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一种同步相量测量装置的自动检测系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种同步相量测量装置的自动检测系统和方法，系统包括测试后台服务器、交换机、网络测试仪、OMICRON测试仪和时间同步系统；所述网络测试仪、OMICRON测试仪均通过交换机与测试后台服务器之间进行数据交换，所述测试后台服务器通过网络协议与所述同步相量测量装置进行通信，同时通过时间同步系统实现测试后台服务器与同步相量测量装置和OMICRON测试仪之间的时间同步。本发明能够实现测试任务的自动生成、检测步骤的自动执行和检测报告的自动生成，减少人工因素干扰，排除测试随机性，提高测试效率和测试的可靠性，实现测试可重复性，保证测试工作的可追溯性，保障测试结果的可靠性和一致性。
【专利说明】-种同步相量测量装置的自动检测系统和方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于自动化设备测试【技术领域】，具体设及一种同步相量测量装置的自动检 测系统和方法。

【背景技术】
[000引 同步相量测量装置（Phasor Measurement化it, PMU)可提供同步相量数据，基于 PMU量测数据的广域监测系统（Wide Area Measurement System, WAM巧实测相量信息是进 行电力系统动态过程监测、分析与控制的重要依据，是智能电网的重要组成部分。自上个世 纪60年代，世界上发达国家进入大电网互联时代后，大停电事故频繁发生，事故分析报告 表明，缺乏有效的动态安全监控手段是导致历次大停电事故的重要原因之一。
[0003] 科学、完整的PMU动态性能测试与评估，一方面可获取第一手检测数据，为完善 PMU标准、推进PMU应用提供了数据基�。涣硪环矫婵赏ü�分析发现PMU相量、频率W及频 率变化率计算方法存在的问题及其产生原因，推动PMU技术的发展。然而，PMU动态测试项 目繁多、误差分析数据处理量非常大，人工测试不仅费时费力，而且难免出现错误。为简化 测试过程，提高测试效率，开发自动测试系统、自动测试记录和结果分析软件。该系统将自 动完成信号发生、相量提取及误差分析的过程，并最终自动形成检测报告。从而实现测试任 务的自动生成、检测步骤的自动执行和检测报告的自动生成，减少人工因素干扰，排除测试 随机性，提高测试效率和测试的可靠性，实现测试可重复性，保证测试工作的可追溯性，保 障检测结果的可靠性和一致性。


【发明内容】

[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供自动化设备测试【技术领域】，具体设及 一种同步相量测量装置的自动检测系统和方法，能够实现测试任务的自动生成、检测步骤 的自动执行和检测报告的自动生成，减少人工因素干扰，排除测试随机性，提高测试效率和 测试的可靠性，实现测试可重复性，保证测试工作的可追溯性，保障检测结果的可靠性和一 致性。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] 本发明提供一种同步相量测量装置的自动检测系统，所述同步相量测量装置为 模拟量输入式同步相量测量装置；所述系统包括测试后台服务器、交换机、网络测试仪、 OMICRON测试仪和时间同步系统；所述网络测试仪、OMICRON测试仪均通过交换机与测试后 台服务器之间进行数据交换，所述测试后台服务器通过网络协议与所述同步相量测量装置 进行通信，同时通过时间同步系统实现测试后台服务器与同步相量测量装置和OMICRON测 试仪之间的时间同步。
[0007] 所述测试后台服务器通过Q/GDW 131标准或IEC 61850通信标准与所述同步相量 测量装置进行通信；
[0008] 所述OMICRON测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中控制中屯、软件进行 通信；
[0009] 所述网络测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中的网络测试软件进行通 信。
[0010] 所述时间同步系统通过IRIG-B码对时方式实现测试后台服务器、OMICRON测试仪 和同步相量测量装置之间的时间同步。
[0011] 所述测试后台服务器在实验过程中通过读取OMICRON测试仪及同步相量测量装 置的数据，进行数据处理分析，并自动生成检测报告。
[0012] 所述系统通过网络测试仪发送网络地址最后两个字节为FF的广播报文，广播报 文的流量为线速的0%?100%，从而完成所述系统的网络压力测试。
[0013] 所述同步相量测量装置进行的静态性能检测信息包括额定频率、电压电流不平 衡、变化的功率因数、带外干扰模拟量和阶跃响应。
[0014] 本发明还提供一种同步相量测量装置的自动检测方法，所述方法包括与W下步 骤：
[0015] 步骤1 ;所述测试后台服务器采集所述同步相量测量装置的模拟量检测信息；
[0016] 步骤2 ;对同步相量测量装置进行自动检测，并控制同步相量测量装置的测试进 程；
[0017] 步骤3 ;读取所述OMICRON测试仪数据，将其与采集的同步相量测量装置数据进行 比较，并进行数据处理分析，记录检测结果；
[0018] 步骤4 ;所述测试后台服务器自动分析检测结果，生成检测报告。
[0019] 所述步骤1中，通过模拟量检测得到模拟量检测信息，模拟量检测内容包括额定 频率下的测量准确度、频率偏移情况下的测量准确度、=相不平衡情况下的测量准确度、谐 波影响下的测量准确度、有功功率测量准确度、无功功率测量准确度、带外频率影响测量准 确度、阶跃响应时间、幅值调制测量准确度、相角调制测量准确度、幅值相角同时调制测量 准确度和频率斜坡测量准确度。
[0020] 所述步骤2中，对同步相量测量装置进行自动检测的内容包括同步相量测量装置 和调度自动化主站之间通信规约检测、同步相量测量装置静态性能检测、动态性能检测W 及时间同步监测的检测；
[0021] 时间同步监测的检测内容包括对时功能检测和时间同步监测功能检测。
[0022] 所述步骤3中，测试后台服务器通过控制OMICRON测试仪从而控制测试进程，读取 OMICRON测试仪数据和同步相量测量装置上送的数据并进行数据处理分析，在对同步相量 测量装置进行测试时的误差为OMICRON测试仪输出值和同步相量测量装置数据之间的误 差，该误差满足GB/T26862电力系统同步相量测量装置检测规范和Q/GDW131电力系统实时 动态监测系统技术规范。
[0023] 所述步骤4中，测试后台服务器首先根据设定的检测报告模板和选定的检测项目 生成报告模板，随后根据检测内容和计算结果将检测结果对应填入报告模板中；在此过程 中，测试后台服务器根据不同的用户设定不同的优先级，达到控制检测报告真实性的要求， 并增加检测报告的灵活性。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0025] 本发明提供的同步相量测量装置自动测试系统和方法，能够实现测试任务的自动 生成、检测步骤的自动执行和检测报告的自动生成，减少人工因素干扰，排除测试随机性， 提高测试效率和测试的可靠性，实现测试可重复性，保证测试工作的可追溯性，保障测试结 果的可靠性和一致性。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1是本发明实施例中同步相量测量装置的自动检测系统结构图；
[0027] 图2是本发明实施例中检测报告自动生成示意图。

【具体实施方式】
[002引下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0029] 如图1，W太网通信具有网络速度快、带宽较宽、网络结构简单、网络设备标准统 一，与测试后台计算机接口方便的特点，从而使网络上的节点之间的实时访问成为现实。自 动测试系统中的各个设备通过W太网连接，通讯规约使用标准的Q/GDW 131和IEC61850规 约，通过不同装置的IP地址进行分辨。自动检测系统通过时间同步系统实现自动自动检 测系统的时间同步，可W实现系统内测试仪器和被测设备在统一 GI^S时间基准下的运行监 控，提高了交流采样的准确性、可靠性，提高了测试的准确度。本发明提供一种同步相量测 量装置的自动检测系统，所述同步相量测量装置为模拟量输入式同步相量测量装置；所述 系统包括测试后台服务器、交换机、网络测试仪、OMICRON测试仪和时间同步系统；所述网 络测试仪、OMICRON测试仪均通过交换机与测试后台服务器之间进行数据交换，所述测试后 台服务器通过网络协议与所述同步相量测量装置进行通信，同时通过时间同步系统实现测 试后台服务器与同步相量测量装置和OMICRON测试仪之间的时间同步。
[0030] 所述测试后台服务器通过Q/GDW 131标准或IEC 61850通信标准与所述同步相量 测量装置进行通信；
[003U 所述OMICRON测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中控制中屯、软件进行 通信；
[0032] 所述网络测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中的网络测试软件进行通 信。
[0033] 所述时间同步系统通过IRIG-B码对时方式实现测试后台服务器、OMICRON测试仪 和同步相量测量装置之间的时间同步。
[0034] 所述测试后台服务器在实验过程中通过读取OMICRON测试仪及同步相量测量装 置的数据，进行数据处理分析，并自动生成检测报告。
[0035] 所述系统通过网络测试仪发送网络地址最后两个字节为FF的广播报文，广播报 文的流量为线速的0%?100%，从而完成所述系统的网络压力测试。
[0036] 所述同步相量测量装置进行的静态性能检测信息包括额定频率、电压电流不平 衡、变化的功率因数、带外干扰模拟量和阶跃响应。
[0037] 本发明还提供一种同步相量测量装置的自动检测方法，所述方法包括与W下步 骤：
[003引步骤1 ;所述测试后台服务器采集所述同步相量测量装置的模拟量检测信息； [0039] 步骤2 ;对同步相量测量装置进行自动检测，并控制同步相量测量装置的测试进 程；
[0040] 步骤3 ;读取所述OMICRON测试仪数据，将其与采集的同步相量测量装置数据进行 比较，并进行数据处理分析，记录检测结果；
[0041] 步骤4 ;所述测试后台服务器自动分析检测结果，生成检测报告。
[0042] 所述步骤1中，通过模拟量检测得到模拟量检测信息，模拟量检测内容包括额定 频率下的测量准确度、频率偏移情况下的测量准确度、=相不平衡情况下的测量准确度、谐 波影响下的测量准确度、有功功率测量准确度、无功功率测量准确度、带外频率影响测量准 确度、阶跃响应时间、幅值调制测量准确度、相角调制测量准确度、幅值相角同时调制测量 准确度和频率斜坡测量准确度。
[0043] 幅值调制测量准确度检测；幅值调制对应电力系统现象为系统低频振荡，测试波 形计算方法：
[0044] X的=(而 + 乂dC〇s(2;r/af + 口J) cos(27t/? + %)
[0045] 其中；Xm为相量幅值，f为基波频率，斯为相量初相角，Xd为幅值调制深度，f。是调 制频率，口。为调制部分初相角。
[0046] 相角调制测量准确度检测；相角调制对应近故障点发电机相角变化，测试波形计 算方法：
[0047] x(〇 = cos(2nft + cos{2nfJ + (p") + %)
[0048] 其中；Xm为相量幅值，f为基波频率，卿为相量初相角，Xk为相角调制深度，f。是调 制频率，0。为调制部分初相角。
[0049] 幅值相角同时调制测量准确度检测：幅值相角同时调制对应电力系统现象为系统 功率振荡，测试波形计算方法；
[00 加] X(jt)=化巧n, +. Xd COSClTT f〇t + 巧。))C0S(27T ft + Xk C〇S(2巧 fj + 机 + 巧）+ 斬)
[CK)5U 其中；Xm为相量幅值，f为基波频率，妍为相量初相角，Xd为幅值调制深度，Xk为相 角调制深度，fg是调制频率，％为调制部分初相角。
[0052] 频率斜坡测量准确度检测；频率斜坡对应电力系统现象为电力系统失步过程，测 试波形计算方法：
[0053] X的=c〇s[2;r_/? + 巧单2 + 所] at
[0054] 其中；Xm为相量幅值，f为基波频率，^为频率变化率，为相量初相角。 at 巧）
[0055] 所述步骤2中，对同步相量测量装置进行自动检测的内容包括同步相量测量装置 和调度自动化主站之间通信规约检测、同步相量测量装置静态性能检测、动态性能检测W 及时间同步监测的检测；
[0056] 时间同步监测的检测内容包括对时功能检测和时间同步监测功能检测。
[0057] 所述步骤3中，测试后台服务器通过控制OMICRON测试仪从而控制测试进程，读取 OMICRON测试仪数据和同步相量测量装置上送的数据并进行数据处理分析，在对同步相量 测量装置进行测试时的误差为OMICRON测试仪输出值和同步相量测量装置数据之间的误 差，该误差满足GB/T26862电力系统同步相量测量装置检测规范和Q/GDW131电力系统实时 动态监测系统技术规范。
[0化引所述步骤4中，测试后台服务器首先根据设定的检测报告模板和选定的检测项目 生成报告模板，随后根据检测内容和计算结果将检测结果对应填入报告模板中；在此过程 中，测试后台服务器根据不同的用户设定不同的优先级，达到控制检测报告真实性的要求， 并增加检测报告的灵活性。图2为检测报告自动生成示意图，测试后台最后需完成的一个 功能是依据检测内容和检测数据及计算结果自动生成检测报告，从而完成全部的测试。测 试后台首先需能够根据设定的检测报告模板和选定的测试项目生成一个具体的报告模板， 随后测试后台需能够根据检测内容和计算结果将检测结果对应填入报告模板中。在此过程 中，可根据不同的用户设定不同的优先级，从而不仅达到控制检测报告真实性的要求，亦可 增加检测报告的灵活性。
[0059] 最后应当说明的是；W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可W对本发明的【具体实施方式】进行修改或者 等同替换，该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。
【权利要求】
1. 一种同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所述同步相量测量装置为 模拟量输入式同步相量测量装置；所述系统包括测试后台服务器、交换机、网络测试仪、 OMICRON测试仪和时间同步系统；所述网络测试仪、OMICRON测试仪均通过交换机与测试后 台服务器之间进行数据交换，所述测试后台服务器通过网络协议与所述同步相量测量装置 进行通信，同时通过时间同步系统实现测试后台服务器与同步相量测量装置和OMICRON测 试仪之间的时间同步。
2. 根据权利要求1所述的同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所述测试 后台服务器通过Q/GDW 131标准或IEC 61850通信标准与所述同步相量测量装置进行通 f目； 所述OMICRON测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中控制中心软件进行通信； 所述网络测试仪通过网络通信方式与测试后台服务器中的网络测试软件进行通信。
3. 根据权利要求1所述的同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所述时间 同步系统通过IRIG-B码对时方式实现测试后台服务器、OMICRON测试仪和同步相量测量装 置之间的时间同步。
4. 根据权利要求1-3任一所述的同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所 述测试后台服务器在实验过程中通过读取OMICRON测试仪及同步相量测量装置的数据，进 行数据处理分析，并自动生成检测报告。
5. 根据权利要求1所述的同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所述系统 通过网络测试仪发送网络地址最后两个字节为FF的广播报文，广播报文的流量为线速的 0%?100%，从而完成所述系统的网络压力测试。
6. 根据权利要求4所述的同步相量测量装置的自动检测系统，其特征在于：所述同步 相量测量装置进行的静态性能检测信息包括额定频率、电压电流不平衡、变化的功率因数、 带外干扰模拟量和阶跃响应。
7. -种同步相量测量装置的自动检测方法，其特征在于：所述方法包括与以下步骤： 步骤1 :所述测试后台服务器采集所述同步相量测量装置的模拟量检测信息； 步骤2 :对同步相量测量装置进行自动检测，并控制同步相量测量装置的测试进程； 步骤3:读取所述OMICRON测试仪数据，将其与采集的同步相量测量装置数据进行比 较，并进行数据处理分析，记录检测结果； 步骤4 :所述测试后台服务器自动分析检测结果，生成检测报告。
8. 根据权利要求7所述的同步相量测量装置的自动检测方法，其特征在于：所述步骤1 中，通过模拟量检测得到模拟量检测信息，模拟量检测内容包括额定频率下的测量准确度、 频率偏移情况下的测量准确度、三相不平衡情况下的测量准确度、谐波影响下的测量准确 度、有功功率测量准确度、无功功率测量准确度、带外频率影响测量准确度、阶跃响应时间、 幅值调制测量准确度、相角调制测量准确度、幅值相角同时调制测量准确度和频率斜坡测 量准确度。
9. 根据权利要求7所述的同步相量测量装置的自动检测方法，其特征在于：所述步骤2 中，对同步相量测量装置进行自动检测的内容包括同步相量测量装置和调度自动化主站之 间通信规约检测、同步相量测量装置静态性能检测、动态性能检测以及时间同步监测的检 测； 时间同步监测的检测内容包括对时功能检测和时间同步监测功能检测。
10. 根据权利要求7所述的同步相量测量装置的自动检测方法，其特征在于：所述步骤 3中，测试后台服务器通过控制OMICRON测试仪从而控制测试进程，读取OMICRON测试仪数 据和同步相量测量装置上送的数据并进行数据处理分析，在对同步相量测量装置进行测试 时的误差为OMICRON测试仪输出值和同步相量测量装置数据之间的误差，该误差满足GB/ T26862电力系统同步相量测量装置检测规范和Q/GDW131电力系统实时动态监测系统技术 规范。
11. 根据权利要求7所述的同步相量测量装置的自动检测方法，其特征在于：所述步骤 4中，测试后台服务器首先根据设定的检测报告模板和选定的检测项目生成报告模板，随后 根据检测内容和计算结果将检测结果对应填入报告模板中；在此过程中，测试后台服务器 根据不同的用户设定不同的优先级，达到控制检测报告真实性的要求，并增加检测报告的 灵活性。
【文档编号】G01R35/00GK104502877SQ201410796782
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】李劲松, 毕天姝, 李强, 赵颖科, 杨文平, 刘灏, 杨威, 吴锟 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 华北电力大学, 国网浙江省电力公司