就地化保护装置的测试方法、装置、设备及可读存储介质与流程

本发明涉及电网运行技术领域，特别是涉及一种就地化保护装置的测试方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着继电保护产品软件、硬件技术的日趋成熟，一种更适应智能变电站发展的新型继电保护——就地化保护逐步在电网中实施应用。就地化保护具有与一次系统接口标准统一、节省资源、防护等级高、调试及运维检修方便快捷等优点，能够提升保护动作快速性和可靠性，是继电保护重要发展方向之一。

就地化保护采用全新的设计概念，给现场调试、运维带来挑战，要实现“即插即用”和装置的可靠运行，需要对就地化保护装置进行测试，实现就地化保护装置的标准化和免维护的技术要求，全面提升电网的可靠性和运维水平。现有技术主要采用搭建物理模型对就地化保护装置进行测试，但是这种测试方式存在设备结构复杂，测试成本高、效率低等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种就地化保护装置的测试方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，解决了搭建物理模型对就地化保护装置进行测试，设备结构复杂，测试成本高、效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种就地化保护装置的测试方法，包括：

根据接收到的电网运行模式指令，运行预先创建的电网仿真模型；其中，所述电网运行模式指令至少包括单相接地故障运行指令、相间短路故障运行指令、三相短路故障运行指令；

获取所述电网仿真模型中运行参数，并根据所述运行参数进行潮流运算，获得所述电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据；其中，所述模拟量数据至少包括电网仿真模型的节点电压、节点电流、支路功率、支路损耗；所述数字量数据包括所述电网仿真模型中开关开合状态；

向所述就地化保护装置输出所述模拟量数据和所述数字量数据，并接收所述就地化保护装置反馈的控制指令；

根据所述控制指令运行所述电网仿真模型，并显示运行结果。

其中，在获得所述电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据之后，还包括：

将所述模拟量数据进行线性等比率放大后，再执行向所述就地化保护装置输出所述模拟量数据和所述数字量数据的操作。

其中，所述预先创建所述电网仿真模型包括：

根据所述电网中各个设备参数，采用数字仿真技术，获得至少包括发电机模型、变压器模型、交流线路模型、负载模型、开关模型以及故障设置模型的电网仿真模型。

其中，所述根据所述控制指令运行所述电网仿真模型，并显示运行结果包括：

根据所述控制指令，控制所述电网仿真模型中开关执行跳闸保护动作，以切换所述开关的开合状态；

获得执行跳闸保护动作后的所述电网仿真模型中的模拟量数据和数字量数据；

根据所述模拟量数据和所述数字量数据，获得电网运行结果，并在显示屏上显示运行结果。

其中，所述在显示屏上显示运行结果包括：

在显示屏上显示当前电网仿真模型的电网设备状态、运行模式、各个开关开合状态以及各个模拟量数据的变化波形图。

本发明还提供了一种就地化保护装置的测试装置，包括：

指令运行模块，用于根据接收到的电网运行模式指令，运行预先创建的电网仿真模型；其中，所述电网运行模式指令至少包括单相接地故障运行指令、相间短路故障运行指令、三相短路故障运行指令；

数据运算模块，用于获得所述电网仿真模型中运行参数，并根据所述运行参数进行潮流运算，获得所述电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据；其中，所述模拟量数据至少包括电网仿真模型的节点电压、节点电流、支路功率、支路损耗；所述数字量数据包括所述电网仿真模型中开关开合状态；

输入输出模块，用于向所述就地化保护装置输出所述模拟量数据和所述数字量数据，并接收所述就地化保护装置反馈的控制指令；

运行显示模块，用于根据所述控制指令运行所述电网仿真模型，并显示运行结果。

本发明还提供了一种就地化保护装置的测试设备，所述测试设备包括和所述就地化保护装置相连接的输入输出端口；

和所述输入输出端口相连接的数据模拟处理器，用于执行如上任一项所述的就地化保护装置的测试方法的步骤；

和所述数据模拟处理器相连接，用于输入电网运行模式指令的操作界面；

和所述数据模拟处理器相连接，用于显示运行结果的显示界面。

其中，所述输入输出端口包括模拟量输入输出端口和数字量输入输出端口。

其中，所述数据模拟处理器为多核处理器。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述就地化保护装置的测试方法的步骤。

本发明所提供的就地化保护装置的测试方法，包括根据接收到的电网运行模式指令，运行预先创建的电网仿真模型；其中，电网运行模式指令至少包括单相接地故障运行指令、相间短路故障运行指令、三相短路故障运行指令；获得电网仿真模型中运行参数，并根据运行参数进行潮流运算，获得电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据；其中，模拟量数据至少包括电网仿真模型的节点电压、节点电流、支路功率、支路损耗；数字量数据包括电网仿真模型中开关开合状态；向就地化保护装置输出模拟量数据和数字量数据，并接收就地化保护装置反馈的控制指令；根据控制指令运行电网仿真模型，并显示运行结果。

本申请中的测试方法，通过预先创建的电网仿真模型，按照电网运行模式指令指定的运行模式模拟电网的各种故障运行状态，进而获得电网故障运行的模拟量数据和数字量数据，就地化保护装置根据该模拟量数据和数字量数据，即可生成应对这一故障运行状态的控制指令；基于该控制指令运行电网后，再根据电网的运行结果，即可知就地化保护装置针对故障运行状态的电网是否能够生成正确有效的控制指令，以达到保护电网设备的目的。

本发明的测试方法，只需要用户输入电网运行模式指令，即可自动完成对就地化保护装置的测试，操作简单，易于执行，且运行设备成本低，能够快速有效的对就地化保护装置进行测试，相对于物力搭建物理模型，本发明中的测试方法在很大程度上减少了工作人员的测试工作量和测试工作效率。

本发明还提供了一种就地化保护装置的测试装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的就地化保护装置的测试方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S14的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的就地化保护装置的测试装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的就地化保护装置的测试方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S11：根据接收到的电网运行模式指令，运行预先创建的电网仿真模型。

其中，电网运行模式指令至少包括单相接地故障运行指令、相间短路故障运行指令、三相短路故障运行指令。

需要说明的是，本申请中最终目的是为了测试对就地化保护装置应对各种电网中的故障时，是否能够给出正确有效的应对指令，因此，在对就地化保护装置进行测试时，就需要充分考虑到电网运行中可能产生的各种故障，其中单相接地故障、相间短路故障、三相短路故障是最常见的几种故障，本实施例中仅仅以此为例进行说明，但并不排除还包括其他故障运行指令。

在实际操作中，用户可以根据需要对就地化保护装置进行测试的故障种类，输入对应的电网运行模式指令，使得电网仿真模型仿真电网的故障运行。

步骤S12：获取电网仿真模型中运行参数，并根据运行参数进行潮流运算，获得电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据。

其中，模拟量数据至少包括电网仿真模型的节点电压、节点电流、支路功率、支路损耗；数字量数据包括电网仿真模型中开关开合状态；

本实施例中的运行参数，具体可以是整个电网仿真模型正常运行的电压大小、变压器等设备的变比以及电阻元件的阻值等等参数；基于该运行参数进行潮流运算，获得整个电网仿真模型中的潮流分布结果，根据该潮流分布结果，即电网仿真模型中的模拟量数据和数字量数据；而该模拟量数据和数字量数据即为就地化保护装置判断电网仿真模型是否处于故障运行以及需要采取什么样的保护动作的依据。

步骤S13：向就地化保护装置输出模拟量数据和数字量数据，并接收就地化保护装置反馈的控制指令。

就地化保护装置将各个模拟量数据和预定的保护定值进行对比，判断电网中各个电流电压值是否超过保护定值，以及根据数字量数据判断各个开关的开合状态是否正常，进而获得电网是否出现故障，以及出现什么样的故障，并针对不同故障给出对应的控制指令。

步骤S14：根据控制指令运行电网仿真模型，并显示运行结果。

为了验证对就地化保护装置的控制指令，按照控制指令运行电网仿真模型，并将电网仿真模型运行的结果直接向用户显示，那么用户即可直观的了解就地化保护装置的控制指令的有效性和准确性。

本发明中的就地化保护装置的测试方法，通过仿真模拟电网的运行，进而获得仿真的模拟量数据和数字量数据，使得就地化保护装置能够以该莫力量数据和数字量数据为依据，生成对应的控制指令，再利用电网仿真模型的运行结果对控制指令进行验证，用户根据显示的运行结果即可直观的了解就地化保护装置的测试结果。相对于现有技术中搭建物理模型对就地化保护装置进行测试的方式而言，本发明的方法简单易执行，用户只需要输入指令后，即可自动完成测试过程，在很大程度上提高了测试效率。

基于上述实施例，在本发明的另一具体实施例中，在上述步骤S13中，在获得电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据之后，还包括：

将模拟量数据进行线性等比率放大后，再执行向就地化保护装置输出模拟量数据和数字量数据的操作。

因为根据电网仿真模型的潮流计算获得的模拟量数据一般是一个小信号的电压值或电流值等，而就地化保护装置的输出电压、输出电流相对于模拟数据而言相对较小，因此难以跟就地化保护装置匹配，因此需要等比率放大电压、电流量等模拟量数据。

如上所述，本发明中需要预先创建电网仿真模型，因此，在本发明的另一具体实施例中，预先创建所述电网仿真模型具体可以包括：

根据电网中各个设备参数，采用数字仿真技术，获得至少包括发电机模型、变压器模型、交流线路模型、负载模型、开关模型以及故障设置模型的电网仿真模型。

具体地，对发电机的参数进行等值计算，采用同步发电机数字仿真模型并输入等值后参数，同时根据发电机的调速、励磁、稳定器参数，建立发电机及其调速、励磁、稳定器仿真模型；

对交流系统的线路参数进行等值计算，采用集中参数线路模型，并输入等值后参数，建立交流线路仿真模型；

同理，对变压器、开关、负荷等设备参数进行等值计算，选择对应模型并输入对应等值参数，搭建变压器、开关、负荷等设备的仿真模型。

本实施例中充分参考实际电网中的各种设备元件，将各中设备元件均建立相对应的仿真模型，在将各个仿真模型相互连接配合即可获得电网仿真模型，在最大程度上模仿实际电网的工作和运行，以提高测试的准确性和可靠性。

基于上述任意实施例，在本发明的另一具体实施例中，如图2所示，上述步骤S14具体可以包括:

步骤S141：根据控制指令，控制电网仿真模型中开关执行跳闸保护动作，以切换开关的开合状态。

步骤S142：获得执行跳闸保护动作后的电网仿真模型中的模拟量数据和数字量数据。

步骤S143：根据模拟量数据和数字量数据，获得电网运行结果，并在显示屏上显示运行结果。

就地化保护动作通过模拟量数据和数字量数据，判断出电网处于故障运行状态时，可以生成针对故障的控制指令，该控制指令具体即为切换电路中保护开关的开合状态。电网仿真模型在故障运行的状态下，根据该控制指令，执行执行跳闸保护动作之后，电网仿真模型的运行状态必然会产生相应的变化。此时再一次获得整个电网仿真模型中的模拟量数据和数字量数据，根据该模拟量数据和数字量数据，即可知执行控制指令的跳闸保护动作是否能够有效保护电网设备。

可选地，在上述实施例中，在显示屏上显示运行结果具体可以包括：

在显示屏上显示当前电网仿真模型的电网设备状态、运行模式、各个开关开合状态以及各个模拟量数据的变化波形图。

直接在显示屏上显示电网设备状态、运行模式、各个开关开合状态以及各个模拟量数据的变化波形图，用户基于显示屏展现的内容，即可直观清晰的判断出就地化保护装置的控制指令是否能够有效保护电网设备。

下面对本发明实施例提供的就地化保护装置的测试装置进行介绍，下文描述的就地化保护装置的测试装置与上文描述的就地化保护装置的测试方法可相互对应参照。

图3为本发明实施例提供的就地化保护装置的测试装置的结构框图，参照图3就地化保护装置的测试装置可以包括：

指令运行模块100，用于根据接收到的电网运行模式指令，运行预先创建的电网仿真模型；其中，所述电网运行模式指令至少包括单相接地故障运行指令、相间短路故障运行指令、三相短路故障运行指令；

数据运算模块200，用于获得所述电网仿真模型中运行参数，并根据所述运行参数进行潮流运算，获得所述电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据；其中，所述模拟量数据至少包括电网仿真模型的节点电压、节点电流、支路功率、支路损耗；所述数字量数据包括所述电网仿真模型中开关开合状态；

输入输出模块300，用于向所述就地化保护装置输出所述模拟量数据和所述数字量数据，并接收所述就地化保护装置反馈的控制指令；

运行显示模块400，用于根据所述控制指令运行所述电网仿真模型，并显示运行结果。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

模拟量放大模块，用于在获得所述电网仿真模型运行的模拟量数据和数字量数据之后，将所述模拟量数据进行线性等比率放大后，再执行向所述就地化保护装置输出所述模拟量数据和所述数字量数据的操作。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还包括模型创建模块，用于根据所述电网中各个设备参数，采用数字仿真技术，获得至少包括发电机模型、变压器模型、交流线路模型、负载模型、开关模型以及故障设置模型的电网仿真模型。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，运行显示模块400还可以用于根据所述控制指令，控制所述电网仿真模型中开关执行跳闸保护动作，以切换所述开关的开合状态；获得执行跳闸保护动作后的所述电网仿真模型中的模拟量数据和数字量数据；根据所述模拟量数据和所述数字量数据，获得电网运行结果，并在显示屏上显示运行结果。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，运行显示模块400具体还可以用于在显示屏上显示当前电网仿真模型的电网设备状态、运行模式、各个开关开合状态以及各个模拟量数据的变化波形图。

本实施例的就地化保护装置的测试装置用于实现前述的就地化保护装置的测试方法，因此就地化保护装置的测试装置中的具体实施方式可见前文中的就地化保护装置的测试装置的实施例部分，例如，指令运行模块100，数据运算模块200，输入输出模块300，运行显示模块400，分别用于实现上述就地化保护装置的测试方法中步骤S11，S12，S13和S14，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

本发明中还提供了一种就地化保护装置的测试设备，所述测试设备包括和所述就地化保护装置相连接的输入输出端口；

和所述输入输出端口相连接的数据模拟处理器，用于执行如任一项实施例所述的就地化保护装置的测试方法的步骤；

和所述数据模拟处理器相连接，用于输入电网运行模式指令的操作界面；

和所述数据模拟处理器相连接，用于显示运行结果的显示界面。

本实施例中的测试设备，结构简单，相对于现有技术中搭建的物理模型，本实施例中的测试设备体积更小，结构更简单；且用户只需要在人机交互界面上输入相应的电网运行模式指令，测试设备即可在显示屏中显示测试结果，这个测试过程简单易操作，测试结果直观清楚，在很大程度上提高了用户对就地化保护装置测试的工作效率。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

所述输入输出端口包括模拟量输入输出端口和数字量输入输出端口。

具体地，可以是模拟量A/D输入输出端口和数字量A/D输入输出端口。

可选地，在本发明的另一具体实施例中，数据模拟处理器为多核处理器。

采用多核处理器，有利于提高处理器的运算能力，加快测试程序的运算速度。

本发明中还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意实施例所述就地化保护装置的测试方法的步骤。

本实施例中的可读存储介质可以是随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。