本發(fā)明屬于智能變電站自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備及測試方法。
背景技術(shù)：
直流電源監(jiān)控裝置作為直流電源系統(tǒng)主控裝置，可通過MODBUS、CDT規(guī)約將遙測、遙信信息上傳總監(jiān)控裝置和后臺，對直流電源系統(tǒng)各運行從機(jī)及重要開關(guān)器件狀態(tài)進(jìn)行實時查詢和管理控制，運行后不經(jīng)允許，參數(shù)不準(zhǔn)許隨意更改。直流電源監(jiān)控裝置發(fā)出的故障告警來源主要有：(1)直流電源監(jiān)控裝置運行后，因參數(shù)設(shè)置不正確，產(chǎn)生誤告警。(2)直流電源監(jiān)控裝置數(shù)據(jù)庫變量屬性配置錯誤，產(chǎn)生誤告警。(3)從機(jī)長時間運行，自身元器件損壞，產(chǎn)生誤告警。(4)從機(jī)采集的各遙信量的動作邏輯和相應(yīng)遙測量信息輸入信號不正常，產(chǎn)生的正常故障告警。由于直流電源系統(tǒng)工作電磁環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)常會產(chǎn)生一些故障，故障來源分析復(fù)雜，通常不易排查。
目前，直流電源監(jiān)控裝置通過事項告警等方式，進(jìn)行系統(tǒng)故障告警和故障記錄，數(shù)據(jù)刷新速度與掛接在電源監(jiān)控裝置上的從機(jī)臺數(shù)密切相關(guān)，從機(jī)上傳信息出現(xiàn)錯誤時，通過捕捉報文的方式，進(jìn)行故障分析，數(shù)據(jù)量大，報文可讀性差，不便于施工和維護(hù)人員進(jìn)行故障分析和排查。
本發(fā)明提出了電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備及測試方法，目的就是通過靈活配置從機(jī)數(shù)量減少無關(guān)報文干擾，減少閱讀的報文數(shù)據(jù)量，解決電源監(jiān)控裝置通訊時間長、報文數(shù)據(jù)量大等缺點，有針對性地進(jìn)行設(shè)備故障排查。靈活配置從機(jī)的原則是依據(jù)電源監(jiān)控裝置告警信息，確定發(fā)出告警信息的從機(jī)數(shù)量，進(jìn)行從機(jī)數(shù)量配置以縮短通訊時間、減少報文數(shù)據(jù)量。然后仿真直流電源系統(tǒng)故障過程中各從機(jī)的動作邏輯和相應(yīng)遙測量信息，快速高效地分析直流電源系統(tǒng)故障原因，確定出是直流電流監(jiān)控裝置故障誤報還是從機(jī)及開關(guān)器件故障引發(fā)的故障告警。本發(fā)明具有重要的應(yīng)用價值，施工和維護(hù)人員可以將電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試方法應(yīng)用于10kV--1000kV電壓等級的變電站，大中小型電廠，煤礦、石化等企業(yè)變電站站用電源系統(tǒng)領(lǐng)域，利于施工和維護(hù)人員查找系統(tǒng)運行故障，縮短故障排查時間，為直流電源系統(tǒng)的可靠運行提供一份可靠保障。
以下是文中所用到的一些專用名詞的說明：
電源監(jiān)控裝置：電源系統(tǒng)的控制、管理核心，匯集電源模塊、絕緣監(jiān)測裝置、電池巡檢裝置等下級設(shè)備的各種數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)，進(jìn)行處理后加以顯示，根據(jù)系統(tǒng)的各種設(shè)置參數(shù)進(jìn)行報警、故障處理、歷史數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)對電源系統(tǒng)及蓄電池充放電的全自動管理。操作人員可通過觸摸屏對電源模塊強(qiáng)制開、關(guān)，均浮充控制，對電源模塊的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過通信接口實現(xiàn)與后臺機(jī)的通訊。
從機(jī)：電源監(jiān)控裝置對其進(jìn)行管理和控制的裝置。
遙測量：從機(jī)采集的遙測量數(shù)據(jù)，按照通訊規(guī)約通過RS485串口上傳給直流電源監(jiān)控裝置。
遙信量：從機(jī)采集的遙信量狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，按照通訊規(guī)約通過RS485串口上傳給直流電源監(jiān)控裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決直流電源監(jiān)控裝置進(jìn)行故障分析時數(shù)據(jù)量大、報文可讀性差的問題，本發(fā)明提出了電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備及測試方法，通過靈活配置從機(jī)數(shù)量來減少無關(guān)報文干擾，實時監(jiān)測虛擬從機(jī)的多個時刻各遙信量的動作邏輯和相應(yīng)遙測量信息，有針對性地進(jìn)行設(shè)備故障排查。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備，包括一臺用于安裝和運行虛擬測試模塊的上位機(jī)，上位機(jī)中還包含一個數(shù)據(jù)存儲區(qū)，虛擬測試模塊包括六個子模塊：系統(tǒng)配置模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、從機(jī)設(shè)備故障排查模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊；
所述數(shù)據(jù)存儲區(qū)，分為遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)和遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
所述系統(tǒng)配置模塊，用于配置欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的數(shù)量；
所述通訊模塊，用于建立欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制；
所述數(shù)據(jù)輸入模塊，用于輸入欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個以上不同時刻遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息；
所述數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的信息存儲到所述數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
所述從機(jī)設(shè)備故障排查模塊，通過對所述數(shù)據(jù)存儲區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬運算排查出告警從機(jī)的故障；
所述數(shù)據(jù)輸出模塊，用于將所述從機(jī)設(shè)備故障排查模塊排查得出的告警從機(jī)設(shè)備故障結(jié)果顯示在人機(jī)交互界面。
優(yōu)選地，上位機(jī)為筆記本或臺式電腦。
優(yōu)選地，通訊模塊通過RS485串口使用CDT91通訊規(guī)約或MODBUS RTU通訊協(xié)議或公司制定的內(nèi)部通訊規(guī)約建立起欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制；
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)輸入模塊輸入欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個不同時刻遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息，3個不同時刻的時間間隔為0.5秒。
一種電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備的虛擬測試方法，包括以下步驟：
步驟1、查看電源監(jiān)控裝置液晶顯示器的從機(jī)信息，通過發(fā)出故障告警的從機(jī)名稱和撥碼開關(guān)設(shè)置的地址確定發(fā)出故障告警的從機(jī)數(shù)量；
電源監(jiān)控裝置是直流電源系統(tǒng)的主控裝置，從機(jī)的狀態(tài)信息會嚴(yán)格按照特定的通信規(guī)約通過RS485串口上傳至電源監(jiān)控裝置。當(dāng)直流電源系統(tǒng)發(fā)生故障告警時，告警事項會實時在電源監(jiān)控裝置液晶顯示器上進(jìn)行顯示。
直流電源監(jiān)控裝置實時采集各從機(jī)多個時刻各遙信量的動作邏輯和相應(yīng)遙測量信息。如果各從機(jī)的功能不重復(fù)，通過查看告警信息即可明確確定發(fā)出故障告警的從機(jī)名稱。如果存在相同功能的從機(jī)，則由撥碼開關(guān)設(shè)置的地址進(jìn)行區(qū)分。因此，通過發(fā)出故障告警的從機(jī)名稱和撥碼開關(guān)設(shè)置的地址，就可以確定出發(fā)出故障告警的從機(jī)名稱和從機(jī)數(shù)量。
步驟2、通過系統(tǒng)配置模塊，根據(jù)步驟1中確定的發(fā)出故障告警的從機(jī)數(shù)量配置欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)數(shù)量；
步驟3、通過通訊模塊，建立起欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制；
根據(jù)欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)之間的距離間隔的遠(yuǎn)近，虛擬測試模塊可一次與多臺告警從機(jī)建立通訊進(jìn)行虛擬測試，也可以逐臺與告警從機(jī)建立通訊進(jìn)行虛擬測試；
步驟4、通過數(shù)據(jù)輸入模塊，將欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個以上不同時刻的遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息輸入虛擬測試模塊；
優(yōu)選地，通過數(shù)據(jù)輸入模塊將欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個不同時刻遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息輸入虛擬測試模塊，3個不同時刻的時間間隔為0.5秒；
步驟5、通過數(shù)據(jù)存儲模塊，將數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的信息歸類為遙信量信息和遙測量信息，并分別存儲到上位機(jī)的遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)和遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
步驟6、通過從機(jī)設(shè)備故障排查模塊，排查告警從機(jī)設(shè)備的故障；
6-1.設(shè)置遙信量的正常動作邏輯值并保存至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)，設(shè)置遙測量的下限閾值和上限閾值并保存至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
各遙信量的正常動作邏輯值依照從機(jī)電路設(shè)計原理和智能變電站客戶需求設(shè)定；各遙測量的下限閾值和上限閾值按照Q/GDW576-2010站用交直流一體化電源系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范、國家電網(wǎng)一體化電源系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范、直流電源系統(tǒng)規(guī)范等相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來設(shè)置，各遙測量數(shù)值處于下限閾值和上限閾值范圍內(nèi)，則為正常閾值；
6-2.從遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)中抽取告警從機(jī)3個以上不同時刻的遙信量數(shù)據(jù)，采用錯時比較處理算法,判斷遙信量的動作邏輯是否正常；
6-2-1.將告警從機(jī)的3個以上不同時刻的遙信量的動作邏輯值分別與步驟6-1中設(shè)置的遙信量的正常動作邏輯值進(jìn)行比較，若二者的邏輯值相同則將3個以上不同時刻的遙信量變位信息定義為0并分別存儲至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；若二者的邏輯值不同則將3個以上不同時刻的遙信量變位信息定義為1并分別存儲至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
6-2-2.若3個以上不同時刻遙信量變位信息均為0，則確定采集該遙信量的告警從機(jī)工作正常；否則即確定采集該遙信量的告警從機(jī)存在故障；
6-3.從遙測量數(shù)據(jù)區(qū)中抽取告警從機(jī)3個以上不同時刻的遙測量數(shù)據(jù)，采用錯時比較處理算法,判斷遙測量的值是否正常；
6-3-1.將告警從機(jī)的3個以上不同時刻的遙測量值分別與步驟6-1中設(shè)置的遙測量下限閾值和上限閾值比較，若3個以上不同時刻的遙測量值為正常值(即遙測量值大于等于遙測量下限閾值或者小于等于遙測量上限閾值)，則將其比較結(jié)果定義為0并分別存儲至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；若3個以上不同時刻的遙測量值不是正常值(即遙測量值大于遙測量上限閾值或者小于遙測量下限閾值)，則將其比較結(jié)果定義為1并分別存儲至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
6-3-2.若3個以上不同時刻遙測量比較結(jié)果均為0，則確定采集該遙測量的告警從機(jī)工作正常；否則即確定采集該遙測量的告警從機(jī)存在故障；
步驟7、通過數(shù)據(jù)輸出模塊，將告警從機(jī)故障虛擬測試結(jié)果顯示在上位機(jī)的屏幕上。
有益效果：本發(fā)明提供了電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備及測試方法，用于分析直流電源系統(tǒng)故障原因，可以通過靈活配置從機(jī)數(shù)量來減少無關(guān)報文干擾，實時監(jiān)測虛擬從機(jī)的多個時刻各遙信量的動作邏輯和相應(yīng)遙測量信息，有針對性地進(jìn)行設(shè)備故障排查。施工和維護(hù)人員通過可視化分析可以快速高效定位故障原因以修復(fù)故障，有效減少或避免實際故障檢查定位時的大量數(shù)據(jù)分析工作。對于提高施工維護(hù)和故障檢修人員的工作效率具有重要的現(xiàn)實意義。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的虛擬測試方法的流程圖。
具體實施方式
為能清楚說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過一個具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進(jìn)行闡述。
一種電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備，包括一臺用于安裝和運行虛擬測試模塊的筆記本電腦，筆記本電腦中還包含一個數(shù)據(jù)存儲區(qū)，虛擬測試模塊包括六個子模塊：系統(tǒng)配置模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、從機(jī)設(shè)備故障排查模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊；
數(shù)據(jù)存儲區(qū)，分為遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)和遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
系統(tǒng)配置模塊，用于配置欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的數(shù)量；
通訊模塊，用于建立欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制；通訊模塊通過RS485串口使用CDT91通訊規(guī)約建立起欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制。
數(shù)據(jù)輸入模塊，用于輸入欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個不同時刻遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息，3個不同時刻的時間間隔為0.5秒；
數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將所述數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的信息存儲到所述數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
從機(jī)設(shè)備故障排查模塊，通過對所述數(shù)據(jù)存儲區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬運算排查出告警從機(jī)的故障；
數(shù)據(jù)輸出模塊，用于將所述從機(jī)設(shè)備故障排查模塊排查得出的告警從機(jī)設(shè)備故障結(jié)果顯示在人機(jī)交互界面。
如圖1所示，一種電源監(jiān)控裝置從機(jī)故障的虛擬測試設(shè)備的虛擬測試方法，包括以下步驟：
步驟1、查看電源監(jiān)控裝置液晶顯示器的從機(jī)信息，通過發(fā)出故障告警的從機(jī)名稱和撥碼開關(guān)設(shè)置的地址確定發(fā)出故障告警的從機(jī)數(shù)量；
步驟2、通過系統(tǒng)配置模塊，根據(jù)步驟1中確定的發(fā)出故障告警的從機(jī)數(shù)量配置欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)數(shù)量；
步驟3、通過通訊模塊，建立起欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)與所述虛擬測試模塊之間的通訊機(jī)制；將筆記本電腦逐臺與告警從機(jī)建立通訊進(jìn)行虛擬測試；
步驟4、通過數(shù)據(jù)輸入模塊，將欲進(jìn)行虛擬測試的告警從機(jī)的3個不同時刻的遙信量的動作邏輯及相應(yīng)遙測量信息輸入虛擬測試模塊，3個不同時刻的時間間隔為0.5秒；
步驟5、通過數(shù)據(jù)存儲模塊，將數(shù)據(jù)輸入模塊所輸入的信息歸類為遙信量信息和遙測量信息，并分別存儲到筆記本電腦的遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)和遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
步驟6、通過從機(jī)設(shè)備故障排查模塊，排查告警從機(jī)設(shè)備的故障；
6-1.設(shè)置遙信量的正常動作邏輯值并保存至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)，設(shè)置遙測量的下限閾值和上限閾值并保存至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
6-2.從遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)中抽取告警從機(jī)3個不同時刻的遙信量數(shù)據(jù)，采用三次錯時比較處理算法,判斷遙信量的動作邏輯是否正常；
6-2-1.將告警從機(jī)的1時刻、2時刻、3時刻的遙信量的動作邏輯值分別與步驟6-1中設(shè)置的遙信量的正常動作邏輯值進(jìn)行比較，若二者的邏輯值相同則將1時刻或2時刻或3時刻的遙信量變位信息定義為0并分別存儲至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；若二者的邏輯值不同則將1時刻或2時刻或3時刻的遙信量變位信息定義為1并分別存儲至遙信量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
6-2-2.若1時刻、2時刻、3時刻遙信量變位信息均為0，則確定采集該遙信量的告警從機(jī)工作正常；否則即確定采集該遙信量的告警從機(jī)存在故障；
6-3.從遙測量數(shù)據(jù)區(qū)中抽取告警從機(jī)3個不同時刻的遙測量數(shù)據(jù)，采用三次錯時比較處理算法,判斷遙測量的閾值是否正常；
6-3-1.將告警從機(jī)的1時刻、2時刻、3時刻的遙測量值分別與步驟6-1中設(shè)置的遙測量下限閾值和上限閾值比較，若1時刻或2時刻或3時刻的遙測量值為正常值(即遙測量值大于等于遙測量下限閾值或者小于等于遙測量上限閾值)，則將其比較結(jié)果定義為0并分別存儲至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；若1時刻或2時刻或3時刻的遙測量值不是正常值(即遙測量值大于遙測量上限閾值或者小于遙測量下限閾值)，則將其比較結(jié)果定義為1并分別存儲至遙測量數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
6-3-2.若1時刻、2時刻、3時刻遙測量比較結(jié)果均為0，則確定采集該遙測量的告警從機(jī)工作正常；否則即確定采集該遙測量的告警從機(jī)存在故障；
步驟7、通過數(shù)據(jù)輸出模塊，將告警從機(jī)故障虛擬測試結(jié)果顯示在筆記本電腦的屏幕上。
本實施例中，采用了VB和MCGS平臺實現(xiàn)虛擬測試模塊的功能。