基于PLC模块的变电站自动化测试仿真系统的实现及应用

　　0 引 言

　　随着电力系统“大二次”的整合和变电站集中控制的推广，对变电站自动化系统的功能和性能要求越来越高。而目前变电站自动化系统测试还停留在测控装置单体测试的水平上，几乎没有检测机构在实验室中对由大量测控装置组成的变电站自动化系统进行系统级的功能和性能检测，这不能满足变电站自动化系统发展的需要，所以在实验室中构建与实际变电站同等规模的测试仿真系统对于自动化系统合格入网、稳定运行意义重大。

　　1 变电站自动化测试系统构建概述

　　1.1 测试系统构成说明

　　整个变电站自动化测试结构如图1所示，由测试仿真环境、自动化系统间隔层设备、自动化系统站控层设备、模拟调度主站、继电保护测试仪等组成。其中测试仿真系统包括：测试仿真环境、模拟调度主站、继电保护测试仪;被测试的自动化系统包括间隔层设备和站控层设备。测试仿真环境真实地模拟了一个国网公司典设A-7规模的220 kV变电站，共有3台主变、6条220 kV线路、10条110 kV线路。测试仿真环境是用SIEMENS公司的PLC系统来实现的，主要功能包括：模拟一次设备的控制信号、位置信号和状态信号;模拟保护装置的动作、告警信号;实现全站的防误逻辑闭锁;实现电网故障状态序列等。继电保护测试仪的作用是提供测试所需要的电流电压模拟量。模拟调度主站是基于ET-2000规约分析仪构建的，主要用于模拟通过104通道(基于以太网)和101通道(基于串口)和自动化系统的通信及数据处理装置进行通信。自动化系统间隔层设备和站控层设备都属于被测试范围，间隔层设备足指按照A-7规模变电站配置的相关测控装置(共29台)。站控层设备如图1所示，包括：操作员站和通信及数据处理装置。测试仿真环境和自动化系统间隔设备通过电缆联系，进行遥控遥信量的交互。间隔层设备和站控层设备通过以太网进行信息交互。站控层通过通信及数据处理装置和模拟调度主站联系。　　

　　图1 变电站自动化测试系统结构框图

　　1.2 测试系统功能说明

　　变电站自动化系统测试包括：系统构成测试、遥测量误差测试、系统功能测试、防误操作功能测试、系统性能测试l酬。其中系统构成测试，主要是对自动化系统结构和网络结构进行检查，比较简单。测试仿真系统主要是对遥测量误差、系统功能、防误操作功能、系统性能进行测试。其中系统测试包括正常运行时系统性能测试、电网故障时系统性能测试、雪崩故障时系统性能测试。由于测试仿真系统的PLC模块是可编程的，所以可以根据需要通过对PLC编程来实现不同的电网故障，例如220 kV母线故障等，同样也可以实现雪崩故障，具体过程下文将作详细说明。