换流站通信传输回路的模拟检测方法和装置与流程

本技术涉及特高压直流输电的，尤其是涉及一种换流站通信传输回路的模拟检测方法和装置。

背景技术：

1、特高压直流换流站是电网主干网架的关键部分，直接决定整体电力系统的供电稳定性与安全冗余水平。换流站控制保护系统作为直流输电工程的核心调控单元，其各类运行指令、状态数据及保护信号的交互传输，高度依赖串口连接线、网络传输线等数字传输链路，传输回路的工作性能直接影响控制保护系统的响应精度与运行可靠性。

2、特高压直流换流站长时间处于高负荷的运行状态，随着使用时间的增长，控制执行系统的传输回路容易出现传输异常。大多数传输异常发生于线缆传输通道的接口部位，主要表现为传输线缆的老化、机械磨损、表面氧化等现象，这些缺陷会导致传输回路阻抗异常、信号衰减加剧，造成传输回路传输性能持续劣化。

3、现有运维模式下，上述接口劣化引发的传输性能衰减问题存在极强的隐蔽性。在线路未出现明显数据错包、信号中断等显性故障时，常规人工巡检、外观排查及常规设备检测手段无法有效识别链路隐性性能缺陷，仅能在传输信号出现明确错误、系统触发异常告警后，方可依托故障报错信息开展回溯式巡检排查。

技术实现思路

1、为了实现传输回路隐患的提前预判，对传输回路的传输性能进行检测，本技术提供一种换流站通信传输回路的模拟检测方法和装置。

2、第一方面，本技术提供一种换流站通信传输回路的模拟检测方法和装置，采用如下的技术方案：

3、一种换流站通信传输回路的模拟检测方法，基于至少一种用于与待测试接口连接的通信测试接口，包括：在通信测试接口处设置多级正极开关和多级负极开关，在多级正极开关与多级负极开关之间设置有串联的电感调节器与电容调节器，电容调节器并联有终端模拟电阻；获取同类型的第一测试集与第二测试集，根据第一测试集设置电感调节器、电容调节器与终端模拟电阻，将待测试接口连接至通信测试接口，获取终端模拟电阻的第一电气数据和第一波形数据；基于第二测试集得到第二电气数据和第二波形数据；根据第一电气数据和第二电气数据计算电气衰减值，根据第一波形数据与第二波形数据计算波形衰减值，根据电气衰减值和波形衰减值计算实际衰减值；根据第一测试集与第二测试集从预设的衰减数据库中匹配出目标衰减值，若实际衰减值大于目标衰减值，则进行线路异常提示。

4、通过采用上述技术方案，通过调节电感调节器、电容调节器与终端模拟电阻，可模拟线缆对地电容、自感等参数变化，复现接口老化、氧化、磨损引发的信号衰减工况；结合电气数据与波形数据综合计算衰减值并对照标准数据库判定，能够有效检测信号衰减规律是否异常，及时识别线缆非正常老化等隐性缺陷，提前发出异常预警，保障换流站通信传输回路可靠运行。

5、可选地，电感调节器包括外壳，外壳内填充有磁流体液体，磁流体液体为顺磁性氧化铁颗粒磁流体，外壳穿设有浸润在磁流体液体内的单线螺旋形导线，外壳上设置有温度传感器、半导体制冷片、两端点导热片和切换驱动件；

6、获取温度传感器生成的实际温度和电感调节器的目标温度，根据实际温度和目标温度计算出比值为温度比值，根据温度比值和预设的温度参考值计算出差值的绝对值作为温度控制值；

7、若温度控制值大于预设的基础控制值，则进入温控模式并使能驱动件；否则退出温控模式并复位驱动件，复位状态下，驱动件驱动两端点导热片不与半导体制冷片接触；

8、根据温度控制值正相关调节半导体制冷片的制冷功率，若温度比值大于预设的温度参考值，则控制切换驱动件将两端点导热片切换接触至半导体制冷片的制冷接触面；否则，将控制切换驱动件将两端点导热片切换接触至半导体制冷片的导热接触面。

9、通过采用上述技术方案，采用内置顺磁性氧化铁颗粒磁流体的螺旋导线结构构成电感调节器，可实现数百兆赫兹的高频响应，模拟高频线缆自感；配合温度传感器、半导体制冷片及切换驱动件，依据温度差值动态调控制冷功率与导热接触位置，稳定磁流体工作温度，保障电感参数输出稳定，进一步提升高频工况下线缆电气特性模拟的准确性。

10、可选地，电感调节器包括多个串联的螺旋形导线和对螺旋线导线进行短路的调节滑块；

11、获取第一测试集或第二测试集，从第一测试集或第二测试集中提取电感数据，获取与螺旋形导线对应的电感基础数据，根据电感基础数据和螺旋形导线的数量计算出电感总数据；

12、根据电感总数据和电感数据计算出差值得到电感差值，计算电感差值和电感总数据的比值作为电感调节值，根据电感调节值正相关控制调节滑块在多个螺旋形导线上距离初始位置的距离，当调节滑块位于初始位置时，电感调节器的电感值为电感总数据。

13、通过采用上述技术方案，通过多段串联螺旋形导线搭配调节滑块构成电感调节器，依据测试集数据计算得到电感调节值，并对应控制滑块位置来短路相应导线段，改变整体电感大小，可连续、灵活地完成电感参数调节，匹配不同测试需求。

14、可选地，电容调节器包括多组通过组切换开关进行并联的电容组，多组电容组的结构相同，每组电容器均设置有多个通过子切换开关进行并联的电容器，组内的电容器的电容值不同；

15、获取第一测试集或第二测试集，从第一测试集或第二测试集中提取电容数据，获取与电容器对应的电容值；根据与电容器对应的电容值计算出单个电容组的电容值为电容组数据；

16、根据电容数据和电容组数据计算出电容组的数量为组数据，其中，电容组数据和组数据的乘积＜电容数据≤（电容组数据+1）和组数据的乘积，将组数据对应的电容组作为补充电容组；根据电容数据减去电容组数据和组数据的乘积得到差值作为剩余电容数据，根据剩余电容数据在电容组中匹配出对应的电容器作为补充电容器；

17、导通补充电容组对应的组切换开关和补充电容器对应的子切换开关。

18、通过采用上述技术方案，采用多组电容组并联、组内不同容值电容器并联的分级架构，结合测试集电容数据逐级计算匹配所需电容组与电容器，并对应导通切换开关完成配置，能够实现电容值的阶梯式调节，适配不同测试工况下的电容参数需求。

19、可选地，电容调节器包括两个朝向相对的电容电极板和驱动其中一个电容电极板进行滑移的驱动件，驱动件动作后改变两个电容电极板之间的间距；

20、获取第一测试集或第二测试集，从第一测试集或第二测试集中提取电容数据，获取与电容电极板对应的电容距离对应数据；

21、根据电容数据和电容距离对应数据计算出驱动距离，根据驱动距离正相关控制驱动件的驱动位置。

22、通过采用上述技术方案，通过驱动件调节相对电极板的间距来改变电容大小，依据测试集电容数据计算出对应驱动距离并控制电极板位置，可实现电容值连续无级调节。

23、可选地，根据第一电气数据和第二电气数据计算电气衰减值的步骤中，还包括如下子步骤：

24、第一电气数据包括一一对应的多个第一电压数据和多个第一电流数据，根据多个第一电压数据计算出平均值作为第一电压值，根据多个第一电流数据计算出平均值作为第一电流值；

25、第二电气数据包括一一对应的多个第二电压数据和多个第二电流数据，根据多个第二电压数据计算出平均值作为第二电压值，根据多个第二电流数据计算出平均值作为第二电流值；

26、计算第一电压值和第二电压值的比值作为电压比值，计算第一电流值和第二电流值的比值作为电流比值；根据电压比值和电流比值加权计算出综合比值，计算综合比值与预设的第一设定比值的差值作为电气衰减值。

27、通过采用上述技术方案，对多组电压、电流数据分别取均值，再结合电压、电流比值加权得到综合比值，最终算出电气衰减值，可削弱单次采样误差带来的干扰，让电气参数计算结果更稳定、准确，提升电气衰减检测的可靠性。

28、可选地，根据第一波形数据与第二波形数据计算波形衰减值的步骤中，还包括如下子步骤：

29、于预设的衰减时间段内，根据第一波形数据基于预设的提取算法提取第一通信数据，根据第二波形数据基于提取算法提取第二通信数据；

30、若第一通信数据与第二通信数据一致，则计算第一波形数据与坐标系围成的面积为第一面积，计算第二波形数据与坐标系围成的面积为第二面积，计算第一面积和第二面积的比值作为面积比值，计算面积比值与预设的第二设定比值的差值作为波形衰减值；否则将波形衰减值设置为预设的波形衰减最大值。

31、通过采用上述技术方案，先比对两段波形提取的通信数据，数据一致时通过波形面积比值计算波形衰减值，数据异常则直接判定为最大衰减值，既保证波形特征量化评判的准确性，又能快速识别信号失真、数据错乱等严重缺陷，提升波形衰减检测的有效性与判别效率。

32、可选地，根据电气衰减值和波形衰减值计算实际衰减值的步骤中，还包括如下步骤：

33、电气衰减值和波形衰减值通过初始化的权重加权计算实际衰减值；

34、获取待测试接口的通信频率，根据通信频率与预设的设定频率计算出比值作为频率比值；

35、若频率比值大于预设的第一参考比值，则根据频率比值正相关调节波形衰减值的权重；否则，初始化权重；

36、若频率比值小于预设的第二参考比值，则根据频率比值正相关调节电气衰减值的权重；否则，初始化权重；

37、其中，第一参考比值大于第二参考比值。

38、通过采用上述技术方案，结合待测试接口的通信频率动态调整电气衰减值与波形衰减值的计算权重，高频工况侧重波形特征评判，低频工况侧重电气参数评判，贴合不同频率下信号传输的特性差异，让实际衰减值计算结果更贴合现场工况。

39、可选地，方法还包括如下步骤：

40、获取待测试接口的通信数据量，根据通信数据量与预设的设定数据量计算出比值作为数据量比值；

41、若数据量比值大于预设的第一对照比值，则根据数据量比值正相关调节第二参考比值；否则，初始化第二参考比值；

42、若数据量比值小于预设的第二对照比值，则根据数据量比值正相关调节第一参考比值；否则，初始化第一参考比值；

43、其中，第一对照比值大于第二对照比值，调节后的第一参考比值大于调节后的第二参考比值。

44、通过采用上述技术方案，依据通信数据量计算比值并动态调整频率判定参考比值，结合数据传输负荷适配权重调节规则，兼顾不同数据吞吐量下的传输特性，使衰减值计算逻辑更贴合实际运行工况。

45、第二方面，本技术提供一种换流站通信传输回路的模拟检测装置，采用如下的技术方案：

46、一种换流站通信传输回路的模拟检测装置，包括处理器，所述处理器中执行如上述任意一项所述的换流站通信传输回路的模拟检测方法的步骤。

47、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：通过电感、电容、终端模拟电阻协同调节，模拟换流站通信接口老化、氧化、磨损等引发的信号衰减工况，实现链路隐性缺陷检测与异常提前预警。本技术提供两种结构的电感调节器，分别可满足高频响应模拟、大范围连续电感调节需求；同时配备分级组合式电容结构与极板可调式电容结构，可实现电容参数阶梯式或连续无级调节，适配多样化测试场景。检测过程中对多组电气数据取均值计算电气衰减值，结合波形数据比对与面积运算得到波形衰减值，有效降低采样误差、快速识别信号异常；还可根据通信频率、数据吞吐量动态调整计算权重与判定阈值，适配不同运行工况，大幅提升衰减检测结果的准确性、合理性与可靠性，保障换流站通信传输回路及控制保护系统稳定运行。