运行功耗动态变化的配电终端研发与应用

运行功耗动态变化的配电终端研发与应用

王凯

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局

内蒙古乌海市016000

摘要：近年来，伴随着我国经济的腾飞，电力行业、智能配电网的建设也处于一个蓬勃发展的新阶段。配电网作为输配电系统的最后个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。配电网自动化是改进供电质量、提高供电可靠性、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段。

关键词：运行功耗动态变化；配电终端研发；应用；

前言：但是，随着配电自动化建设范围的扩大，终端功能配置不齐全，拒动、误动、准确度等级不高、通讯异常等现象逐步暴露。为了确保终端具备良好的互联互通性，投运后能可靠、稳定的运行，应当在产品投运前，对终端的各种功能、性能参数以及通讯规约的一致性等进行全面、高效的模拟和测试。

一、运行功耗动态变化的配电终端研发

1.硬件单元的构成。检测系统硬件平台主要由五部分组成：控制台、模拟量信号输出单元、开关量模拟单元、通信单元、测试台。控制台通过通信单元控制模拟量信号输出单元、开关量模拟单元，模拟量信号输出单元输出0～400 V电压、0～100A电流、0～1200 V直流电压、0～60A直流电流。开关量模拟单元输出开关量模拟信号，同时检测被测终端的开关量输出信号。测试台可提供模拟信号、开关量信号以及通讯等接线的多表位被测终端接线台。通信单元包括服务器和工作站，服务器用于统一管理和汇总各工作站的测试数据；工作站用于接收服务器的测试任务进行测试，通过网络交换机将测试结果反馈至服务器进行统一汇总管理。模拟信号输出单元主要由程控标准源组成，程控标准源输出模块接收自动测试指令后，向被测终端提供相应的模拟量输出，程控标准源在电压矢量采样中，采用高稳定性的精密电阻，其温度系数为2 ppm，比差及角差可达0．002％。在电流矢量采样中，采用有源补偿式电流互感器，这样可以大大降低激磁误差。由精密电阻和高精度运算放大器组成电流／电压变换，其附加的比差及角差优于O．005％。通过上述方法保证程控标准源稳定输出，检测终端动作信号，可自动识别有源接点输入极性，独立设置断开或闭合的开出量，脉宽可调，动作次数可调，用于终端的SOE分辨率测试、防抖测试，雪崩测试。接受终端遥控节点输出，通过协议上传节点信1．5通信单元终端通过网络交换机与PC建立通讯链接，每台终端可独立与PC通讯，终端与系统通过通信单元传输系统指令及终端采样信息。测试台给终端提供检测工位，包括开关量输入、输出接线端口，模拟量电压、电流接线端口，直流电源接线端口、直流电压测量端口、交流电源接线端口，试采样专用测量线进行连接，保证了终端接线的正确性及便捷性。测试台采样多表位独立设计，可供多台终端并行测试。

2检测系统软件。检测系统软件与检测系统硬件平台结合配合，可完成终端信息录入、点号配置、测试方案设计、与终端通信并控制等工作，实现对多台终端的自动检测与信息管理。检测系统软件6个主要功能模块：(1)用户管理：实现登录人员的账号信息、模块权限、测试项目权限的维护与分配。(2)系统管理：包括系统参数设置、外部环境因素设置、硬件接口设置、检测设备设置等。(3)样品信息管理：管理送检单位信息、送检型号信息以及送检终端信息。(4)方案管理：依据终端类型和检测标准建立对应的测试方案。(5)检测作业：选择被测终端和测试方案进行测试，支持自动测试或手动录入数据，支持数据有效性审核。(6)检测报告：提供数据查询与报表打印功能。检测系统软件不仅实现了网络内协同操作，在线开出信号和遥控信号，同时能接收被测终端的开出信数据集中管理，还支持数据的离线导入导出，方便使用号和SOE等通讯协议反馈，以实现检测系统对被测终人员在不可连接网络的情况下进行测试，稍后可将测端的自动测试。系统设计了各种环境下和故障情况下试数据再汇总到在线系统内。形成的动态模拟试验环境，实现了对终端(DTU、FTU)检测流程的基本功能与性能、故障运行以及终端保护逻辑功能针对终端的功能和性能测试需求，检测系统可以等项目的测试。功能和性能测试的主要流程如下。(1)录入送检单位、送检型号以及送检终端信息。包括遥信、遥控、遥测对应的信息体地址(点号)；遥测项目的精度、SOE分辨率和转换关系；终端额定电压、电流和通信协议，连接方式等信息。(2)根据测试需求，选择或创建相应的测试方案。包括选择测试项目，然后配置其相关参数和测试要求。(3)选择需要测试的终端和送检信息生成测试任务流水号，加载选择测试方案并生成测试任务列表。(4)根据测试方案和内容，将被测终端接入检测系统，启动测试。(5)检测系统根据测试任务列表，对被测终端进行逐项测试。(6)检测系统自动记录测试数据，并进行相应计算和判断，生成测试结论，保存到数据库。(7)测试结束后，审核人员审核测试数据和结论。(8)检测系统根据根据自定义模板生成相应的测试记录或报告。终端-R-口设置与网络地址配置检测系统软件为了实现测试的灵活性与方案的通用性，对测试端口项目进行了定义端口项目管理，可以进行增删改。如果误差在高于设置的自动测试限值且未超时，则继续读取终端数值，直到误差低于设置的自动测试限值或者超时。该方法可以实现交流输入、直流输入精度测试、输入量影响量测试、自热影响量测试、过量电流测试、短时电量过载承载能力测试等。程控标准源从方案设置的最低范围开始输出，每次输出按照设定的步长增加。读取终端数值，读到第一个数值变位点作为基准点以，读到的第二的数值变位点作为变化点阢，变化点“与基准点U的差值小于死区精度，就认为合格。

二 、 系统应用

1.系统应用。该系统具备良好的可扩充性，支持用户自行扩充和维护新的测试项目。该系统可以同时实现10个终端的自动检定，并且实现自动计算误差、汇总结论、基于模板生成报表等功能。该系统对于提高终端检测的工作效率和检测的质量，降低终端检测成本，有着十分显著和重要的意义。

2.在测试过程中，终端部分测试项目不合格，通过对试验过程和结果进行分析，将存在的主要问题归纳为以下几个方面。(1)终端前期设置问题测试之前需要核对终端IP地址和点号等配置信息。点表配置、网络搭建与通信建立是测试能否顺利进行的关键。部分被测系统因为点表和地址信息不正确，与要求存在偏差，影响了试验进度。还有情况就是终端的地址可以被ping通，但是无法建立连接，是因为终端权限设置问题，需要联系厂家更改设置，或者按照权限要求，更改工作台的IP地址。(2)测试方案与终端配置冲突在建立测试方案之前需要核对方案设置和终端自身参数。在进行终端100次遥控成功率测试时，可能发现成功率很低，通过报文分析发现，遥控指令中有大量的“激活失败”，这是由于终端有遥控保持时间参数，所有设置遥控成功率测试时，每次遥控间隔需要较大于终端自身的遥控保持时间。

结束语：

目前终端的应用范围越来越广，终端的生成厂家也越来越多，各厂家的终端产品水平参差不齐，而传统的测试方法测试效率极低，由于测试工具的限制无法对终端进行大批量、全面的通讯、功能和性能测试。该文提出的配电终端自动化检测系统根据终端的特点，设计了完整的检测方案，配合检测系统软件、硬件平台，可实现对终端多表位的全面、高效测试。
参考文献：

[1] 程红丽, 王立, 刘健, 等. 电容储能的自动化终端备用开关电源设计[J]. 电力系统保护与控制, 2019,37(22): 116-120.

[2] 李思如, 陈玉杰, 陈江波, 等. 配电网安全经济运行的无线监测终端设计[J]. 电气技术, 2019, 18(7):33-36.