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摘要：数字化变电站在数据传输、整体结构等诸多方面进行了创新，原有测试方式所能发挥作用有限，提出新方法势在必行。文章以此为背景，通过对无线同步技术加以应用的方式，提出了全新的测试方法，并从系统构建、算法分析以及仿真测试等方面，对该方法进行了详细说明。事实证明，本系统可对二次系统进行整体测试，可在相关领域进行推广与应用。
关键词：二次系统测试;数字化变电站;无线同步技术
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-9-051
前言：在强调智能电网建设工作的当下，作为电网枢纽的变电站的重要性逐渐为人们所熟知。研究表明，在智能电网运行环节发挥重要作用的数字化变电站，现已实现通信网络化和信息数字化，对信息进行共享的程度与智能电网所提出要求相符，由此可见，要想使电网长期处于安全运行状态，关键是对数字化变电站进行准确测试，基于原有测试方法对新方法进行研究成为大势所趋。
1系统构建
本系统是对系统进行整体测试的一次尝试，期望能借助无线同步技术，使二次系统在测试期间始终保有理想的完整性，并为测试有效性提供保证。考虑到有线同步将给系统安全性与灵活性带来影响，遂决定引入无线同步技术，通过点对点的方式，在确保技术指标可实现的基础上，使系统始终保有理想的便利性以及灵活性。
研究人员计划利用C++对仿真平台进行建立，借助EMTP程序使电磁暂态仿真设想成为现实，测试结果表明，本系统可对电气连接完整的变电站的暂态与稳态工况进行仿真，并经由无线传输确保无线终端可及时获取仿真结果。而无线终端的作用，主要是将仿真数据注入相应合并单元，这一设计确保合并单元被纳入测试流程中，为测试有效性提供保障。此外，本系统向无线终端所发送信息，还包括智能开关箱向断路器进行返回时的状态，如果有故障出现，仿真平台便可根据所获得信息对继电保护装置是否存在运行错误动作的情况进行判断，联合监视系统、网络分析器以及故障记录器，对网络交换机与合并单元状态进行全面检查[1]。本文所提出测试系统具体构成如下：
2算法分析
本文所建立仿真平台以电磁暂态计算为依托，为仿真有效性提供保证。电磁瞬态所描述内容，主要是电力元件磁场与电场所出现瞬时变化，以及瞬时变化所带来电流与电压。一般来说，基于电力系统所展开暂态计算，首选求解算法为数值积分法，下文将对该算法的应用做详细说明，供相关人员参考。
数值积分法可被分成隐式积分与显示积分，其中，显示积分所计算对象，仅为前一时刻的状态变量与网络方程，其优势主要先在以下方面：其一，不同动态组件对应微分方程，均可单独进行求解，计算难度较小;其二，编程相对简单且具有理想可靠性，满足灵活扩展要求。但该算法的不足也较为直观，即：受交接误差影响，由显示积分计算所得数值的稳定性，通常难以得到保证。在对多方因素加以考虑后，研究人员计划采用隐式积分对电力系统进行计算。
对常微分方程进行求解的方法，主要有梯形法、欧拉法，一般情况下，即便确保初始数值完全準确，且计算全过程均无舍入误差存在，利用上述方法所求得结果仍会出现与准确解存在一定误差的情况。
梯形法计算所得截断误差为：
欧拉法计算所得截断误差为：
由此可见，从计算精度来看，梯形法较欧拉法更接近理想状态，研究人员决定对梯形法加以应用，确保所建立模型可发挥出应用作用。
3测试结果
3.1时钟同步
无线同步的作用，主要是对变电站数据进行同步注入，而仿真系统的任务，则是经由无线方式，向采集器终端发送特定数据，随后，采集器便可将接收到的数据传送给MU。仿真测试表明，由不同终端所采集数据，其相位差均被控制在0.08°内，时间大约是4μs，上述误差处于合理范围，满足同步注入条件[2]。由此可见，本系统可借助统一时钟、同步上传数据等技术，在不同电压等级下正常运行，并对实际仿真情况加以表示。
3.2校验暂稳态
本系统可被用来对搭建模型数值进行仿真计算，明确故障数据与稳态数据，通过根据操作员行为对模型进行实时更新的方式，赋予模型对实际运行状态进行准确模拟的功能。
研究人员计划利用本系统测试故障/正常状态下，220kV电压/电流互感器的相位与数值，所得出结论如下：其一，测试系统和电压幅值误差最大约为-0.1%，二者相位不存在偏差;其二，测试系统和电流幅值误差最大约为-0.2%，二者相位同样不存在偏差。除此之外，研究人员还在暂态情况下，对出现永久故障的三相对称金属进行了模拟，并着重研究了施加故障电路的故障过流部分，对比结果表明，测试软件所得出故障起止时间与PSCAD所得出时间大致相同，且二者幅值相角无明显差异存在。综上，基于本系统所建立模型可被用来对真实电路进行模拟，通过仿真稳态效果的方式，获得有实际意义的暂稳态数据，为后续工作的开展提供理论依据。
结论：文章以数字化变电站为主体，对切实可行的系统测试方法进行了研究，而研究所用技术，主要为电磁暂态计算与无线分散注入。仿真测试结果表明，本系统可有效解决故障可能被忽略和测试不全面的情况，在测试单装置性能的基础上，通过整体测试的方式，确保数字化变电站所存在问题可被尽数发现并得到处理。此外，有关人员还可利用本系统对测控制、继电保护等装置是否处于正常运行状态进行测试，通过缩短测试所花费时间的方式，最大程度减小停电所带来影响。
参考文献
[1]杨帆，张亚玉，胡斌.智能变电站二次系统实虚回路数字化设计研究[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2020，25（01）：105-110.
[2]桂续桐，简学军，王泽朗.基于SV报文的数字化变电站检测系统研究[J].电子设计工程，2019，27（24）：90-93+98.
杭州继高电力技术有限公司 浙江 杭州 310053
关键词：二次系统测试;数字化变电站;无线同步技术
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-9-051
前言：在强调智能电网建设工作的当下，作为电网枢纽的变电站的重要性逐渐为人们所熟知。研究表明，在智能电网运行环节发挥重要作用的数字化变电站，现已实现通信网络化和信息数字化，对信息进行共享的程度与智能电网所提出要求相符，由此可见，要想使电网长期处于安全运行状态，关键是对数字化变电站进行准确测试，基于原有测试方法对新方法进行研究成为大势所趋。
1系统构建
本系统是对系统进行整体测试的一次尝试，期望能借助无线同步技术，使二次系统在测试期间始终保有理想的完整性，并为测试有效性提供保证。考虑到有线同步将给系统安全性与灵活性带来影响，遂决定引入无线同步技术，通过点对点的方式，在确保技术指标可实现的基础上，使系统始终保有理想的便利性以及灵活性。
研究人员计划利用C++对仿真平台进行建立，借助EMTP程序使电磁暂态仿真设想成为现实，测试结果表明，本系统可对电气连接完整的变电站的暂态与稳态工况进行仿真，并经由无线传输确保无线终端可及时获取仿真结果。而无线终端的作用，主要是将仿真数据注入相应合并单元，这一设计确保合并单元被纳入测试流程中，为测试有效性提供保障。此外，本系统向无线终端所发送信息，还包括智能开关箱向断路器进行返回时的状态，如果有故障出现，仿真平台便可根据所获得信息对继电保护装置是否存在运行错误动作的情况进行判断，联合监视系统、网络分析器以及故障记录器，对网络交换机与合并单元状态进行全面检查[1]。本文所提出测试系统具体构成如下：
2算法分析
本文所建立仿真平台以电磁暂态计算为依托，为仿真有效性提供保证。电磁瞬态所描述内容，主要是电力元件磁场与电场所出现瞬时变化，以及瞬时变化所带来电流与电压。一般来说，基于电力系统所展开暂态计算，首选求解算法为数值积分法，下文将对该算法的应用做详细说明，供相关人员参考。
数值积分法可被分成隐式积分与显示积分，其中，显示积分所计算对象，仅为前一时刻的状态变量与网络方程，其优势主要先在以下方面：其一，不同动态组件对应微分方程，均可单独进行求解，计算难度较小;其二，编程相对简单且具有理想可靠性，满足灵活扩展要求。但该算法的不足也较为直观，即：受交接误差影响，由显示积分计算所得数值的稳定性，通常难以得到保证。在对多方因素加以考虑后，研究人员计划采用隐式积分对电力系统进行计算。
对常微分方程进行求解的方法，主要有梯形法、欧拉法，一般情况下，即便确保初始数值完全準确，且计算全过程均无舍入误差存在，利用上述方法所求得结果仍会出现与准确解存在一定误差的情况。
梯形法计算所得截断误差为：
欧拉法计算所得截断误差为：
由此可见，从计算精度来看，梯形法较欧拉法更接近理想状态，研究人员决定对梯形法加以应用，确保所建立模型可发挥出应用作用。
3测试结果
3.1时钟同步
无线同步的作用，主要是对变电站数据进行同步注入，而仿真系统的任务，则是经由无线方式，向采集器终端发送特定数据，随后，采集器便可将接收到的数据传送给MU。仿真测试表明，由不同终端所采集数据，其相位差均被控制在0.08°内，时间大约是4μs，上述误差处于合理范围，满足同步注入条件[2]。由此可见，本系统可借助统一时钟、同步上传数据等技术，在不同电压等级下正常运行，并对实际仿真情况加以表示。
3.2校验暂稳态
本系统可被用来对搭建模型数值进行仿真计算，明确故障数据与稳态数据，通过根据操作员行为对模型进行实时更新的方式，赋予模型对实际运行状态进行准确模拟的功能。
研究人员计划利用本系统测试故障/正常状态下，220kV电压/电流互感器的相位与数值，所得出结论如下：其一，测试系统和电压幅值误差最大约为-0.1%，二者相位不存在偏差;其二，测试系统和电流幅值误差最大约为-0.2%，二者相位同样不存在偏差。除此之外，研究人员还在暂态情况下，对出现永久故障的三相对称金属进行了模拟，并着重研究了施加故障电路的故障过流部分，对比结果表明，测试软件所得出故障起止时间与PSCAD所得出时间大致相同，且二者幅值相角无明显差异存在。综上，基于本系统所建立模型可被用来对真实电路进行模拟，通过仿真稳态效果的方式，获得有实际意义的暂稳态数据，为后续工作的开展提供理论依据。
结论：文章以数字化变电站为主体，对切实可行的系统测试方法进行了研究，而研究所用技术，主要为电磁暂态计算与无线分散注入。仿真测试结果表明，本系统可有效解决故障可能被忽略和测试不全面的情况，在测试单装置性能的基础上，通过整体测试的方式，确保数字化变电站所存在问题可被尽数发现并得到处理。此外，有关人员还可利用本系统对测控制、继电保护等装置是否处于正常运行状态进行测试，通过缩短测试所花费时间的方式，最大程度减小停电所带来影响。
参考文献
[1]杨帆，张亚玉，胡斌.智能变电站二次系统实虚回路数字化设计研究[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2020，25（01）：105-110.
[2]桂续桐，简学军，王泽朗.基于SV报文的数字化变电站检测系统研究[J].电子设计工程，2019，27（24）：90-93+98.
杭州继高电力技术有限公司 浙江 杭州 310053