智能變電站二次系統(tǒng)測試方法及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)推廣建設，智能化開關(guān)、電子式互感器、合并單元等新型設備被引入變電站。這些設備的使用有助于提高變電站內(nèi)部信息組織、分配的靈活性。但是，從另一方面來看，智能變電站整個一次、二次系統(tǒng)的實現(xiàn)方式和應用方式也發(fā)生了較大的變化。傳統(tǒng)以電纜為媒介傳輸電氣信號的方式，被光纖數(shù)字化方式所取代。信息也不再是單一的點對點通信方式，可通過構(gòu)建新型的通信網(wǎng)絡加以傳播。同時，智能變電站中單個設備與其他設備之間的關(guān)聯(lián)性也更加緊密，部分新型保護裝置需要依據(jù)

2、多設備的輸出信息進行判斷。這些復雜的信息組織關(guān)系和綜合保護、控制功能如何檢驗，是智能變電站投運前的檢測工作必須解決的問題。
　　以往，智能變電站二次系統(tǒng)的測試方法主要針對單體設備的功能檢驗問題，在現(xiàn)場測試中，難以涉及設備關(guān)聯(lián)性檢查和網(wǎng)絡行為檢查。因此，測試工作缺乏完整性，不利于電網(wǎng)安全和穩(wěn)定運行。本文從系統(tǒng)級測試的角度出發(fā)，研究二次系統(tǒng)測試方法及其關(guān)鍵技術(shù)，為提升智能變電站安全運行水平和現(xiàn)場調(diào)試工作的效率提供解決方案。主要內(nèi)容有以

3、下幾點：
　　1）針對智能變電站二次系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡特性，在分析了二次系統(tǒng)測試應涵蓋的內(nèi)容以及技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，提出了一種新型智能變電站全場景測試方法。論文詳細闡述了該方法的測試原理、測試流程以及測試結(jié)果的判別方式，探討了方法實現(xiàn)的可行性，以及需要解決的各項關(guān)鍵技術(shù)。
　　2）針對全場景測試方法的分布式特點和變電站現(xiàn)場所需的同步性能指標，結(jié)合變電站現(xiàn)場環(huán)境因素，研究一種適用于智能變電站全場景測試的無線IEEE1588時

4、鐘同步解決方案。論文在分析影響其精度各因素的基礎(chǔ)上，通過改變對時方式以及基于平均速率進行修正的方法，研究了一種基于 WLAN的無線1588對時方法，結(jié)合具體實現(xiàn)，對比研究了改進方法的性能。同時，通過構(gòu)建無線電磁輻射傳遞模型，定量分析了無線同步過程中電磁輻射對二次設備的影響。
　　3）針對全場景測試方法快速電磁暫態(tài)計算的需求，在分析仿真過程和計算速度影響因素的基礎(chǔ)上，提出兩種適用于現(xiàn)場全場景測試系統(tǒng)加速仿真的方法：基于CUDA的并行

5、化計算方法和基于FPGA的硬件計算方法。論文基于因子表路徑樹的矩陣分解方法，將求解過程中的導納矩陣轉(zhuǎn)化為對角加邊形式，將計算任務分配到CUDA提供的獨立計算硬件資源，實現(xiàn)了單步長電磁暫態(tài)仿真中線性方程組求解的分解并行化計算；論文設計了構(gòu)建電磁暫態(tài)元件以及故障的邏輯電路表達形式的方法和 FPGA硬件計算方法，實現(xiàn)了基于隱式積分方法的電磁暫態(tài)實時計算；結(jié)合實際變電站測試實例，對兩種計算方法的加速性能和計算精度進行了評估。
　　4）為了