一种智能变电站自动化装置测试设备及方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种智能变电站自动化装置测试设备及方法，包括：主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块，其中：所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接，所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接，所述输入输出模块与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。本发明中所述主控单元模块可以和其他模块相互交互，所述主控单元模块比对自身检测数据及被测自动化装置发过来的数据，快速准确的获得测试结果。
【专利说明】
一种智能变电站自动化装置测试设备及方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种智能变电站自动化装置测试设备及方法。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，智能变电站中的自动化装置如保护、测控等实现对整个变电站一二次设备监视与控制功能，具有遥控保持时间、遥信防抖、SOE分辨率等关于时间测试功能。随着智能电网建设的发展，新建智能变电站越来越多，这些装置的功能及性能可靠与否直接关乎变电站安全生产运行，因此智能变电站自动化装置测试非常重要。
[0003]目前对于自动化装置时间相关性测试仍借助一些功能单一的调试工具来进行，如万用表、示波器、简单开关量测试仪，这些仪器有的功能简单，或者使用不方便、精度低，有的需要多个仪器配合才能完成测试，不能满足智能变电站测试的需求。
【发明内容】
[0004]本发明实施例中提供了一种智能变电站自动化装置测试设备及方法，以解决现有技术中智能变电站自动化装置测试不方便且精度低的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案:
[0006]—种智能变电站自动化装置测试设备，包括:主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块，其中:
[0007]所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接；
[0008]所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接；
[0009]所述输入输出模块与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。
[0010]优选地，所述人机交互模块包括输入单元和输出单元，所述输入单元与所述输出单元电连接，所述输入单元与所述主控单元模块电连接和/或无线通信连接。
[0011]优选地，所述现场可编程门阵列FPGA包括第一定时计数器、第二定时计数器、第一输入与门、第二输入与门、一个输入或门和一个非门，其中:
[0012]所述第一定时计数器分别与所述GPS接收模块、主控单元模块、第二定时计数器、第一输入与门电连接；
[0013]所述第二定时计数器分别与所述第一定时计数器、第一输入与门、第二输入与门电连接；
[0014]所述第一输入与门与所述第二输入与门均与所述或门电连接；
[0015]所述非门分别与所述低于输入与门、第二输入与门、主控单元模块电连接。
[0016]优选地，所述输入单元包括键盘或触摸屏。
[0017]优选地，所述输出单元包括显示屏。
[0018]优选地，还设置有一晶振单元，所述晶振单元与所述第一定时计数器电连接。
[0019]一种智能变电站自动化装置测试方法，包括以下步骤:
[0020]选取权利要求1-6任一所述的智能变电站自动化装置测试设备；
[0021]通过人机交互模块设置相关参数发送给主控单元模块，所述参数包括输出指定时间和指定间隔时延；
[0022]GPS接收模块将接收的卫星数据传输给所述主控单元模块，判断时钟是否失步；
[0023]主控单元模块将判断结果发送给现场可编程门阵列FPGA;
[0024]所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出；
[0025]主控单元模块接收人机交互模块设置的功能参数，发送相关参数指令给输入输出丰旲块;
[0026]被测智能变电站自动化装置接收输入输出模块的控制信号，并将动作结果通过网口以报文形式发送给主控单元模块，主控单元模块解析相关报文，得出测试结果。
[0027]优选地，所述判断时钟是否失步，包括:主控单元模块接收GPS接收模块发送的卫星数据中包含的卫星数，
[0028]如果所述卫星数大于或等于预设值，则GPS接收模块处于同步状态;或者，
[0029]如果所述卫星数小于预设值，则GPS接收模块处于失步状态。
[0030]优选地，所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出，包括:
[0031]判断所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据中卫星数是否大于或等于预设值；
[0032]如果所述卫星数大于或等于预设值，则由所述GPS接收模块输出；或者，
[0033]如果所述卫星数小于预设值，则由所述现场可编程门阵列FPGA输出。
[0034]由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试设备及方法，包括:主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块，其中:所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接，所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接，所述输入输出模块与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。所述主控单元模块可以和其他模块相互交互，主控单元模块通过输入输出模块模拟开关动作给被测自动化装置，或者被测自动化装置输出开关量给输入输出模块，然后自动化装置将动作结果发送给主控单元模块，所述主控单元模块比对自身检测数据及被测自动化装置发过来的数据，快速准确的获得测试结果。
【附图说明】
[0035]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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试设备的结构示意图；
[0037]图2为本发明实施例提供的现场可编程门阵列FPGA的结构示意图；
[0038]图3为本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0040]参见图1，为本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试设备的结构示意图，如图1所示，所述测试设备包括:主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块；
[0041]所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接；
[0042]所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接，所述主控单元模块与所述输入输出模块均与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。
[0043]所述人机交互模块包括输入单元和输出单元，所述输入单元与所述输出单元电连接，所述输入单元与所述主控单元模块电连接和/或无线通信连接。其中所述输入单元包括键盘或触摸屏，用于操作人员设置参数或输入信息时操作使用;所述输出单元包括显示屏，测试过程中生成的曲线、图片等信息都可以在显示屏上直观的显示出来，供操作人员查看并做出判断使用。
[0044]参见图2为本发明实施例提供的现场可编程门阵列FPGA的结构示意图，如图2所示所述现场可编程门阵列FPGA包括第一定时计数器、第二定时计数器、第一输入与门、第二输入与门、一个输入或门和一个非门，其中:
[0045]所述第一定时计数器分别与所述GPS接收模块、主控单元模块、第二定时计数器、第一输入与门电连接;所述第二定时计数器分别与所述第一定时计数器、第一输入与门、第二输入与门电连接;所述第一输入与门与所述第二输入与门均与所述或门电连接;所述非门分别与所述低于输入与门、第二输入与门、主控单元模块电连接。
[0046]其中所述第一定时计数器和所述第二定时计数器优选地位32为定时计数器，保证定时的准确性。
[0047]所述测试设备还设置有一晶振单元，所述晶振单元与所述第一定时计数器电连接，所述晶振单元优选地为频率50MHZ的晶振，所述晶振单元向所述第一定时计数器输出50MHZ的方波。
[0048]由上述实施例可见，本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试设备包括:主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块，其中:所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接，所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接，所述主控单元模块与所述输入输出模块均与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。所述主控单元模块可以和其他模块相互交互，主控单元模块通过输入输出模块模拟开关动作给被测自动化装置，或者被测自动化装置输出开关量给输入输出模块，然后自动化装置将动作结果发送给主控单元模块，所述主控单元模块比对自身检测数据及被测自动化装置发过来的数据，快速准确的获得测试结果。
[0049]与本发明提供的一种智能变电站自动化装置测试设备实施例相对应，本发明还提供了一种智能变电站自动化装置测试方法的实施例。
[0050]参见图3，为本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试方法的流程示意图，所述方法包括:
[0051]一种智能变电站自动化装置测试方法，包括以下步骤:
[0052]选取上述智能变电站自动化装置测试设备；
[0053]SlOl，通过人机交互模块设置相关参数发送给主控单元模块，所述参数包括输出指定时间和指定间隔时延；
[0054]S102，GPS接收模块将接收的卫星数据传输给所述主控单元模块，判断时钟是否失步；
[0055]所述判断时钟是否失步，包括:主控单元模块接收GPS接收模块发送的卫星数据中包含的卫星数，判断所述卫星数与预设值的大小；
[0056]如果所述卫星数大于或等于预设值，则GPS接收模块处于同步状态；
[0057]如果所述卫星数小于预设值，则GPS接收模块处于失步状态。
[0058]例如预设值为4，在测试过程中主控单元模块接收GPS接收模块发送的卫星数据中包含的卫星数为5，因此卫星数值大于所述预设值，因此GPS接收模块处于同步状态。
[0059]S103，主控单元模块将判断结果发送给现场可编程门阵列FPGA;
[0060]S104，所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出；
[0061]所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出，包括:
[0062]判断所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据中卫星数是否大于或等于预设值；
[0063]如果所述卫星数大于或等于预设值，则由所述GPS接收模块输出；
[0064]如果所述卫星数小于预设值，则由所述现场可编程门阵列FPGA输出。
[0065]如S102中，卫星数为5，大于预设值，因此GPS接收模块处于同步状态，则由所述GPS接收模块输出；如果所述卫星数为3，小于预设值，因此由所述现场可编程阵列FPGA模拟脉冲输出。
[0066]S105，主控单元模块接收人机交互模块设置的功能参数，发送相关参数指令给输入输出模块；
[0067]S106，被测智能变电站自动化装置接收输入输出模块的控制信号，并将动作结果通过网口以报文形式发送给主控单元模块，主控单元模块解析相关报文，得出测试结果。
[0068]由上述实施例可见，本发明实施例提供的一种智能变电站自动化装置测试方法，包括:通过人机交互模块设置相关参数发送给主控单元模块，所述参数包括输出指定时间和指定间隔时延;GPS接收模块将接收的卫星数据传输给所述主控单元模块，判断时钟是否失步；主控单元模块将判断结果发送给现场可编程门阵列FPGA;所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出；主控单元模块接收人机交互模块设置的功能参数，发送相关参数指令给输入输出模块;被测智能变电站自动化装置接收输入输出模块的控制信号，并将动作结果通过网口以报文形式发送给主控单元模块，主控单元模块解析相关报文，得出测试结果。所述主控单元模块可以和其他模块相互交互，所述主控单元模块比对自身检测数据及被测自动化装置发过来的数据，快速准确的获得测试结果。
[0069]需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0070]以上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，包括:主控单元模块、GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块，其中: 所述主控单元模块分别与所述GPS接收模块、现场可编程门阵列FPGA、人机交互模块、输入输出模块电连接和/或无线通信连接； 所述GPS接收模块与所述现场可编程门阵列FPGA电连接和/或无线通信连接； 所述输入输出模块与智能变电站自动化装置电连接和/或无线通信连接。2.根据权利要求1所述的智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，所述人机交互模块包括输入单元和输出单元，所述输入单元与所述输出单元电连接，所述输入单元与所述主控单元模块电连接和/或无线通信连接。3.根据权利要求1所述的智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，所述现场可编程门阵列FPGA包括第一定时计数器、第二定时计数器、第一输入与门、第二输入与门、一个输入或门和一个非门，其中: 所述第一定时计数器分别与所述GPS接收模块、主控单元模块、第二定时计数器、第一输入与门电连接； 所述第二定时计数器分别与所述第一定时计数器、第一输入与门、第二输入与门电连接； 所述第一输入与门与所述第二输入与门均与所述或门电连接； 所述非门分别与所述第一输入与门、第二输入与门、主控单元模块电连接。4.根据权利要求2所述的智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，所述输入单元包括键盘或触摸屏。5.根据权利要求2所述的智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，所述输出单元包括显示屏。6.根据权利要求3所述的智能变电站自动化装置测试设备，其特征在于，还设置有一晶振单元，所述晶振单元与所述第一定时计数器电连接。7.一种智能变电站自动化装置测试方法，其特征在于，包括以下步骤: 选取权利要求1-6任一所述的智能变电站自动化装置测试设备； 通过人机交互模块设置相关参数发送给主控单元模块，所述参数包括输出指定时间和指定间隔时延； GPS接收模块将接收的卫星数据传输给所述主控单元模块，判断时钟是否失步； 主控单元模块将判断结果发送给现场可编程门阵列FPGA; 所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出； 主控单元模块接收人机交互模块设置的功能参数，发送相关参数指令给输入输出模块； 被测智能变电站自动化装置接收输入输出模块的控制信号，并将动作结果通过网口以报文形式发送给主控单元模块，主控单元模块解析相关报文，得出测试结果。8.根据权利要求7所述的智能变电站自动化装置测试方法，其特征在于，所述判断时钟是否失步，包括:主控单元模块接收GPS接收模块发送的卫星数据中包含的卫星数， 如果所述卫星数大于或等于预设值，则GPS接收模块处于同步状态;或者， 如果所述卫星数小于预设值，则GPS接收模块处于失步状态。9.根据权利要求7所述的智能变电站自动化装置测试方法，其特征在于，所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据决定标准脉冲是由所述GPS接收模块输出或所述现场可编程门阵列FPGA输出，包括: 判断所述现场可编程门阵列FPGA根据接收的数据中卫星数是否大于或等于预设值； 如果所述卫星数大于或等于预设值，则由所述GPS接收模块输出；或者， 如果所述卫星数小于预设值，则由所述现场可编程门阵列FPGA输出。
【文档编号】G05B23/02GK105892446SQ201610229957
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】沈鑫, 曹敏, 张林山, 马红升, 周年荣, 闫永梅, 黄星, 李月梅
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院