专利名称：多节点同步仿真测试方法
技术领域：
本发明涉及一种多节点同步仿真测试方法，属电力系统测量技术领域。
背景技术：
大区域电网互联，特别是“三华”特高压同步大电网互联，给电力系统的安全、稳定、可靠运行带来了巨大的挑战。加大各种动态监测控制系统的检测工作，发挥监控系统的功能， 对智能监测调度控制系统的建设完善十分重要。目前电力系统输电变电站、电厂升压站中设备传统检测方法一般为就地检测，即在本地将标准装置接入到被检设备进行升压、升流， 然后将标准值与被测值进行比较计算，获得检测结果；但是这种就地检测方法无法扩展到多个变电站、电厂升压站之间的同步仿真测试，属于大区域、多节点的监测控制系统的检测就无法开展。因此，发明一种电力系统多节点同步仿真测试方法，对大区域、多节点监测控制系统进行同步检测，对同步大电网的安全、稳定运行具有十分重要的意义。

发明内容
本发明目的是解决大区域、多节点的监测控制系统的同步检测无法开展的问题，公开一种多节点同步仿真测试方法。本发明的技术方案是，本发明以GPS时间为时间基准，在约定的时间对不同地点分布的被测设备及系统进行同步仿真测试；通过同步测试控制中心远程控制分布在多个节点的同步相控仿真装置，在统一时间断面，同步输出二次侧交流仿真信号，模拟各种实际运行工况，实现对各种动态监测控制系统的监测控制性能进行检测，确保系统的正常功能，提高系统的可靠性水平。本方法采用的主要设备由多台同步相控仿真装置及同步测试控制中心构成。同步相控仿真装置是一种时钟标准源设备，该设备可在约定的时间，以GPS秒脉冲同步触发产生一定频率、相位、幅值的三相交流信号或者其他故障波形信号，如低频振荡信号等。同步测试控制中心完成对同步相控仿真装置的通信控制，实现对异地多节点的同步相控仿真装置测试指令的下达，标准数据与测试结果获取及误差计算等。同步测试控制中心与同步相控仿真装置以无线方式完成通信，可采用的模式可选为GSM、CDMA或者3G，由同步测试控制中心发起通信握手。本发明多节点同步仿真测试方法步骤如下
(O首先选择进行同步仿真测试的多个测试节点。选择的原则应包括至少一个重要电源侧节点、多个与电厂相连的电网侧节点(连接较多支路优先)。仿真控制中心可以布置在其中的某个中心节点范围，或者能够监测数据的系统主站上。(2)建立通信连接。各节点的同步相控仿真装置与同步测试控制中心进行通信握手。通信握手由控制中心发起，通过无线方式(含GSM、CDMA、3G)建立同步相控仿真装置与同步测试控制中心之间的点对点连接。(3)开展系统对时工作，确保系统时间同步。系统对时工作包括三种对时
I) GPS时间装置对时。在确定各节点的通信延时后，需要验证各节点GPS时间装置的正确性，保证各节点之间时间差在规定范围内，这是最基础的对时。2)指令通信对时。在确定各节点GPS时间装置的正确性之后，需要确定各节点间的指令传输延时。即在各节点在接收到控制中心对时指令时，须进行指令反馈，反馈内容必须包含指令接收时间及反馈时间，从而确定各节点的指令传输延时，在仿真测试指令下达时，必须根据指令传输延时，提前下达指令。3)仿真测试指令同步对时。各节点之间是通过电力线路连接，由于每条电力线路的线路参数不一致，导致各节点在同一时间断面的交流仿真信号量值必然不一致，因此必须确定各节点交流仿真信号量值之间时序关系，即每个节点在各个时间断面的交流仿真信号量值，使各节点在仿真测试时能够实际模拟区域电网的实际运行工况。(4)确定测试方案及测试内容同步测试控制中心根据制定的仿真测试方案，在仿真测试时间之前向各个仿真节点下发仿真测试方案，处于各个节点的同步相控仿真装置接收并响应测试方案。仿真测试方案内容包括测试发起时间、测试结束时间，各仿真测试节点在各个时间断面的交流仿真信号量值，其中包括相位、频率、幅值；如果测试内容为动态性能测试或者故障模拟测试，交流仿真信号参数应包括变化参数的范围。在各节点同意仿真测试方案之后，统一下达仿真测试启动指令；在测试过程中各个节点的同步相控仿真装置自动执行本节点的仿真测试内容，并将输出的测试数据传输到同步测试控制中心，同步测试控制中心实时监测同步仿真测试进程,在所有节点完成仿真测试内容之后，同步测试控制中心发布测试结束指令；最后与主站系统接收到的实际数据进行分析计算比较，得到测试结果。测试内容主要包括
I)稳态精度测试。稳态精度测试包括测量精度测试和系统同步精度测试测量精度测试内容包含电流、电压、相位、频率等测量精度测试，通过对被测装置的测量精度测试，可确保上传系统的数据真实、可靠。系统同步精度测试包括时钟同步输入信号精度测试和守时精度测试，通过测试可以确保系统时间统一性及其在失去时钟同步的时钟守时能力。2)暂态信号测试。暂态信号测试用于仿真系统发生稳定破坏、电压不稳定或者进行广域保护系统功能测试时，所需进行的测试内容有电压突变、电流突变、频率缓变、频率突变、相角突变。3)故障仿真测试。故障仿真测试可以模拟系统发生低频振荡、单三相接地故障、两相短路、三相短路、金属性瞬时故障及单相永久性故障，测试系统对故障发生的事件标识及正确处理能力、 暂态数据的记录、记录数据能否正确反映故障情况。本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明多节点同步仿真测试方法是电力系统的测量技术领域的一种重大改进，突破了传统的就地检测方法，实现了多节点、GPS时间同步的动态仿真测试。该发明方法可以完成广域电网实时动态监测系统(WAMS)功能测试、 阻尼控制功能仿真测试、暂稳态分析控制功能仿真测试、电压稳定控制功能仿真测试、解列控制功能仿真测试、广域保护系统功能仿真测试等。该发明为智能电网的智能控制系统功能提供了理想的测试方法，使区域大电网的安全稳定运行具有坚实的基础，对智能电网的发展具有十分重要的意义。本发明适用于智能电网的智能控制系统。


图I为本发明多节点同步仿真测试方法示意图2为本发明多节点同步仿真测试方法流程框图中图号1是省调度中心；2是发电厂；3是变电站A ；4是变电站B ；5是变电站C ；6 是总线；7是通信线路；8是电力线路。
具体实施例方式
本发明具体实施方式
如图I和图2所示。(I)首先选择进行同步仿真测试的测试节点
本实施例选择一个重要电源侧节点发电厂2、三个与电厂相连的电网侧节点变电站 A3、变电站B4、变电站C5。同步测试控制中心布置在中心节点变电站A上。选择测试节点后，在开展现场测试工作之前，必须向网省级调度中心I申请工作许可，防止由于仿真试验导致的误操作发生。在带电现场工作必须遵循工作票制度，开展多节点同步仿真测试前，试验人员必须对现场的装置的实际接线情况非常了解，否则容易导致安全事故的发生。多节点同步仿真测试由于在不同的厂站端开展，因此至少需要安排3 组工作人员到两个不同的节点开展同步仿真测试工作。另外在开展同步仿真测试前，须与电网公司调度中心协调，需要从系统后台数据库中获取测试数据。(2)接线
将同步相控仿真装置与被测装置的电压回路、电流回路进行连接，在接线过程中严格按照现场作业指导书要求，严禁电压回路短路，电流回路开路。省调度中心I的系统主站通过数据集中器接到总线6 ;将同步相控仿真装置与被测装置的通信线路接至总线6。(3)测试
I)各节点测试装置与同步测试控制中心通过CDMA进行通信握手。2)各节点测试装置、同步测试控制中心与被测系统进行标准时间进行对时。3)控制中心按照测试目的，下达仿真测试方案。4)各节点对仿真测试方案内容进行确认，在收到所有节点的接受响应后，控制中 J 下达测试启动指令。5)各节点按照仿真测试方案要求，在规定时间对测试内容进行逐项测试，自动执行本节点的仿真测试内容。在测试期间，测试人员必须对测试现场进行监护，严禁人为或环境干扰测试工作。6)将各节点的测试数据与被测系统的测试结果进行比较，计算测量结果。7)同步相控仿真控制中心下达测试结束指令，各节点测试装置断开与同步相控仿真控制中心的通信连接。
权利要求
1.一种多节点同步仿真测试方法，其特征在于，所述方法以GPS时间为时间基准，在约定的时间对不同地点分布的被测设备及系统进行同步仿真测试，通过控制中心控制分布在多个节点的同步相控仿真装置，在统一时间断面，同步输出的二次侧交流仿真信号，模拟各种实际运行工况，实现对各种动态监测控制系统的监测控制性能进行检测，确保系统的正常功能，提高系统的可靠性水平；所述方法的步骤如下(O首先选择进行同步仿真测试的多个测试节点；选择的原则应包括至少一个重要电源侧节点、多个与电厂相连的电网侧节点；同步测试控制中心可以布置在其中的某个中心节点范围，或者能够监测数据的系统主站上；(2)建立通信连接；各节点的同步相控仿真装置与同步测试控制中心进行通信握手； 通信握手由控制中心发起，通过无线方式建立同步相控仿真装置与同步测试控制中心之间的点对点连接；(3)开展系统对时工作，确保系统时间同步；所述系统对时包括GPS时间装置对时、指令通信对时、仿真测试指令同步对时；(4)确定测试方案及测试内容；仿真测试方案内容包括测试发起时间、测试结束时间，各仿真测试节点在各个时间断面的交流仿真信号量值，其中包括相位、频率、幅值；如果测试内容为动态性能测试或者故障模拟测试，交流仿真信号参数应包括变化参数的范围； 测试内容主要包括稳态精度测试；暂态信号测试；故障仿真测试。
2.根据权利要求I所述的多节点同步仿真测试方法，其特征在于，所述稳态精度测试包括测量精度测试和系统同步精度测试；测量精度测试内容包含电流、电压、相位、频率等测量精度测试；系统同步精度测试包括时钟同步输入信号精度测试和守时精度测试。
3.根据权利要求I所述的多节点同步仿真测试方法，其特征在于，所述暂态信号测试用于仿真系统发生稳定破坏、电压不稳定或者进行广域保护系统功能测试时，所需进行的测试内容包括电压突变、电流突变、频率缓变、频率突变、相角突变。
4.根据权利要求I所述的多节点同步仿真测试方法，其特征在于，所述故障仿真测试可以模拟系统发生低频振荡、单三相接地故障、两相短路、三相短路、金属性瞬时故障及单相永久性故障，测试系统对故障发生的事件标识及正确处理能力、暂态数据的记录、记录数据能否正确反映故障情况。
全文摘要
一种多节点同步仿真测试方法，该方法以GPS时间为时间基准，在约定的时间对不同地点分布的被测设备及系统进行同步仿真测试，通过同步测试控制中心控制分布在多个节点的同步相控仿真装置，在统一时间断面，同步输出的二次侧交流仿真信号，模拟各种实际运行工况，实现对各种动态监测控制系统的监测控制性能进行检测，确保系统的正常功能。本发明方法实现了多节点、GPS时间同步的动态仿真测试，可实现大区域、多节点的监测控制系统的检测工作，本发明适用于广域电网实时动态监测系统(WAMS)功能测试、阻尼控制功能仿真测试、暂稳态分析控制功能仿真测试、电压稳定控制功能仿真测试、解列控制功能仿真测试、广域保护系统功能仿真测试等。
文档编号G01R31/00GK102590675SQ20121004714
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者刘见, 孙平, 张春强, 胡海梅, 裴茂林 申请人:江西省电力科学研究院