CN101842713B - 用于变电站自动化***的***级测试 - Google Patents

用于变电站自动化***的***级测试 Download PDF

Info

Publication number
CN101842713B
CN101842713B CN2008801138312A CN200880113831A CN101842713B CN 101842713 B CN101842713 B CN 101842713B CN 2008801138312 A CN2008801138312 A CN 2008801138312A CN 200880113831 A CN200880113831 A CN 200880113831A CN 101842713 B CN101842713 B CN 101842713B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ied
transformer station
interlocking
proving installation
substation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008801138312A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101842713A (zh
Inventor
H·基尔曼
M·奥布里斯特
W·威默
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Energy Co ltd
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of CN101842713A publication Critical patent/CN101842713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101842713B publication Critical patent/CN101842713B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/008—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result preventing unsafe switching operations in substations (Schaltfehlerschutz)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • H02J13/0004—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers involved in a protection system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16—Electric power substations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/18—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using switches, relays or circuit breakers, e.g. intelligent electronic devices [IED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明提出在变电站中的保护、测量和控制IED根据联锁规则或物理原理以及对变电站的动态拓扑结构的了解而对每个它们控制的开关(如果该开关可安全地操作)计算，这与每个IED的联锁逻辑的常规和独立程序化相反。为了该目的，IED有权访问变电站电拓扑结构、访问由其他IED生成的实时信息和访问联锁的规则。本发明利用SA***所计划的变电站的标准化变电站配置说明(SCD)，以及利用个体IED的实现的装置功能或能力的标准化说明。特别地，变电站拓扑结构可从变电站配置说明(采用IEC 61850格式的SCD文件)获得，关于开关的位置的实时信息和线路电压/电流可以在IEC 61850协议上读取，并且规则采用脚本形式是可获得的。该概念适用于模拟和真实装置两者，并且通过支持模拟的高效率配置大大增加***测试可能性。

Description

用于变电站自动化***的***级测试
技术领域
本发明涉及用于高压和中压电力网中的变电站的变电站自动化(SA)***的领域。更加具体地，它涉及在SA***的智能电子装置(IED)中的联锁(interlocking)功能性的实现和测试。
背景技术
电力***(electric power system)包括互连地理上分开的区域的电力传输和/或配电网，和在电力网的节点处的多个变电站。变电站包括用于变换电压和用于切换电力网的各个线路之间的连接的设备。发电和流向用户的负载由中央能量管理***(EMS)管理和/或由位于网络控制中心(NCC)的监控控制与数据采集(SCADA)***监控。
在高压和中压电力网中的变电站包括例如电缆、线路、母线、电力互感器、仪表互感器(instrument transformer)以及开关装置(断路器或隔离开关)互连母线和/或间隔(bay)(馈电器)等初级装置。这些初级装置采用自动方式通过负责例如控制、保护、测量和监视等各种变电站特有任务的变电站自动化(SA)***操作。SA***包括次级或过程装置，也称为数字继电器，它们在SA通信网络中互连，并且通过过程接口与初级装置相互作用。次级装置一般分配给三个分级级数中的一个，该三个分级级数是(a)站级，其包括具有人机界面(HMI)的操作员工作站(OWS)以及到网络控制中心(NCC)的网关、(b)间隔级，其中它的装置用于保护、控制和测量和(c)过程级，其包括例如用于电压、电流和气体密度测量的电子传感器以及用于感测开关装置状态和互感器抽头变换器位置的接触探头或位置指示器以及控制开关装置或抽头变换器的驱动的致动器。在过程级，智能致动器可结合在各个初级装置中并且通过串联链路或光学处理总线连接到间隔单元。间隔单元通过间隔间总线或站总线彼此连接并且连接到站级上的装置。
更详细地，在IEC61850标准中也称为智能电子装置(IED)并且控制特定开关装置的保护、控制和测量(PCM)次级装置基于来自附连的用于开关位置、温度、电压、电流等传感器的信号、来自其他IED的指出它们的被控制元件的状态的信号和来自监控***的信号而操作。相反地，IED生成信号以作用于它的开关元件以将它的状态传送到其他IED或通知监控***。这些信号或是硬连接的或作为网络消息发送(例如根据IEC61850-8或IEC61850-9-2消息)。
在它的保护功能中，PCM IED监视变电站或其的一部分的状态并且如果它探测到例如过载等潜在的危险情况则自发地断开分配的断路器。在它的控制功能中，PCM IED执行来自监控级的命令，特别断开和闭合分配的开关元件。
采用“操作之前选择”的顺序，操作员可预留开关装置用于操作并且通过开关请求要求PCM IED对特定开关执行特定的闭合和断开操作。分配的PCM IED然后可根据附连线路的电状态接受或拒绝这样的命令以便防止有危险或破坏性的操作，例如连接带电母线到地等。该安全机制称为联锁。
常规上，实现联锁的逻辑在变电站项目的工程设计期间在每个PCM IED上独立地程序化为采用表格、代码或功能图表语言的布尔(Boolean)表达式，其既需要时间又需要相当多的经验以及对变电站拓扑结构的绝对了解。后者中的部分被“汇编”并且包括在PCM IED上的功能表图类型逻辑中。该工程设计过程通常基于固定的变电站拓扑结构完成，并且在例如现有变电站扩展的情况下要求相当大的改变。
任何定制SA***要求经历***检验和确认。期望SA***的供应商向客户证明在所有可能的情况下所有部件的正确协调的操作，以及还在高负荷下的像吞吐量和及时响应的期望的质量或性能。由于特定PCM IED的操作还取决于由其他PCM IED生成的信号，这样的信号必须是适当准备的以便重现变电站的所有期望的状态。从而已经设计出实现操纵其他IED生成的信号的大范围测试(在下文中称为***级测试)，例如***联试或***验证测试(工厂接受测试(FAT)，现场接受测试(SAT))等。
前面提到的***级测试一般在测试环境或测试装备中执行，其中安装了许多IED。然而，由于十足数量的IED需要越来越复杂的测试装备并且由于成本和空间限制，特定变电站的不是所有IED都安装用于FAT。因此，测试配置的程度和覆盖范围是有限的，并且特别地如上文详细描述的联锁功能性在工厂中是仅部分可测试的。测试的IED仅代表变电站的典型的一部分并且仅准许访问作为到它们各自的联锁逻辑的输入的最小数量的必需信号。
根据专利US 4767941，只要IED知道变电站的实际拓扑结构，即所有开关装置的实际开关状态和用于联锁操作的完备的规则集则联锁功能性的实现可以自动化。从联锁规则中去耦合变电站的拓扑结构配置允许独立地更新它们每个从而增加灵活性。指示关联的开关装置的开关状态的信号通过专用数据总线和数据链路向集中数据采集和处理单元供应。通过评估信号则推断变电站的实际拓扑结构，并且基于联锁规则，确定并且存储释放(release)模式。后者指示每个开关装置的释放或闭塞(blocking)性质，即特定的开关操作请求命令是将被接受还是拒绝。
发明内容
本发明的目的是便利化和扩展变电站自动化(SA)***的联锁功能性的***级测试。该目的分别根据权利要求1和7通过测试智能电子装置(IED)的联锁功能性的方法以及通过智能电子装置(IED)实现。另外的优选实施例从附属专利权利要求是明显的。
根据本发明，实现待测试的联锁功能性的第一IED(也称为测试中装置(DUT))准备指示释放或闭塞性质的联锁响应，即第一IED是否打算断开或闭合分配给第一IED并且由第一IED控制的第一开关装置。同时，可能是具有适当处理能力的工业计算机并且在上文给出的意义上自身可认为是IED的测试装置独立地确定第一开关装置的联锁状态。联锁状态然后与来自第一IED的响应比较。在两者之间不符的情况下，断定并且报告存在错误。为了便利化并且提供更灵活的测试过程，给予测试装置关于包括第一开关装置的邻近区域的变电站的一部分的动态或目前拓扑结构的信息。该信息协同预先建立的普遍的联锁规则集使第一测试装置能够代表第一或任何其他开关装置执行联锁判断，并且与各个开关装置中每个的功能图表类型逻辑的在测试装置处的程序化相比需要少得多的配置付出。也就是说，待测试的第一或任何另外的真实IED的联锁功能性或逻辑由测试装置采用可升级的方式模拟或仿真，其中的益处随IED的数量增加。
在本发明的优选变化形式中，测试装置采用数字形式存储关于静态变电站拓扑结构的信息，并且自己生成从静态变电站拓扑结构获得变电站的相关动态状态需要的信息。因此，在第一步骤，采用标准化说明或格式给予测试装置关于变电站的静态拓扑结构或结构，该标准化说明或格式例如根据变电站通信标准IEC 61850的变电站配置说明(SCD)文件的变电站部分，其特别指出第一IED在变电站中的作用。在第二步骤，在实际测试期间，利用关于在变电站中除分配给第一IED的第一开关装置之外的至少一个另外的开关装置的状态的信息。同样地，SCD文件的部分是关于配置的IED说明(CID)的信息，即待模拟的第一IED的实现的装置功能的标准化说明。该信息由测试装置有利地使用以便从第一IED适当地分配或链接数据到变电站的各种初级装置。
在本发明的有利的实施例中，第一IED接收针对第一开关装置的开关请求并且用包括联锁响应的命令响应消息响应。该消息发送到测试装置，由测试装置接收和评估。也就是说，测试装置负责测试中的IED的联锁行为的模拟以及负责随后它们的联锁响应和联锁状态的比较。同时，SA通信网络(即，网络消息的正确寻址和交换)也可以测试。由于在一个IED处的开关状态的任何变化也影响另外IED处的联锁状态(即使分配给其他间隔)，测试装置可通过来自第一以及另外真实IED的命令响应消息而获得整个变电站的连贯和时间分辨的联锁响应并且将其与它自己的模拟进行比较。
在另外的优选变化形式中，测试装置代表第一IED通过合适的网络消息和/或二进制信号准备关于在变电站中至少一个另外的开关装置的状态的信息。网络消息在SA通信网络上发送到第一IED，并且优选地是面向通用对象变电站事件(GOOSE)。在另一方面，二进制类型的铜信号由测试装置自己生成或由连接到测试装置的专用信令装置生成，并且通过硬连线到第一IED的专用铜电缆发送。在真实变电站自动化***中，这样的铜信号报告直接连线到第一IED的端子的另外的开关装置的状态，并且甚至可源于除了包括第一开关装置的那个之外的间隔。为了正确地生成和发送二进制信号，测试装置必须知道在第一IED的端子分配给二进制信号的逻辑信号名称，并且该信息可通过上文提到的变电站配置说明(SCD)文件的非IEC 61850信号的专用连线部分提供给测试装置。通过示例，CBR.2＝X.101/X.102指出端子101和102接收开关装置的双指示状态CBR.2。必须注意基于铜的二进制信号还可传输其他信息，例如在第一开关装置中足够的SF6压强。第一测试装置可生成对应于多个另外的IED的信号，并且仿真变电站的整个间隔或甚至全部变电站。
上文的优选变化形式的方面不仅可应用于由测试装置仿真的或嵌入在测试装置中的模拟的IED，还可应用于真实过程装置或专用保护、控制和测量(PCM)IED，其提供或实现在电力***的变电站中的开关装置的联锁功能性。因此，真实IED提供有并且存储(采用数字形式)关于静态变电站拓扑结构的信息以及使IED能够执行联锁安全的联锁规则的完备集。在第一步骤，例如作为工程设计过程的部分，采用标准化说明或格式给予IED变电站的静态拓扑结构或结构，其中特别指出在变电站中它自己的作用。在第二步骤，在SA***的测试或正常操作期间，指出在变电站中的至少一个另外的开关装置的状态的消息由SA***的第二IED生成并且在SA通信网络上发送到IED。优选地并且在变电站通信标准IEC 61850方面，所述标准化说明是变电站配置说明(SCD)文件，同时所述网络消息是面向通用对象变电站事件(GOOSE)。因为SCD文件是大的，来自包括基于拓扑结构的联锁需要的所有信息的SCD文件的摘录可以采用压缩形式传送到IED。在操作期间，IED评估静态拓扑结构和实际开关状态以产生变电站的动态拓扑结构，基于该动态拓扑结构连同联锁规则，来处理并且接受或拒绝通过具有选择/操作服务的MMS接收的来自监控级(操作员、遥控或本地人界面)的开关请求。
优选地，IED通过它的二进制I/O端子连线到导体或过程总线连接，它经由此来接收指示开关状态的二进制信号。在该情况下，IED提供有关于从静态变电站拓扑结构获得变电站的相关动态状态需要的这些二进制信号的信息，以及特别地端子的分配(如例如包括在变电站配置说明(SCD)文件的非IEC 61850信号的专用连线部分中)。
变电站自动化(SA)***的智能电子装置(IED)的联锁功能性的实现以及后来对例如改变的静态拓扑结构的修改通过本发明的上述方面相当大地简化。此外，用于处理针对分配给IED的开关装置的开关请求的准备有利地在最前面实施，生成合适的释放模式待当接收开关请求时被咨询并且对应于从相邻IED接收最实际的开关状态信息而待以例如5-10ms的合适时间间隔周期地刷新。
必须注意包括如上文的“拓扑结构引擎”的真实IED可同样是如之前描述的联锁测试的对象。在该情况下，IED和测试装置的输出是相同的，因此联锁响应和状态之间的任何不符肯定是由于不正确的“缆线连接(cabling)”。后者可包括当配置GOOSE消息时的寻址错误，或二进制信号的错误连线。
在总结实施例中，本发明提出在变电站中的保护、测量和控制IED根据联锁规则或物理原理以及对变电站的动态拓扑结构的了解而对每个它们控制的开关(如果该开关可安全地操作)计算，这与每个IED的联锁逻辑的常规和独立程序化相反。为了该目的，IED有权访问变电站电拓扑结构、访问由其他IED生成的实时信息和访问联锁的规则。本发明利用SA***计划的变电站的标准化变电站配置说明(SCD)，以及利用个体IED的实现的装置功能或能力的标准化说明。特别地，变电站拓扑结构可从变电站配置说明(采用IEC 61850格式的SCD文件)获得，并且关于开关的位置的实时信息和线路电压/电流可以在IEC 61850协议上读取，同时联锁规则采用如在US4767941中公开的脚本形式(如专家***规则)或采用任何其他适当编码的形式是可获得的。该概念适用于模拟和真实装置两者，并且通过支持模拟的高效率配置大大增加***测试可能性。
本发明还涉及计算机程序产品，其包括用于控制连接到变电站自动化***的通信网络并且配置成测试第一智能电子装置(IED)(它自身适用于控制电力***的变电站的第一开关装置)的联锁功能性的测试装置的一个或多个处理器的计算机程序代码工具。当执行时，计算机程序使测试装置执行步骤：
-基于代表变电站的至少一部分的动态变电站拓扑结构以及基于联锁规则确定指示第一开关装置的释放或闭塞性质的联锁状态，以及
-比较联锁状态与由第一IED准备的联锁响应。
附图说明
本发明的主旨将在下列正文中参照在附图中图示的优选示范性实施例更加详细地说明，其中：
图1示出变电站的单个线路图的摘选，以及
图2示意地示出测试环境。
在附图中使用的标号和它们的含义采用总结形式列在标号列表中。原理上，在图中相同的部件提供有相同的标号。
具体实施方式
图1示出以例如110kV的假设电压水平的示范性变电站一部分或一段以及示范性变电站自动化(SA)和/或次级设备的单个线路图。在单线路级(single line level)的开关站(switch yard)的模型包含初级设备之间的分别拓扑型电连接。变电站包括双母线配置，其中两个母线10、10’通过隔离开关110a至110’b对两个间隔(bay)11、11’馈电。每个间隔包括断路器111、111’和接地开关112、112’。变电站自动化***的对应的摘选采用虚线描绘通信网络20和两个IED21、22，这两个都容纳CSWI级别(开关控制)的逻辑节点。每个逻辑节点分配给如由图1中的细虚线指示的前面提到的开关装置110a至112’中的一个。还描绘了操作员工作站23。
联锁的简单方面防止隔离开关110和断路器111闭合(只要接地开关112连接附连的线路到地)。因此，为了防止危险的或破坏性的操作(例如连接带电母线到地等)，将拒绝对应的命令。同样地，当隔离开关110b正闭合时，隔离开关110a将不断开，即将避免两个开关过程之间的相互作用。
图2示出根据本发明的测试环境或测试装配连同测试中的第一IED 21。后者连接到SA通信网络20，其作为具有专用处理部件用于模拟或仿真测试中的IED 21(由模拟的IED21’指示)的测试装置30。测试装置还模拟另外的IED，其在测试环境中可能是或可能不是物理存在的。
测试装置30包括用于推断动态变电站拓扑结构的拓扑结构引擎(TE)模块31和用于存储联锁规则(IR)32的存储器。TE模块31至少提供有变电站的以及包括静态变电站拓扑结构的SCD文件33的摘要，并且基于此而创建动态拓扑结构。根据后者，生成网络消息并且在SA通信网络20上发送到测试中的第一IED 21。监视并且评估后者的响应以断定IED 21是否如期望地操作。
信令装置34或遥控信号发生器示出在测试装置30外部并且与测试装置30通信，其中前者还可是后者的一部分或是其的模块。31生成代表传感器或开关状态信息的二进制信号，这些模拟的过程信号通过专用铜导线应用于测试中的IED21的二进制输入端。
部件列表
10   母线                     23  操作员工作站
11   间隔                     22  第二IED
110  隔离开关                 30  测试装置
111  断路器                   31  拓扑结构模块
112  接地开关                 32  联锁规则
20   SA通信网络               33  SCD文件
21   第一智能电子装置(IED)    34  信令装置

Claims (5)

1.一种测试连接到通信网络(20)并且适用于控制电力***的变电站的第一开关装置(110、111)的第一智能电子装置IED(21)的联锁功能性的方法，包括：
-由所述第一IED(21)准备指示所述第一开关装置(110、111)的释放或闭塞性质的联锁响应，
-由不同于所述第一IED(21)的测试装置(30)确定指示所述第一开关装置(110、111)的释放或闭塞性质的联锁状态，以及
-比较所述联锁响应和所述联锁状态，
其特征在于，所述方法包括
-基于代表所述变电站的至少一部分的动态变电站拓扑结构以及基于联锁规则由所述测试装置(30)确定联锁状态，其中由所述测试装置从代表所述变电站的至少一部分的静态变电站拓扑结构的标准化说明以及从所述变电站的第二开关装置(111、110)的动态开关状态推断所述动态变电站拓扑结构。
2.如权利要求1所述的方法，包括
-由所述第一IED(21)在所述通信网络(20)上接收针对所述第一开关装置(110、111)的开关请求，
-由所述第一IED(21)在所述通信网络(20)上发送包括对所述开关请求的联锁响应的命令响应消息，以及
-由所述测试装置(30)接收所述命令响应消息。
3.如权利要求1所述的方法，包括
-从所述测试装置(30)在所述通信网络(20)上发送网络消息到所述第一IED(21)，它们是关于所述变电站的第二开关装置(111、110)的动态开关状态的指示，以及
-由所述第一IED(21)基于所述网络消息准备所述联锁响应。
4.如权利要求1所述的方法，包括
-从所述测试装置(30)或连接到所述测试装置(30)的信令装置(31)在连线到所述第一IED(21)的端子的导体上发送二进制信号，它们是关于所述变电站的第二开关装置(111、110)的动态开关状态的指示，以及
-由所述第一IED(21)基于所述二进制信号准备所述联锁响应。
5.如权利要求3或4所述的方法，包括
-由所述测试装置(30)执行测试脚本从而产生所述变电站的多个开关装置(111、110)的多种动态开关状态组合。
CN2008801138312A 2007-10-25 2008-10-17 用于变电站自动化***的***级测试 Active CN101842713B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US99603607P 2007-10-25 2007-10-25
US60/996036 2007-10-25
EP08151245.1 2008-02-11
EP08151245A EP2088444A1 (en) 2008-02-11 2008-02-11 System level testing for substation automation systems
EP081512451 2008-02-11
PCT/EP2008/064016 WO2009053309A1 (en) 2007-10-25 2008-10-17 System level testing for substation automation systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101842713A CN101842713A (zh) 2010-09-22
CN101842713B true CN101842713B (zh) 2013-10-30

Family

ID=39580600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801138312A Active CN101842713B (zh) 2007-10-25 2008-10-17 用于变电站自动化***的***级测试

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8265908B2 (zh)
EP (2) EP2088444A1 (zh)
CN (1) CN101842713B (zh)
RU (1) RU2464585C2 (zh)
WO (1) WO2009053309A1 (zh)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2088444A1 (en) * 2008-02-11 2009-08-12 ABB Research Ltd. System level testing for substation automation systems
EP2136530B1 (en) * 2008-05-28 2019-04-03 ABB Research Ltd. Collaborative defense of energy distribution protection and control devices
ATE530962T1 (de) * 2008-06-25 2011-11-15 Abb Research Ltd Flexibles intelligentes elektronisches gerät
WO2010003281A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-14 Abb Research Ltd. Method and system for rearranging sound conductors in parallel lines in power transmission
CN102648613B (zh) * 2009-06-26 2016-10-26 Abb研究有限公司 用于配置智能电子装置的方法以及子站自动化***
EP2462527A1 (en) * 2009-08-06 2012-06-13 RH Innovation Pty Ltd Operator interface for automation systems
US8718959B2 (en) * 2009-12-15 2014-05-06 Siemens Industry, Inc. Method and apparatus for high-speed fault detection in distribution systems
US8315719B2 (en) * 2009-12-30 2012-11-20 Eduardo Pedrosa Santos Decentralized system and architecture for remote real time monitoring of power transformers, reactors, circuit breakers, instrument transformers, disconnect switches and similar high voltage equipment for power plants and electric power substations
EP2537296B1 (en) * 2010-02-16 2015-04-01 ABB Technology AG Electricity system configuration method and computer program performing the method
CN101867225B (zh) * 2010-05-31 2012-07-04 江苏省电力公司南通供电公司 变电站综合自动化及继电保护***一体化调试方法
EP2400617B1 (en) 2010-06-24 2021-04-14 ABB Power Grids Switzerland AG Implementing a substation automation load transfer function
KR101039456B1 (ko) * 2010-07-28 2011-06-07 한국전력공사 변전자동화시스템의 클라이언트 적합성 시험 장치 및 그 방법
EP2599183B1 (en) * 2010-07-29 2016-11-30 Spirae Inc. Dynamic distributed power grid control system
CN103081274B (zh) * 2010-09-09 2016-07-06 Abb研究有限公司 检测电力网络中的孤岛状况
WO2012065620A1 (de) * 2010-11-15 2012-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Schnellumschaltung in einem elektrischen energieversorgungssystem
DE102011007696A1 (de) * 2011-04-19 2012-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Matrix-Umrichter und Verfahren zum Erzeugen einer Wechselspannung in einem zweiten Wechselspannungsnetz aus einer Wechselspannung in einem ersten Wechselspannungsnetz mittels eines Matrix-Umrichters
US9065285B2 (en) * 2011-07-20 2015-06-23 Youtech, Inc. Method and apparatus for preventing misoperation in an electric power system
CN102539968B (zh) * 2011-12-30 2014-06-04 长园深瑞继保自动化有限公司 智能变电站控制闭锁测试***
WO2013102493A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-11 Siemens Aktiengesellschaft A system and a method to generate an interlocking mechanism for an electronic device to control a power system
CN102636708A (zh) * 2012-03-27 2012-08-15 许继集团有限公司 一种智能变电站过程层网络模拟***及设备模拟器
CN102788953B (zh) * 2012-07-16 2014-08-20 南京天溯自动化控制***有限公司 一种开关执行模块测试方法与装置
CN102928688B (zh) * 2012-09-24 2015-12-09 上海金智晟东电力科技有限公司 多点同步测试馈线故障自动隔离的方法
WO2014056530A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Intelligent electronic device suitable for use in substation automation system and a method of operating the same
US9423780B2 (en) * 2012-10-19 2016-08-23 Youtech, Inc. Handheld device for preventing misoperations in an electric power system
CN104076807B (zh) * 2013-03-28 2017-06-06 北京电力经济技术研究院 智能变电站的自动化***的调试方法
CN104142472B (zh) * 2013-09-29 2017-09-26 国家电网公司 支持iec61850规约的智能高压开关联锁逻辑检验方法
US9356855B2 (en) * 2013-10-10 2016-05-31 Ixia Methods, systems, and computer readable media for providing for specification or autodiscovery of device under test (DUT) topology information
US9628356B2 (en) * 2013-10-10 2017-04-18 Ixia Methods, systems, and computer readable media for providing user interfaces for specification of system under test (SUT) and network tap topology and for presenting topology specific test results
CN103699090B (zh) * 2013-12-23 2016-03-23 山东康威通信技术股份有限公司 电力监控领域远程智能控制数据的装置及控制方法
CN103954862B (zh) * 2014-04-23 2017-03-29 国家电网公司 一种电力变压器智能组件现场测试方法
CN104020762A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 国网上海市电力公司 一种无须联网的馈线自动化测试方法
US9864864B2 (en) * 2014-09-23 2018-01-09 Accenture Global Services Limited Industrial security agent platform
EP3086428B1 (de) * 2015-04-23 2020-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur parametrierung von feldleitgeräten und/oder schutzgeräten einer schaltanordnung
CN105227402B (zh) * 2015-09-29 2019-04-26 国网福建省电力有限公司 一种智能变电站多规约通信的集成一体化测试方法
KR102489582B1 (ko) * 2016-01-20 2023-01-16 한국전력공사 Ied 시험 장치 및 방법
CN107154673B (zh) * 2016-03-02 2020-09-25 中国电力科学研究院 一种智能变电站综合测试平台
CN106533740A (zh) * 2016-10-31 2017-03-22 国网福建省电力有限公司 一种虚实结合的智能变电站网络仿真方法及***
CN106484597A (zh) * 2016-12-05 2017-03-08 国网福建省电力有限公司 一种智能变电站scd文件与虚端子表文件的一致性检测方法
ES2914249T3 (es) * 2017-02-23 2022-06-08 Schneider Electric Ind Sas Réplica de tensión de subestación basada en la tensión digital
CN107425604B (zh) * 2017-06-25 2019-10-15 云南电网有限责任公司红河供电局 一种智能变电站的光纤连接可视化实时监测方法
CN109872112B (zh) * 2017-12-05 2021-08-10 国家电网公司 一种智能变电站全自动闭环检测方法及装置
CN108268706B (zh) * 2017-12-30 2023-10-03 国网天津市电力公司电力科学研究院 面向一体化监控***智能告警应用的闭环测试***及方法
EP3582348A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-18 ABB Schweiz AG Multi-functional integrated high voltage switchgear with digital control functionalities
US11327114B2 (en) 2018-06-15 2022-05-10 State Grid Hebei Electric Power Research Institute Fully-automatic closed-loop detection method and device for intelligent substation
CN109917774B (zh) * 2019-02-01 2020-03-17 中铁检验认证中心有限公司 一种铁路信号集中监测***测试平台
US10917326B1 (en) 2019-08-23 2021-02-09 Keysight Technologies, Inc. Methods, systems, and computer readable media for debugging test traffic generation
CN111060756B (zh) * 2019-11-29 2022-04-15 国网河南省电力公司洛阳供电公司 一种智能变电站暂态仿真测试方法
CN111505416B (zh) * 2020-04-26 2023-02-28 伟宸科技（武汉）有限公司 一种变电站综合自动化测试***
CN111934427B (zh) * 2020-07-30 2023-06-02 广东电网有限责任公司 一种信号核对方法及***，保护测控装置及存储介质
CN111965532B (zh) * 2020-08-17 2022-07-01 国网安徽省电力有限公司黄山供电公司 一种基于网络拓扑的开关真实状态判定方法
CN112014729B (zh) * 2020-08-21 2022-11-22 株洲壹星科技股份有限公司 一种基于可编程逻辑控制器的继电器动作时间测试方法
CN112600300B (zh) * 2020-11-25 2023-09-12 国网宁夏电力有限公司固原供电公司 一种针对变电站中的二次设备的配置***
CN113053216B (zh) * 2021-03-24 2022-08-05 国网安徽省电力有限公司黄山供电公司 一种区域电网结构模拟展示平台

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812072A1 (de) * 1988-04-12 1989-10-26 Licentia Gmbh Verfahren zum schaltfehlergeschuetzten betaetigen der schaltgeraete einer schaltanlage
JP2685438B2 (ja) * 1985-11-14 1997-12-03 アセア・ブラウン・ボベリ・アクチエンゲゼルシヤフト 開閉設備の開閉器を誤接続しないように操作する方法
US6795789B2 (en) * 2001-05-21 2004-09-21 Omnicron Electronics Corp. Usa System for testing of intelligent electronic devices with digital communications
CN1921527A (zh) * 2005-08-24 2007-02-28 Abb技术有限公司 工业通信网络的监视

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2883255A (en) * 1954-04-28 1959-04-21 Panellit Inc Automatic process logging system
SU1053182A1 (ru) * 1982-07-30 1983-11-07 Новосибирский электротехнический институт Устройство дл контрол исправности релейной защиты с @ группами входов
DE19541147C1 (de) * 1995-10-25 1997-06-12 Siemens Ag Verfahren zur Prüfung einer Schaltungsanordnung
EP1191662B1 (de) * 2000-09-21 2010-06-16 ABB Schweiz AG Konfiguration eines Leitsystems einer elektrischen Schaltanlage
US9092593B2 (en) * 2007-09-25 2015-07-28 Power Analytics Corporation Systems and methods for intuitive modeling of complex networks in a digital environment
RU59289U1 (ru) * 2006-04-05 2006-12-10 Валерий Ильич Потапенко Микропроцессорная система релейной защиты высоковольтных линий и управления линейным выключателем
EP1850447A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-31 Abb Research Ltd. Intelligent electronic device configuration inspection
PL1850142T3 (pl) * 2006-04-24 2009-06-30 Abb Research Ltd Testowanie poziomu systemowego dla systemów automatyzacji stacji elektroenergetycznych
EP1976177B1 (en) * 2007-03-30 2014-07-02 ABB Technology AG Substation automation system with increased availability
US7856327B2 (en) * 2007-10-09 2010-12-21 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. State and topology processor
EP2088444A1 (en) * 2008-02-11 2009-08-12 ABB Research Ltd. System level testing for substation automation systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2685438B2 (ja) * 1985-11-14 1997-12-03 アセア・ブラウン・ボベリ・アクチエンゲゼルシヤフト 開閉設備の開閉器を誤接続しないように操作する方法
DE3812072A1 (de) * 1988-04-12 1989-10-26 Licentia Gmbh Verfahren zum schaltfehlergeschuetzten betaetigen der schaltgeraete einer schaltanlage
US6795789B2 (en) * 2001-05-21 2004-09-21 Omnicron Electronics Corp. Usa System for testing of intelligent electronic devices with digital communications
CN1921527A (zh) * 2005-08-24 2007-02-28 Abb技术有限公司 工业通信网络的监视

Also Published As

Publication number Publication date
CN101842713A (zh) 2010-09-22
US8265908B2 (en) 2012-09-11
RU2010120882A (ru) 2011-11-27
EP2203753A1 (en) 2010-07-07
RU2464585C2 (ru) 2012-10-20
EP2088444A1 (en) 2009-08-12
EP2203753B1 (en) 2017-12-13
WO2009053309A1 (en) 2009-04-30
US20100204948A1 (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101842713B (zh) 用于变电站自动化***的***级测试
CN101836122B (zh) 操作变电站自动化***
CN101432633B (zh) 用于变电站自动化***的***级测试
Higgins et al. Distributed power system automation with IEC 61850, IEC 61499, and intelligent control
CN102510131B (zh) 智能变电站整体性能试验方法及其测试装置
CN102213735A (zh) 一种配电自动化典型试验网络
Elbaset et al. IEC 61850 Communication Protocol with the Protection and Control Numerical Relays for Optimum Substation Automation System.
Wong et al. Modeling and co-simulation of IEC61850-based microgrid protection
Gao et al. Case studies: Designing protection systems that minimize potential hidden failures
Rosa et al. A systemic approach for assessment of advanced distribution automation functionalities
Gurrala et al. Development of a generalized scaled-down realistic substation laboratory model for smart grid research and education
Larrabeiti et al. Low-power instrument transformer-based MV automation: lessons learned and future applications
Bettler et al. Case Studies of IEC 61850 Process Bus Systems Using GOOSE and Sampled Values: Recent Installations and Research
Aljahani An enhanced self-healing protection system in smart grid: using advanced and intelligent devices and applying hierarchical routing in sensor network technique
Carvalheira et al. System-Based Protection Testing in Digital Substations
Kamps et al. Reliability of decentralized network automation systems and impacts on distribution network reliability
Pires et al. Process Interface Units (PIU) and its advantages for full digital substations
Chang et al. Protection and control system upgrade based on IEC-61850 and PRP
Portugal et al. Case Study: Modern RAS Applied to Furnas 765 kV Transmission Corridor Improves Itaipu Power Plant and Brazilian Power System Stability
US20230098127A1 (en) Method for controlling an energy network, agent device, network control arrangement and system
Mraz et al. Demonstrating the flexibility provided by GOOSE Messaging for protection and control applications in an industrial power system
van der Velde et al. Towards a control system simulator based on a digital twin for cyber-physical power systems
Hong et al. Implementation of Resilient Self-Healing Microgrids with IEC 61850-Based Communications. Energies 2021, 14, 547
Energy Case Studies of IEC 61850 Process Bus Systems Using GOOSE and Sampled Values: Recent Installations and Research
Drayer et al. From simulation to reality: testing today a decentralised grid operation of the future

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191129

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB Switzerland Co.,Ltd.

Address before: Zurich

Patentee before: ABB RESEARCH Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210708

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB grid Switzerland AG

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: ABB Switzerland Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Swiss Baden

Patentee after: Hitachi energy Switzerland AG

Address before: Swiss Baden

Patentee before: ABB grid Switzerland AG

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240122

Address after: Zurich, SUI

Patentee after: Hitachi Energy Co.,Ltd.

Country or region after: Switzerland

Address before: Swiss Baden

Patentee before: Hitachi energy Switzerland AG

Country or region before: Switzerland

TR01 Transfer of patent right