模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统及方法与流程

本发明涉及一种电力系统智能变电站的试验方法，具体涉及一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统及方法。

背景技术：

SMV(Sampled Measured Value)采样测量值，也称为SV，是一种用于实时传输数字采样信息的通信服务，在智能变电站的保护装置中已得到广泛采用。采样数据的可靠性对保护正确动作至关重要，少量的异常数据就可能造成单个甚至多个保护的误动，对电网的安全运行构成了很大威胁。

异常报文大致分成四类：1)双A/D采样报文不一致；2)品质位异常；3)报文丢帧；4)异常大值(也称为“飞点”)。目前，保护厂家已有较为成熟的技术方法来甄别前三类异常报文并可靠闭锁保护[6]，在实际运行中极少出现由此类异常导致的保护不正确动作。但第四类异常大值由于保护厂家尚存在意见分歧，特别是对异常大值的特征和对保护算法的影响一直没有广泛共识，使得相关的理论研究和技术应用进展缓慢，检测方法、试验参数和评价体系缺失。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统及方法，本发明能够作为一种考核智能变电站继电保护设备对异常大值(“飞点”)的抗扰动能力的试验方法。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统，所述试验系统用于试验未发生故障的正常状态下保护设备对异常大值的数值达到2Iset～40Iset、单侧极性异常的数量在1～9个点之间的抗扰动能力；其改进之处在于，所述试验系统包括光数字保护试验仪，以及通过光纤与所述光数字保护试验仪连接的保护设备。

进一步地，所述光数字保护试验仪向保护设备发送SV采样报文，并接收保护设备发送的保护动作信号作为反馈信息。

进一步地，所述光数字保护试验仪用于模拟包含异常大值的采样报文输出，飞点模型的每周波点根据试验情况设置采样异常报文帧数，所述异常大值即为飞点值。

进一步地，所述保护设备为受试设备EUT。

本发明提供一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统的试验方法，所述试验方法用于试验未发生故障的正常状态下保护设备对异常大值飞点的抗扰动能力；在进行试验时须选择干扰模式；所述干扰模式指的是根据异常大值的特征参数对保护算法的影响程度，将影响最大的试验特征参数作为制定干扰模式的依据；

其改进之处在于，所述试验方法包括下述方案：

(1)保护设备在单A/D飞点的试验；和

(2)保护设备在双A/D同时飞点时能承受严酷等级为D级的抗扰度试验。

进一步地，所述干扰模式包括单A/D飞点与波峰极性相同、单A/D飞点与波峰极性相反、非连续双飞点交变极性、连续多飞点单侧极性和连续多飞点交变极性。

进一步地，所述方案(1)中，保护设备在单A/D飞点的试验包括：

1)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波峰的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

2)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波峰的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

3)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波谷的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

4)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波谷的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

5)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文在波峰和波谷位置同时出现反向等值的交变飞点，飞点数量分别为连续的1～9个点，测试保护装置的抗干扰能力；

6)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文在波峰和波谷位置同时出现反向等值的交变飞点，飞点数量分别为连续的1～9个点，测试保护装置的抗干扰能力；

进一步地，所述方案(2)中，保护设备在双A/D飞点时能承受严酷等级为D级的抗扰度试验包括：

①通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰和波谷分别出现单个点的飞点，测试保护装置的抗干扰能力；

②通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰或波谷连续出现多个飞点，测试保护装置的抗干扰能力；和

③通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰和波谷分别出现等值等数量的连续多点飞点，测试保护装置的抗干扰能力。

进一步地，所述试验特征参数包括：飞点峰值、飞点极性、每周波飞点个数、连续飞点重复个数、飞点初相位和中间飞点的初相位。

进一步地，在试验系统中，飞点峰值的大小、每周波飞点个数、连续飞点重复个数直接决定保护设备采样后计算值，导致保护设备的误动作；飞点极性、飞点初相位和中间飞点初相位会根据极性和相位对保护设备产生不同影响。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

1、该试验方法可填补SV采样报文异常大值试验方法的技术空白。

2、该试验方法可应用于继电保护装置的型式试验。

3、该试验方法所提出的异常大值干扰模式对于此类干扰具有代表性，可为相关技术研究工作提供有价值的参考。

附图说明

图1是本发明提供的模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统的示意图；

图2是本发明提供的单A/D飞点与波峰极性相同的试验波形图；

图3是本发明提供的单A/D飞点波峰极性相反与的试验波形图；

图4是本发明提供的保护设备非连续双飞点交变极性的试验波形图；

图5是本发明提供的保护设备连续多飞点单侧极性的试验波形图；

图6是本发明提供的保护设备连续多飞点交变极性的试验波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

异常大值特征参数与保护算法影响之间具有关联性，基于该特征参数及其影响规律可以得到有效考核保护装置的一系列典型干扰模式。关键特征参数包括：飞点峰值、飞点极性、每周波飞点个数、连续飞点重复个数、飞点初相位、中间飞点的初相位。通过设置各个特征参数可以构建不同特征的异常大值，利用光数字继电保护测试仪可以生成带有特定模式的异常大值报文，通过光纤发送给保护装置进行考核。

本发明提供一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验系统，所述试验系统用于试验未发生故障的正常状态下保护设备对异常大值的数值达到2Iset～40Iset、单侧极性异常的数量在1～9个点之间的抗扰动能力；首先搭建SV采样报文异常大值试验系统，如图1所示：

将光数字保护测试仪通过光纤与保护装置(受试设备EUT)相连接。光数字保护测试仪向保护装置发送SV采样报文，并接收保护装置发送的保护动作信号作为反馈信息，从而实现对异常大值的测试考核。

光数字保护测试仪模拟异常大值采样报文输出，本发明的飞点模型采用每周波80点，可根据试验情况设置为其他采样帧数。

本发明还提供一种模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验方法，测试目的：考核在被保护设备未发生故障的正常状态下保护设备(受试设备EUT，equipment under test)对异常大值(飞点)的抗扰动能力。

测试要求及合格判据：

要求受试设备在单A/D飞点时不发生保护误动和拒动现象，包括：1)保护设备在单A/D飞点与波峰极性相同的试验；和2)保护设备在单A/D飞点与波峰极性相反的试验。

在双A/D飞点时应能承受严酷等级为D级的抗扰度试验，包括：①保护设备非连续双飞点交变极性的试验；②保护设备连续多飞点单侧极性的试验；和③保护设备连续多飞点交变极性的试验。

受试设备投入相关保护。对装置不施加任何激励的情况下，装置不应误动。对装置施加120％的的电流、电压相关保护整定值，装置不应拒动。设备应工作正常。装置功能和性能应符合标准要求。测试方案、试验参数及干扰模式如图2～6所示。

1)干扰模式的选择：根据异常大值的特征参数对保护算法的影响程度，将影响最大的特征参数作为制定典型干扰模式的依据。

2)试验特征参数包括：飞点峰值、飞点极性、每周波飞点个数、连续飞点重复个数、飞点初相位、中间飞点的初相位。

模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验方法的试验项目、目的、要求和方法如下表1～6所示。

方案1)中，保护设备在单A/D飞点的试验包括：

1)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波峰的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

2)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波峰的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

3)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波谷的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

4)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文分别出现1～9个连续飞点，同时飞点值正处于正弦波波谷的位置，测试保护装置的抗干扰能力；

5)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD1的SV报文在波峰和波谷位置同时出现反向等值的交变飞点，飞点数量分别为连续的1～9个点，测试保护装置的抗干扰能力；

6)通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟AD2的SV报文在波峰和波谷位置同时出现反向等值的交变飞点，飞点数量分别为连续的1～9个点，测试保护装置的抗干扰能力；

表1模拟智能变电站SV采样报文异常大值的试验

表2保护设备在单A/D飞点与波峰极性相同的试验

表3保护设备在单A/D飞点与波峰极性相反的试验

方案2)中，保护设备在双A/D飞点时能承受严酷等级为D级的抗扰度试验包括：

①通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰和波谷分别出现单个点的飞点，测试保护装置的抗干扰能力；

②通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰或波谷连续出现多个飞点，测试保护装置的抗干扰能力；和

③通过试验系统模拟常态下正常报文输出，保护设备正常运行后，模拟双A/D出现飞点，同时只在每周波的波峰和波谷分别出现等值等数量的连续多点飞点，测试保护装置的抗干扰能力。

表4保护设备非连续双飞点交变极性的试验

表5保护设备连续多飞点单侧极性的试验

表6保护设备连续多飞点交变极性的试验

本发明基于该理论研究成果提出了一种SV采样报文异常大值的试验方法可作为一种考核智能变电站继电保护设备对异常大值(“飞点”)的抗扰动能力的试验方法。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。