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1時間性能要求

不同的時間信號有著不同的傳輸介質，時間信號的準確度也決定著智能變電站的時間性能，目前一般要求的時間信號準確度如表1所示。DL/T860標準根據通信信息片通信要求的不同，在整個智能變電站需要多種聯絡傳輸報文協調通信信息片的屬性，不同的報文類型規定不同的性能要求。DL/T860標準定義了7種報文類型，其屬性范圍由性能類建立，每種報文對應不同性能類具有不同的時間性能要求。對于控制和保護性能類定義為P1/P2/P3，P1一般用于配電線間隔或者其他要求較低的間隔，P2一般用于輸電線間隔或用戶未另外規定的地方，P3一般用于輸電線間隔，具備滿足同步和斷路器分合時間差的最好性能。對于計量和電能質量性能類定義為M1/M2/M3，M1用于具有0.5級和0.2級精度計費計量，最高5次諧波，M2用于具有0.2級和0.1級精度計費計量，最高13次諧波，M3用于電能質量計量，最高40次諧波。智能變電站應用數據的時間性能要求在DL/T860標準中也有所體現，主要參數如表2所示。時間性能包括時間準確度和傳輸時間兩個方面，既然定義了不同的參數指標，對設備是否符合規范的時間性能定義，只有通過測試才能明確檢測和分析。因此目前時間測試不能只停留在時間準確度的測試上，必須要深入到傳輸時間的測試內。時間的準確度只能說明設備的時間是可靠的，但智能變電站是一個設備與設備協調工作的整體，設備和設備之間傳輸時間的變化將直接影響到智能變電站的穩定性，畢竟變電站的安全穩定運行才是電力系統的重點，因此時間準確度是基石，而傳輸時間是系統工作的保障。

2時間性能測試

通過對智能變電站數據報文傳輸延遲測試技術的研究和分析，目的在于如何在智能變電站的測試和日常維護中為智能變電站的穩定運行提供有力的測試設備和依據，解決電力用戶對智能變電站數字化信息的準確把握。電力系統分為發電、輸電、變電、配電、用電等五大環節。變電站是變電環節的重要部分，它實質是一個轉換電壓的樞紐，實現不同電壓等級的電力轉換。所有變電站的一次設備的工作狀況都是通過二次設備之間的通信網絡來完成。二次設備利用自身設備的功能實現測控、保護、計量等工作，然后通過通信網絡將變電站的數據信息送到本地或遠程監控系統實現電力系統的數據采集和監控。通信是一個基于信號的交流渠道，為了增加變電站通信交互雙方對信號的識別能力，變電站內的各個設備都必須工作在同一時刻，也就是說需要在變電站內設置時間同步系統來完成設備的時間同步，確保設備時標一致，信息識別度能清晰，應用處理能簡約化，其中對傳輸延遲的測試是必不可少的部分。電力系統的快速發展，對時間同步的要求也越來越高。任何一個變電站都需要準確、安全、可靠的時鐘源，為電力系統各類運行設備提供精確的時間基準。高性能的時鐘源可以為電力系統變電站提供統一的時間基準，滿足變電站各種系統（監控系統、能量管理系統、調度自動化系統）和設備（繼電保護裝置、智能電子設備、時間順序記錄SOE、廠站自動化故障測距、安全穩定控制裝置、故障錄波器）對時間系統的要求[8]，確保實時數據采集時間一致性，提高系統運行的準確性，從而提高電網運行效率和可靠性。國內智能變電站完全遵循DL/T860標準的設計規范。DL/T860標準覆蓋變電站通信網絡與系統，其中智能設備中各個邏輯節點之間的通信由數千個獨立的通信信息片進行描述，而通信信息片主要完成邏輯節點之間對于給定通信屬性的信息交換，包括對它們的性能要求。如何保證基本功能的正常運行以及支撐通信系統的性能要求的關鍵是數據交換的最大允許時間，即傳輸時間。

傳輸時間是智能變電站的系統要求，其定義如圖2所示。一個報文的完成傳輸過程包括收發端必要的處理。傳輸時間計時從發送方把數據內容置于其傳輸棧頂時刻開始，直到接收方從其傳輸棧中取走數據時刻結束[10]。圖中定義了完整傳輸鏈的時間要求。在物理裝置PD1中，功能f1把數據發送到位于物理裝置PD2中功能f2。傳輸時間將包括各自通信處理器時間加上網絡時間，其中有等待時間、路由器與其他網絡設備所耗費的時間。由于物理裝置和網絡設備可能來自不同的廠商，故對總傳輸時間的任何測試和驗證都必須在現場驗收測試時進行。智能變電站報文數據傳輸延遲屬于性能測試的應用范疇。傳輸時間的定義的間隔中，tb時間間隔取決于網絡底層結構，不屬于智能電子設備的范疇，從智能電子設備的角度出發，只有輸出和輸入延遲可以被測量。標準中規定時間性能的測試方法[11]如圖3所示。對于傳輸時間的輸入輸出延遲測量值應不大于DL/T860標準中所規定的相應報文類型的總的傳輸時間的40%。圖3方法中定義了回環測試環境，被測設備的輸入信息與輸出信息都與測試系統建立連接，當測試系統產生被測設備需要的物理輸入信號或者報文信號后，測試系統通過接收被測設備產生的報文或者物理的輸出信號來檢驗輸入輸出時間性能。有了以上測試方法之后便可以對實際的設備進行測試。以下是對某變電站中一臺時鐘源的測試，該時鐘源的PTP同步報文經過一層交換機如圖4所示，交換機為TC模式，測試儀器對經過交換機以后的PTP報文進行測試。有效數據共測試60次，時鐘源的準確度和路徑傳輸延遲測試結果如表3所示。使用上述的測試方法可以測試時鐘源同步信號經過兩層或者兩層以上交換機時的準確度和路徑傳輸延遲，同時也適用于GOOSE、SV9-2報文傳輸延遲的測試。

3結語

目前電力系統從國網、南網到每個省的電科院都設置了關于時間的工作組，相關的測試標準也已經具備，但是國內專業的測試機構只對規約報文的一致性進行分析和測試，不針對時間性能做檢測，沒有制定詳細可操作的方法或者手段。綜上所述，智能變電站時間性能的分析研究和檢測對于智能變電站的實施和投運后的安全運行將有很大幫助，因此我們每一個從事電力事業的工作人員都需要清楚地認識時間性能的概念，它全面覆蓋整個智能變電站時間的準確度和智能變電站應用信息的傳輸時間定義。希望在電力行業所有工作人員的共同努力下，盡快成立針對時間性能檢測的專業的機構，并制定詳細的可操作方法和手段。推動智能變電站健康穩定的發展，為我們的國家和社會做出更多的貢獻。

作者：高吉普徐長寶張道農黃兵趙旭陽王小勇單位：貴州電力試驗研究院華北電力設計院工程有限公司上海遠景數字信息技術有限公司