系统中传送数据、控制信息的通道，所述开关是调试设备系统中电路电网的控制节点，用于电路开路、中断电流和转电流至其它电路的电子元件。
7.进一步的，所述继电保护装置包括有电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元，所述电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元是通过i/o接口相互连接到系统中，所述i/o接口是通过用编程程序对电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元进行控制，所述电压保护单元是通过调试电压值保护调试设备正常运行，在电压保护中分为过电压保护、欠电压保护及零序电压保护，所述过电压保护是防止调试设备电压升高导致运行设备的开关及变压器损坏，所述欠电压保护是防止调试设备在运行过程中突然降低电压导致设备运行不稳定，所述零序电压保护是防止变压器绝缘破坏调试设备。
8.进一步的，所述电流保护单元通过调试电流值保护调试设备正常运行，在电流保护中分为过电流保护、电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护及无时限电流速断；所述电容平衡单元是针对调试设备系统中电路电网并联电容器，采取的保护措施，在调试设备中的并联电容器出现故障时，产生不平衡电流的保护装置，用来控制并联电容器电流同步性。
9.进一步的，所述中控模块包括有试验数据采集单元、数据处理单元、参数编程代码单元、数据存储单元及自适应调节变量单元，所述数据采集单元是把试验调试装置在运行中设计的参数变量，经过调试设备系统与计算机系统串口连接的信号交互而采集电流、电压的模拟信号，所述数据处理单元包括有处理器cpu和a/d转换器，用于把试验数据采集单元采集的数据传输到数据处理单元进行数据转换、数据建模运算处理，所述数据存储单元包括储存器ram，用于记忆所有数据，能够和cpu直接交换数据，使得计算机系统运行速度更快。
10.进一步的，所述参数编程代码单元是采用计算机机器学习中的深度学习算法，是通过大量的试验数据控制调试设备运行状态的内在规律和表示层次，获取参数信息对调试设备的影响信息，能够像人一样具有分析学习能力，根据计算机编码语言表示影响调试设备的运行参数，然后对参数影响调试设备运行状态进行分析，结合多层神经元的自编码神经网络对参数进行预编码，通过网络学习和调优技术对参数建立编码和解码模型，所述自适应调节变量单元通过接收编程代码指令，然后把数字信号转换成调试设备系统中能运行的模拟信号，经过i/o接口传输更改控制电流、电压值信息，目的是让调试设备正常运行。
11.进一步的，所述开关模块包括自动控制开关单元，所述自动控制开关单元是指在电力系统的试验调试装置中，当调试设备运行时，运行电路电网中电流或电压值过大时，计算机系统的开关模块会控制物理开关自动进行中断电路换线路运行，所述电源模块是支持计算机系统网络运行且给试验调试设备系统提供电流，所述通信模块包括有输入输出接口单元，用于连接调试设备系统的连接接口，所述输入输出接口单元是用于传输数据信号。
12.进一步的，所述基于电力系统的试验调试装置及调试方法，具体包括下列步骤：s1、首先将电力设备的试验装置与计算机系统连接，然后在计算机系统中把调试设备系统设定为初始化状态的试验数据；s2、然后利用计算机系统中的处理器对调试装置系统的待调试参数进行处理、调整、编辑成多个试验数据，把计算机系统中处理的数字信号转换成调试设备系统可处理的模拟信号；s3、在计算机系统处理试验参数时，采用网络系统智能化的自适应控制，利用大数据的分析、对比、处理、存储及调节试验参数变量，通过设定的计算机编辑代码对电力系统
的试验调试装置进行实时控制；s4、最后调试设备系统通过调试设备、连接接口与总线控制，接收计算机系统中的多个试验信息，并调整试验设备参数，实现电力系统中设置的继电保护。
13.本发明的技术效果和优点：本发明与传统基于电力系统的试验调试装置相比，在现有的调试设备系统中增加了继电保护装置和在计算机系统中的数据处理单元后添加参数编程代码单元，实现了解放人力试验调试电力设备的功能，达到了计算机编码控制继电保护装置对电力系统中运行的试验调试装置进行自适应控制的效果。
14.本发明与传统基于电力系统的试验调试装置的调试方法相比，在于采用深度学习算法，实现对多组试验数据进行分析，找到调试设备正常运行的参数范围的功能。
附图说明
15.图1为本发明的基于电力系统的试验调试装置的调试方法框图；图2为本发明的基于电力系统的试验调试装置系统图。
具体实施方式
16.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例，虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制，相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
17.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
18.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
19.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
20.应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论，本技术应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作，适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于，个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
21.计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令（诸如程序模块）的一般语境下描述，通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型，计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的，在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
22.实施例1本发明提供了基于电力系统的试验调试装置，包括调试设备系统和计算机系统，所述调试设备系统和计算机系统是通过串口连接的，能进行信息交互，所述调试设备系统包括有调试设备、连接接口、总线控制、继电保护装置及开关，所述计算机系统包括有中控模块、开关模块、电源模块及通信模块，所述调试设备系统中，调试设备、继电保护装置及开关是通过连接接口和总线控制相互连接形成的，所述计算机系统中各模块是通过虚拟端口对应连接。
23.本实施例与现有技术的区别，具体说明在于在调试设备系统中添加计算机系统可控制的继电保护装置，用于解放人力试验调试电力设备，能够通过计算机编码控制系统，实现继电保护装置对电力系统中运行的试验调试装置进行自适应控制的功能；具体说明在于计算机系统中在数据处理单元后添加参数编程代码单元，把控制电力运行设备的电流、电压及电容参数的额定范围做出代码编辑，当接收数据经过处理后对比参数是否在编码范围内，如果在，试验调试装置的运行正常，如果不是在额定范围内，触发计算机系统中对比指令，自适应调节参数变量单元，控制继电保护装置执行保护电力设备的运转。
24.本实施例中，需要具体说明的是所述调试设备指电力系统中用于检测电力设备运行的电路电网中电流、电压的试验仪器，已经连接网络系统，能够通过网络接收到测量电路电网的电流、电压值进行监测电力设备运行状态，实时调试控制；所述连接接口是指可见的物理端口，如usb接口、光纤接口和rj45接口，用于连接调试设备系统中的各装置；所述总线控制用于传送控制信号和时序信号，总线控制是双向的，根据计算机系统的中控模块与通信模块之间进行的数据处理、传送而决定的，是各种信号线的集合，用于调试设备系统和计算机系统中传送数据、控制信息的通道，所述开关是调试设备系统中电路电网的控制节点，用于电路开路、中断电流和转电流至其它电路的电子元件；所述调试设备中包括有变电站电力调试设备，用于试验变压器的调压控制，通过调整自耦调压器的输出电压，实现试验变压器额定范围的工作电压调节，保护变电站运行的稳定性，所述总线控制在试验调试装置中经过输入输出接口连接系统能够读写信号、复位信号、中断响应信号及片选信号。
25.本实施例中，需要具体说明的是所述继电保护装置包括有电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元，所述电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元是通过i/o接口相互连接到系统中，用于试验数据进行调整保护电力系统正常运行，所述i/o接口是计算机系统与调试设备系统进行信息交换的纽带，通过用编程程序对电压保护单元、电流保护单元与电容平衡单元进行控制，所述电压保护单元是通过调试电压值保护调试设备正常运行，在电压保护中分为过电压保护、欠电压保护及零序电压保护，所述过电压保护是防止调试设备电压升高导致运行设备的开关及变压器损坏，所述欠电压保护是防止调试设备在运行过程中突然降低电压导致设备运行不稳定，所述零序电压保护是防止变压器绝缘破坏调试设备。
26.本实施例中，需要具体说明的是所述电流保护单元通过调试电流值保护调试设备正常运行，在电流保护中分为过电流保护、电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护及无时限电流速断，所述过电流保护是在调试设备出现的最大负荷电流，在时限上设有相应的级差确保调试设备的正常运行，所述电流速断保护是在调试设备出现的最大短
路电流，切断设备线路保护调试设备，所述定时限过电流保护是在调试设备正常运行时，被保护电力运行设备的线路上出现最大负荷电流，调试设备发生故障启动电流继电器正常运行，所述反时限过电流保护是在调试设备发生短路时，继电保护动作开始，所述无时限电流速断是保护调试设备的部分运行，按照调试设备的运行方式来保护设备运行时间的长短；所述电容平衡单元是针对调试设备系统中电路电网并联电容器，采取的保护措施，在调试设备中的并联电容器出现故障时，产生不平衡电流的保护装置，用来控制并联电容器电流同步性，让调试设备运行稳定。
27.本实施例中，需要具体说明的是所述中控模块包括有试验数据采集单元、数据处理单元、参数编程代码单元、数据存储单元及自适应调节变量单元，所述数据采集单元是把试验调试装置在运行中设计的参数变量，经过调试设备系统与计算机系统串口连接的信号交互而采集电流、电压的模拟信号，所述数据处理单元包括有处理器cpu和a/d转换器，用于把试验数据采集单元采集的数据传输到数据处理单元进行数据转换、数据建模运算处理，所述数据存储单元包括储存器ram，用于记忆所有数据，能够和cpu直接交换数据，使得计算机系统运行速度更快；所述数据处理单元先接收试验数据采集单元传输的数据，利用a/d转换器把采集到的虚拟信号转换成cpu可处理的数字信号，然后cpu对这些数字信号进行试验，通过改变电流、电压的值，监测调试设备的运行状态，然后判断调试设备正常运行的电流与电压的额定范围，通过建立模型进行运算，然后把运算好能正常运行的电流电压控制范围数据存储在计算机的存储器中记忆，用于对比调试设备运行出现的故障数据。
28.本实施例中，需要具体说明的是所述参数编程代码单元是采用计算机机器学习中的深度学习算法，是通过大量的试验数据控制调试设备运行状态的内在规律和表示层次，获取参数信息对调试设备的影响信息，能够像人一样具有分析学习能力，根据计算机编码语言表示影响调试设备的运行参数，然后对参数影响调试设备运行状态进行分析，结合多层神经元的自编码神经网络对参数进行预编码，通过网络学习和调优技术对参数建立编码和解码模型，所述自适应调节变量单元通过接收编程代码指令，然后把数字信号转换成调试设备系统中能运行的模拟信号，经过i/o接口传输更改控制电流、电压值信息，让调试设备正常运行；所述参数编程代码单元属于人工智能环节，利用计算机编辑语言下发执行进行控制，可采用编程代码如下//列出当前多有参数 rosparam list;//显示某个参数值 rosparam get param_key;//设置某个参数值 rosparam set param_key param_value;//保存参数到文件 rosparam dump file_name;//修改某个变量的值rosservice call /clear "{}";更新当前参数//从文件读取参数 rosparam load file_name，所述数据编程代码单元通过编程语言控制参数范围传输指令到自适应调节变量单元，然后自适应调节变量单元接收的指令进行信息转换，从i/o接口传输到调试设备系统中实时控制。
29.本实施例中，需要具体说明的是所述开关模块包括自动控制开关单元，所述自动控制开关单元是指在电力系统的试验调试装置中，当调试设备运行时，运行电路电网中电
流或电压值过大时，计算机系统的开关模块会控制物理开关自动进行切断电路，就是中断电路换线路运行，防止调试设备运行温度过高，损坏总线，阻断网络控制，所述电源模块是支持计算机系统网络运行且给试验调试设备系统提供电流，使得基于电力系统的试验调试装置正常运行，所述通信模块包括有输入输出接口单元，用于连接调试设备系统的连接接口，所述输入输出接口单元是用于传输数据信号，使得调试设备系统与计算机系统之间的信息实时交互。
30.本实施例中，需要具体说明的是基于电力系统的试验调试装置的调试方法，具体包括下列步骤：101、首先将电力设备的试验装置与计算机系统连接，然后在计算机系统中把调试设备系统设定为初始化状态的试验数据；本实施例中，需要具体说明的是所述连接是采用串口连接，将串口两端分别连接计算机和试验调试装置，然后连接完毕后，打开计算机的管理，找到设备管理器，查看串口的com，使用计算机打开串口，输入串口对应名称，选择serial，点击打开串口实现系统连接。
31.102、然后利用计算机系统中的处理器对调试装置系统的待调试参数进行处理、调整、编辑成多个试验数据，把计算机系统中处理的数字信号转换成调试设备系统可处理的模拟信号；本实施例中，需要具体说明的是处理器先接收试验数据，利用a/d转换器把采集到的虚拟信号转换成cpu可处理的数字信号，然后cpu对这些数字信号进行试验，具体试验方法是通过不断改变电流、电压的值，监测调试设备的运行状态，得出多个试验数据。
32.103、在计算机系统处理试验参数时，采用网络系统智能化的自适应控制，利用大数据的分析、对比、处理、存储及调节试验参数变量，通过设定的计算机编辑代码对电力系统的试验调试装置进行实时控制；本实施例中，需要具体说明的是所述分析采用的是深度学习算法对个实验数据进行分析，从中找出使得调试设备运行状态正常的参数范围，利用参数范围作为调节调试设备异常故障时，参数异常需要自适应调节的目标范围，所述对比是指在电力系统的试验调试装置在运行调试过程中调试的参数变量与目标范围的参数值进行比对，分析参数的影响调试设备运行状态，所述处理指通过自适应调节变量单元执行编程代码指令，输出调节变量控制信号到继电保护装置，用于保护调试设备正常运行，所述存储指把系统中传输的数据记忆下来，所述调节是指i/o接口接收的执行指令命令电压保护单元、电流保护单元和电容保护单元对调试设备进行参数调节保护。
33.104、最后调试设备系统通过调试设备、连接接口与总线控制，接收计算机系统中的多个试验信息，并调整试验设备参数，实现电力系统中设置的继电保护；本实施例中，需要具体说明的是所述继电保护是对电力系统的运行设备发生的故障与异常进行检测、控制和将故障切除，对调试设备进行维护与正常运行的保护措施，所述多个试验信息指电力系统中因电流、电压及总线在调试设备运行过程中，不同参数变量对应的不同调试设备运行状态为试验信息，其中除了电流、电压及总线参数影响下，调试设备的运行温度也是影响试验信息的准确性。
34.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明
的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。