本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀(rtds)的配電網(wǎng)分布式測(cè)試系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

對(duì)配電網(wǎng)故障的定位、隔離以及非故障區(qū)域的供電恢復(fù)功能是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要功能，同時(shí)也是配電網(wǎng)測(cè)試的重點(diǎn)工作。目前，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)試大多采用分系統(tǒng)、集中測(cè)試的方式完成。

分系統(tǒng)測(cè)試是指分別對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的各部分進(jìn)行測(cè)試；集中測(cè)試是指將配電自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備集中安裝在實(shí)驗(yàn)室，配電終端與配電子站、配電主站之間通過短距離有線傳輸網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，利用rtds或?qū)Ｓ门渚W(wǎng)仿真系統(tǒng)模擬配網(wǎng)故障，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證。

但是，實(shí)際的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行依賴于配電通信網(wǎng)絡(luò)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的各種測(cè)量和控制功能要通過實(shí)時(shí)、可靠的通信反映配電終端運(yùn)行數(shù)據(jù)。配電通信系統(tǒng)采用分層、分布式結(jié)構(gòu)，且根據(jù)迂回能力、生存性、經(jīng)濟(jì)性等因素采用光纖專網(wǎng)、配電線載波、無線等多種通信方式混合使用的方式，具備一定的復(fù)雜性。

由于沒有考慮實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)整體性能的影響，這種分系統(tǒng)、集中測(cè)試方案無法完全驗(yàn)證配電自動(dòng)化系統(tǒng)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種基于rtds的配電網(wǎng)分布式測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)影響的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試，提高測(cè)試的完整性。本發(fā)明在rtds的基礎(chǔ)上，將仿真數(shù)據(jù)的輸出功能分布到多個(gè)同步運(yùn)行的仿真終端上去，每個(gè)仿真終端就地布置于配電終端的安裝位置，一方面遠(yuǎn)程接收并輸出來自rtds的仿真數(shù)據(jù)，另一方面接收待測(cè)配電終端的響應(yīng)信息并反饋至rtds，從而將配電主站、配電子站和配電終端做為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)影響的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于rtds的配電網(wǎng)分布式測(cè)試系統(tǒng)，由仿真接口子系統(tǒng)、若干仿真終端組成；其特征在于：所述仿真接口子系統(tǒng)與rtds裝置相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)rtds輸出的小電壓的采集，以及開關(guān)量的輸入/輸出；所述的各個(gè)仿真終端連接一個(gè)對(duì)應(yīng)配電終端，模擬高壓互感器輸出二次電壓和電流，以及模擬高壓開關(guān)輸出位置信號(hào)并采集配電終端的跳閘和合閘開關(guān)量；所述仿真接口子系統(tǒng)與各個(gè)所述仿真終端通過無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

所述仿真接口子系統(tǒng)由無線通訊模塊、管理機(jī)、至少一臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置、gps時(shí)間同步裝置和交換機(jī)組成，每臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置和所述管理機(jī)均接入所述交換機(jī)，相互之間采用tcp/ip協(xié)議進(jìn)行通訊；所述管理機(jī)與所述無線通訊模塊連接，管理機(jī)核心功能是實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置通過電以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文和所述無線模塊以無線模式傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文之間的轉(zhuǎn)換；另外，管理機(jī)還需完成人機(jī)交互功能，包括：①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置各接口與仿真終端各接口為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；②操作控制監(jiān)控，包括系統(tǒng)啟動(dòng)、停止、異常終止、當(dāng)前狀態(tài)等；③測(cè)試結(jié)果展示；所述gps時(shí)間同步裝置與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置連接，為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置提供時(shí)間同步信號(hào)，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與gps衛(wèi)星時(shí)間同步；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與rtds裝置連接，將rtds所需的輸入/輸出量轉(zhuǎn)換為可用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文，多臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置可級(jí)聯(lián)同步運(yùn)行以進(jìn)一步擴(kuò)大接口規(guī)模。

為方便系統(tǒng)配置和擴(kuò)展，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的硬件平臺(tái)采用通用背板總線結(jié)構(gòu)，機(jī)箱采用6u19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，布置1個(gè)電源插件、1個(gè)cpu插件、1個(gè)背板插件、8個(gè)業(yè)務(wù)插件，8個(gè)業(yè)務(wù)插件的類型可根據(jù)具體用戶需求進(jìn)行任意配置，8個(gè)業(yè)務(wù)插件中包括模擬量輸入插件、開關(guān)量輸入插件和開關(guān)量輸出插件。

所述cpu插件與所述8個(gè)業(yè)務(wù)插件的連接是通過所述背板提供的高速pcie數(shù)據(jù)總線、低速mlvds總線和獨(dú)立io實(shí)現(xiàn)的，高速pcie數(shù)據(jù)總線傳輸模擬量采樣點(diǎn)等大流量用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，帶寬可達(dá)2.5gbit/s；低速mlvds總線傳輸開關(guān)量等流量較小的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，帶寬為50mbit/s；獨(dú)立io傳輸業(yè)務(wù)板卡的管理、板卡之間的同步、fpga配置的加載、復(fù)位和中斷等信息。

所述仿真終端只需與配電終端一對(duì)一連接，因此采用一體化結(jié)構(gòu)，并且包括以下部件：電源濾波模塊、電壓功放電源模塊、電流功放電源模塊、開關(guān)量模塊、主控制模塊、電流功放模塊、電壓功放模塊、gps時(shí)間同步模塊、工控機(jī)、顯示器和無線模塊；所述電源濾波模塊對(duì)交流220v供電電壓進(jìn)行濾波，濾波之后連接至所述電壓功放電源模塊和所述電流功放電源模塊；所述電壓功放電源模塊輸出5v、12v和±200v直流電源，其中5v和12v直流電源分別為所述開關(guān)量模塊、主控制模塊、電流功放模塊、電壓功放模塊、gps時(shí)間同步模塊、工控機(jī)和顯示器的各控制部分供電，±200v直流電源為所述電壓功放模塊的功率部分供電；所述電流功放電源模塊輸出±7.5v直流電源，為所述電流功放模塊的功率部分供電；所述主控制模塊為所述電流功放電源模塊和所述電壓功放電源模塊提供功放電源使能信號(hào)，以在工作/停止時(shí)開啟/關(guān)閉電流功放電源和功放電源；所述主控制模塊為所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊提供da控制信號(hào)和da數(shù)據(jù)信號(hào)，其中，da所需數(shù)據(jù)來自所述仿真接口子系統(tǒng)對(duì)rtds輸出的小電壓的采集；所述主控制模塊接收所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊的故障反饋信號(hào)，在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)將da數(shù)據(jù)置零；所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊將da數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流和電壓并輸出至配電終端；所述主控模塊與所述開關(guān)量模塊連接，所述開關(guān)量模塊將所述主控制模塊的數(shù)字類型的開關(guān)量數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成配電終端所需的功率類型的開關(guān)量信號(hào)；所述gps時(shí)間同步模塊為主控制模塊提供時(shí)間同步信號(hào)，使整個(gè)仿真終端與gps衛(wèi)星時(shí)間同步；所述主控制模塊與所述工控機(jī)通過電纜直連，并采用tcp/ip協(xié)議進(jìn)行通訊；所述工控機(jī)與所述無線模塊連接，實(shí)現(xiàn)所述主控制模塊通過電以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文和所述無線模塊以無線模式傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文之間的轉(zhuǎn)換；所述工控機(jī)與所述顯示器連接，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

所述無線通訊模塊、無線模塊均采用4g模塊，4g模塊上掛接sim卡，通過移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的基站和vpn服務(wù)實(shí)現(xiàn)各4g模塊之間的無線通信。所述無線模塊通過usb協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并采用通用usb接口接入，很容易擴(kuò)展到類似的系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。

本發(fā)明在rtds的基礎(chǔ)上，將仿真數(shù)據(jù)的輸出功能分布到多個(gè)同步運(yùn)行的仿真終端上去，每個(gè)仿真終端就地布置于配電終端的安裝位置，一方面遠(yuǎn)程接收并輸出來自rtds的仿真數(shù)據(jù)，另一方面接收待測(cè)配電終端的響應(yīng)信息并反饋至rtds，從而將配電主站、配電子站和配電終端做為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)影響的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的仿真接口子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的仿真終端結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明由仿真接口子系統(tǒng)、若干仿真終端組成；其特征在于：所述仿真接口子系統(tǒng)與rtds裝置相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)rtds輸出的小電壓的采集，以及開關(guān)量的輸入/輸出；所述的各個(gè)仿真終端連接一個(gè)對(duì)應(yīng)配電終端，模擬高壓互感器輸出二次電壓和電流，以及模擬高壓開關(guān)輸出位置信號(hào)并采集配電終端的跳閘和合閘開關(guān)量；所述仿真接口子系統(tǒng)與各個(gè)所述仿真終端通過無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

如圖2、圖3所示，所述仿真接口子系統(tǒng)由無線通訊模塊、管理機(jī)、至少一臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置、gps時(shí)間同步裝置和交換機(jī)組成，每臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置和所述管理機(jī)均接入所述交換機(jī)，相互之間并采用tcp/ip協(xié)議進(jìn)行通訊；所述管理機(jī)與所述無線通訊模塊連接，管理機(jī)核心功能是實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置通過電以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文和所述無線模塊以無線模式傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文之間的轉(zhuǎn)換；另外，管理機(jī)還需完成人機(jī)交互功能，包括：①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置各接口與仿真終端各接口為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；②操作控制監(jiān)控，包括系統(tǒng)啟動(dòng)、停止、異常終止、當(dāng)前狀態(tài)等；③測(cè)試結(jié)果展示；所述gps時(shí)間同步裝置與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置連接，為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置提供時(shí)間同步信號(hào)，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與gps衛(wèi)星時(shí)間同步；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與rtds裝置連接，將rtds所需的輸入/輸出量轉(zhuǎn)換為可用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文，多臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置可級(jí)聯(lián)同步運(yùn)行以進(jìn)一步擴(kuò)大接口規(guī)模。

為方便系統(tǒng)配置和擴(kuò)展，如圖3所示，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的硬件平臺(tái)采用通用背板總線結(jié)構(gòu)，機(jī)箱采用6u19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，布置1個(gè)電源插件、1個(gè)cpu插件、1個(gè)背板插件、8個(gè)業(yè)務(wù)插件，8個(gè)業(yè)務(wù)插件的類型可根據(jù)具體用戶需求進(jìn)行任意配置，8個(gè)業(yè)務(wù)插件中包括模擬量輸入插件、開關(guān)量輸入插件和開關(guān)量輸出插件。同時(shí)，多臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置可級(jí)聯(lián)同步運(yùn)行以進(jìn)一步擴(kuò)大接口規(guī)模。所述cpu插件與所述8個(gè)業(yè)務(wù)插件的連接是通過所述背板提供的高速pcie數(shù)據(jù)總線、低速mlvds總線和獨(dú)立io實(shí)現(xiàn)的，高速pcie數(shù)據(jù)總線傳輸模擬量采樣點(diǎn)等大流量用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，帶寬可達(dá)2.5gbit/s；低速mlvds總線傳輸開關(guān)量等流量較小的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，帶寬為50mbit/s；獨(dú)立io傳輸業(yè)務(wù)板卡的管理、板卡之間的同步、fpga配置的加載、復(fù)位和中斷等信息。

如圖4所示，所述仿真終端只需與配電終端一對(duì)一連接，因此采用一體化結(jié)構(gòu)，并且包括以下部件：電源濾波模塊、電壓功放電源模塊、電流功放電源模塊、開關(guān)量模塊、主控制模塊、電流功放模塊、電壓功放模塊、gps時(shí)間同步模塊、工控機(jī)、顯示器和無線模塊；所述電源濾波模塊對(duì)交流220v供電電壓進(jìn)行濾波，濾波之后連接至所述電壓功放電源模塊和所述電流功放電源模塊；所述電壓功放電源模塊輸出5v、12v和±200v直流電源，其中5v和12v直流電源分別為所述開關(guān)量模塊、主控制模塊、電流功放模塊、電壓功放模塊、gps時(shí)間同步模塊、工控機(jī)和顯示器的各控制部分供電，±200v直流電源為所述電壓功放模塊的功率部分供電；所述電流功放電源模塊輸出±7.5v直流電源，為所述電流功放模塊的功率部分供電；所述主控制模塊為所述電流功放電源模塊和所述電壓功放電源模塊提供功放電源使能信號(hào)，以在工作/停止時(shí)開啟/關(guān)閉電流功放電源和功放電源；所述主控制模塊為所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊提供da控制信號(hào)和da數(shù)據(jù)信號(hào)，其中，da所需數(shù)據(jù)來自所述仿真接口子系統(tǒng)對(duì)rtds輸出的小電壓的采集；所述主控制模塊接收所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊的故障反饋信號(hào)，在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)將da數(shù)據(jù)置零；所述電流功放模塊和所述電壓功放模塊將da數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流和電壓并輸出至配電終端；所述主控模塊與所述開關(guān)量模塊連接，所述開關(guān)量模塊將所述主控制模塊的數(shù)字類型的開關(guān)量數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成配電終端所需的功率類型的開關(guān)量信號(hào)；所述gps時(shí)間同步模塊為主控制模塊提供時(shí)間同步信號(hào)，使整個(gè)仿真終端與gps衛(wèi)星時(shí)間同步；所述主控制模塊與所述工控機(jī)通過電纜直連，并采用tcp/ip協(xié)議進(jìn)行通訊；所述工控機(jī)與所述無線模塊連接，實(shí)現(xiàn)所述主控制模塊通過電以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文和所述無線模塊以無線模式傳輸?shù)臄?shù)字報(bào)文之間的轉(zhuǎn)換；所述工控機(jī)與所述顯示器連接，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

所述無線通訊模塊、無線模塊均采用4g模塊，4g模塊上掛接sim卡，通過移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的基站和vpn服務(wù)實(shí)現(xiàn)各4g模塊之間的無線通信。所述無線模塊通過usb協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并采用通用usb接口接入，很容易擴(kuò)展到類似的系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，例如，無線模塊采用不同型號(hào)的4g模塊，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。