電網安全穩定控制裝置測試技術研究

高 飛

（南瑞集團有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著市場經濟的不斷發展和進步，電力系統運行安全性受到了廣泛的關注。為了保證大電網運行的穩定性，需要整合技術要求，積極提高安全穩定控制裝置的應用效能，減少錯誤和缺陷，推進技術實用化發展進程。

1 電網安全穩定控制裝置測試技術要求

（1）穩定性。對于電網應用而言，系統運行會受到多種因素的干擾，例如雷電和操作過電壓、工頻過電壓、短路、暫態振蕩以及功率波動等。正常負荷和參數波動產生的干擾稱為小干擾項，而系統故障短路等情況造成的功率變化或電網結構變化稱為大干擾項。要想從根本上維持系統安全運行效果，就要結合干擾情況采取有效的控制措施，促使電網安全穩定控制裝置的應用效果達到最優化[1]。

（2）可靠性。結合暫態穩定控制裝置的應用要求，為了維持系統的安全性，需要確保安全穩定控制裝置能及時動作，即該動作時產生動作，不該動作時避免任何不安全誤動，從而在長期連續工作狀態下依舊能維持較好的抗干擾能力，提高整體系統的可靠性。

（3）實效性。要想發揮電網安全穩定控制裝置的應用優勢，就要從系統控制要求出發，在確保安全穩定運行的同時將控制量維持在規范系統內，并優先選擇有效性更高的對象完成控制工作[2]。

（4）選擇性。由于安全穩定控制系統本身就是實現分層分區管理，因此控制裝置保護對象要有一定的選擇性，能有效進行不同性質故障和故障嚴重程度的評估，并采取更加高效的處理措施，從而實現統籌管理效果的最優化。

2 電網安全穩定控制裝置測試技術內容

在電網安全穩定控制裝置測試技術應用過程中，需要建立有效且匹配的測試分析模式，將工作測試、報告考核、故障動作時間測試等工作落實到位，最大程度上保證應用的邏輯性和穩定性[3]。

2.1 靜態測試

在電網安全穩定控制裝置測試工作中，初期測試和中期測試采用靜態測試法。初期測試完成的是模塊測試，中后期測試完成的是裝置部分靜態測試。一般來說，規范化的靜態測試內容涉及硬件測試和軟件測試[4]。

2.1.1 硬件測試

在研制過程、開發階段予以硬件測試處理，保證模塊測試的合理性和規范性。目前，較為常見的測試方式就是專家系統，在輸入參考測試信號后就能實時測試相應元件的輸出效能，從而結合專家庫相同信號輸入時采集的標準數值進行比較和判定[5]。此外，可以采取開環測試的處理機制對同型號電路板進行測試，或者借助示波器完成輸出信號的分析。開環測試流程如圖1所示。

圖1 開環測試

暫態穩定控制單元分為數據采集模塊、穩定判斷模塊以及執行模塊，配合相應的模塊測試工序，確保測試工作都能落實到位。針對前置機數據采集模塊的測試，要將模數轉換子模塊、隨機存取存儲器（Random Access Memory，RAM）子模塊以及串口通信子模塊等作為基礎，完成一系列測試工作[6]。

2.1.2 軟件測試

在滿足控制條件的基礎上，結合檢測要求開展具體工作，著重落實系統分析機制，從而及時發現隱患并處理。軟件測試具體流程如圖2所示。

圖2 軟件測試基本流程

程序開發人員借助白盒測試法開展相應的測試，在自測工作結束后，由項目程序人員向測試人員講解軟件的具體工作思路和要求等，便于理解對應的程序邏輯。與此同時，采取黑盒測試法，建立集成測試和系統整體測試處理機制，對模塊間的接口和通信予以實時性測定[7]。

在測試過程中，對系統進行相應安全性和穩定性的集中測定，有效評估相關內容，并完善快速執行管理工作，實現通信可靠性控制的目標。分析系統長時間無間斷運行的可靠性，對策略表查找準確性予以評估，快速執行相應操作內容。

2.2 動態測試

在安全穩定控制裝置組裝結束后，就要完成相應的動態測試，以評估整個測試系統的應用效能。在動態測試環節，要借助旋轉設備構成的動態模擬試驗分析系統進行輸出模擬量的分析。動態測試較為常見的方法是數字仿真分析法，能對復雜多機電力系統進行分析和測試，在提高工作效率的基礎上，實現便捷化的測試處理，確保系統動態全過程評估的合理性和可控性[8]。

結合故障錄波回放、自定義仿真波形等相關內容，有效匹配動態模擬試驗錄波數據，同時還原動態模擬過程。結合測試要求，建立狀態模擬過程，實現單相永久性故障、過負荷故障、發電機故障以及單重故障等相關內容的全面測試，真正意義上建立閉環測試系統，全面完成分析工作。使用基于PC機的電力系統分析綜合程序（Power System Analysis Software Package，PSASP）仿真測試安全穩定控制裝置，所獲取的數據包括仿真波形、開關量等。借助串口通信就能完成測試儀的對應試驗處理，從而提高閉環測試的實效性[9]。將數字仿真模塊和動態模擬試驗結合在一起，利用數字仿真替代動態模擬實現整體操作。聯合系統操作流程如圖3所示。

圖3 聯合系統操作流程

3 電網安全穩定控制裝置測試技術實現

以某測試儀為例，該變電站主接線結構中的交流信號通道較多，動態測試方案選擇的是聯合系統。對#1主變進行過負荷測試試驗，初期#1主變電流出現突變，而在0.01 s左右安全穩定控制系統的電流突變啟動，0.99 s時#1主變過負荷電流達到2 700 A，并且穩控裝置過負荷啟動。與此同時，測試儀器還能接收到穩控裝置的故障線路數據和動作信息相關數據，將其和故障線路初始數據進行比對后輸出。對三相短路予以試驗，在完成相應實時性數據對比后，測試儀器接收到的穩控裝置故障信息和動作數據與預想故障信息結果并不一致，此時還需要測試人員進行實時性排查。經過檢查發現策略表有改動，并不是執行錯誤[10]。除此之外，還進行了自動監視試驗，結果較為理想，能滿足預期測試的基本要求。

4 結 論

總而言之，為了完成相應服務程序的控制工作，需要結合實時性測試結果進行分析，通過合理的方案設計保證測試儀器能充分發揮相應的作用，最大程度上提高電網安全控制工作的水平，減少安全隱患，為電力系統實現可持續發展奠定堅實的基礎。