CN102685012B - 智能装置的goose二次虚拟接线动态验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，属电力自动化领域。它包括智能装置作为GOOSE报文发送端时的发送端验证，以及作为GOOSE报文接收端时的接收端验证。为了判断出智能装置的GOOSE二次虚拟接线是否正确，发送端验证需要解析GOOSE报文，将报文数据与模型数据比较，并检查在不同的验证场景中，变化的报文中的元素是否发生了相应的变化；接收端验证则模拟发送GOOSE报文，进而检查Inputs元素的值是否与发送报文中的对应元素相同。采用本发明的方法，可避免人工验证的弊端，提高验证的准确性和效率。
Description
技术领域
本发明属电力自动化领域，更准确地说本发明涉及一种智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法。
背景技术
GOOSE二次虚拟接线已被广泛应用于数字化变电站和智能变电站的智能装置的配置之中，但是由于GOOSE虚端子数量庞大，GOOSE二次虚拟接线在配置以及工程调试中，往往出现人工修改装置的配置文件的情况，极易导致GOOSE二次虚拟接线被错误配置，而且在GOOSE报文的发送端和接收端，也可能存在程序错误而导致发出错误的GOOSE报文或者对接收的GOOSE报文进行错误的处理。当在工程调试过程中发现GOOSE报文的接收端智能装置没有正确更新数据时，目前通常需要在GOOSE报文发送端做试验，再利用计算机上安装的报文抓包工具截获报文，然而抓包工具仅能将报文中的数据做一定的格式转换并显示，数据的正确性依然需要根据模型文件中的数据，采用人工校对的方式来做出判断。而报文中的错误既可能是数据值本身的错误，也可能是报文头数据或数据类型的错误，在面对获取到大量报文以及报文中数据量非常大的情况下，完全采用人工排查错误的方式不但耗费时间长，且很容易出错。因此人工校验的方式在准确性和效率上都不尽如人意，影响调试进度。
对智能装置的GOOSE二次虚拟接线的验证方法又可分为静态验证和动态验证。静态验证可以通过由计算机上召装置的模型文件，再将之与SCD文件的相关内容进行比较，得出智能装置的配置文件中GOOSE二次虚拟接线信息是否正确。但该种方法并不能保证智能装置依据正确的配置发出的GOOSE报文也一定是正确的，也不能保证智能装置依据正确的配置一定可以根据接收到的正确的GOOSE报文做出正确的处理。因而对智能装置的GOOSE二次虚拟接线仅仅进行静态验证并不充分。而动态验证可以依据与智能装置的互动，通过对智能装置发出的GOOSE报文及装置支持的其它协议的报文的分析，实时地检查智能装置作为GOOSE报文发送端时，是否发送了正确的GOOSE报文，及作为GOOSE报文接收端时，是否根据GOOSE报文中的数据正确更新了虚端子的数据值。
发明内容
本发明的发明目的是借助于计算机软件实现对智能装置的GOOSE二次虚拟接线的正确性进行动态验证。
为了实现上述目的，需要确保安装了验证软件的计算机与被测试的智能装置被联入了同样的站控层网络和过程层网络，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
智能装置作为GOOSE报文发送端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证方法，包括下列步骤：
（1）用户指定软件打开SCD（全站系统配置文件）文件或CID（装置实例配置文件）文件:软件解析文件，提取出智能装置作为GOOSE报文发送端时的相关配置信息，其中包括每个Goose发送控制块的配置信息，及其关联的数据集的配置信息；
（2）用户指定参加验证的GOOSE报文发送端的数据集元素；
（3）用户指定软件对GOOSE报文进行非元素值验证：软件自动接收并解析智能装置发送的GOOSE报文，检查报文格式，报文头数据，以及报文中数据集元素的数据类型是否正确，；
（4）用户指定软件对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证：用户按元素的序号顺序，依次改变智能装置的虚端子信号，由软件接收并解析智能装置发送的GOOSE报文，通过检查报文中的元素是否依照模型文件中所列顺序依次进行变位，判断元素是否通过验证。
（5）对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证：若智能装置支持MMS取代服务，且参加验证的数据集元素具有取代值，那么针对该元素还可以通过MMS的服务设定取代值并使能取代，解析接收到的GOOSE报文，检查报文中该元素值是否与取代值相同，判断元素是否通过验证。
（6）在以上每个验证结束后，用户可以阅读与打印由计算机自动生成的验证报告文件。对于非元素值验证，包括各个数据项的验证结果；对于元素值验证，包括每个元素的验证结果。
对智能装置发送的GOOSE报文首先进行非元素值验证，当验证通过后，才进行元素值验证。
对智能装置发送的GOOSE报文进行非元素值验证时，自动将接收的报文进行解析，并将各个数据项的数据与模型数据进行一致性比较，自动完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证时，人工变位的虚端子的顺序与参加验证的数据集元素的序号的前后顺序一致。
对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证时，根据参加验证的元素在数据集中的顺序，对接收的报文进行解析，并将前后两条State Number不同的报文中的相同位置的元素数据进行比较，自动完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证时，数据集元素支持取代服务。
对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证时，对数据集元素执行取代操作，并将接收的报文进行解析，并将报文中的元素数据与取代数据进行一致性比较，自动完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
智能装置作为GOOSE报文接收端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证方法，包括下列步骤：
（1）用户指定软件打开SCD文件:软件解析文件，提取出智能装置作为GOOSE报文接收端时的相关配置信息，其中包括每个接收端Inputs元素与发送端数据集元素建立的映射关系，以及模型中全部GOOSE控制块及其关联的数据集的配置信息；
（2）用户指定参加验证的GOOSE报文接收端的Inputs元素；
（3）用户指定软件进行自动验证：软件根据每个参加验证的Inputs元素与数据集元素建立的映射关系，分析得到各个数据集元素对应的GOOSE报文发送端，由软件模拟发送端智能装置发送GOOSE报文。对于每个Inputs元素，都可以通过改变GOOSE报文中的数据集元素值，以及检查接收端的Inputs元素的值是否发生相应变化，从而判断该Inputs元素对应的GOOSE二次虚拟接线关系是否正确，对于站控层的Inputs元素，可利用GetDataValue服务获取元素值，对于过程层的Inputs元素，可利用扩展的GOOSE管理服务获取元素值。
（4）在验证结束后，用户可以阅读与打印由计算机自动生成验证报告文件，包括每个元素的验证结果。
对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，根据模型数据自动分析出Inputs元素映射的OutRef所对应的数据集元素及其所属数据集，以及关联了数据集的GOOSE控制块。
对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，基于模型数据中的GOOSE控制块信息，模拟发送格式和内容都正确的GOOSE报文。
对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，站控层的Inputs元素支持GetDataValue服务，过程层的Inputs元素支持扩展的GOOSE管理服务，以支持读取Inputs元素值。
对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，自动发送GOOSE报文，并读取Inputs元素值，进行验证判断，完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
本发明所达到的有益效果和优点：
采用本发明的方法，一方面可以快速地检查智能装置发送的GOOSE报文，快速定位报文中的报文头数据错误和元素数据类型错误，对于发送端数据集元素的GOOSE二次虚拟接线的正确性可在元素值验证中进行自动判决，避免了人工校验的弊端，提升了验证的自动化水平和准确性，尤其对于支持取代操作的数据集元素的验证实现了全自动化，极大地提高了验证效率；另一方面可以快速地对作为GOOSE报文接收端的智能装置的GOOSE二次虚拟接线的正确性进行全自动化验证，可以快速地进行错误定位，非常适合调试过程中因为不断修改配置或程序而需要反复进行测试的情况。
附图说明
图1是说明用本发明的方法对GOOSE报文进行非元素值验证的示意图；
图2是说明用本发明的方法对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证时验证单个元素的示意图；
图3是说明用本发明的方法对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证时验证单个元素的示意图；
图4是说明用本发明的方法对GOOSE报文接收端进行自动验证时验证单个元素的示意图。
具体实施方式
实施例
下面是本发明的一个优选实施例，包括了采用本发明的方法实现的对一变电站的一个测控装置CL2201作为GOOSE报文发送端和接收端时分别进行GOOSE二次虚拟接线的动态验证的过程。
一、智能装置作为GOOSE报文发送端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证
（1）用户指定软件打开SCD文件。在软件对文件解析完毕并获得了动态验证所需的模型数据之后，用户可以在操作界面中查看到该装置下的数据集及其元素的配置信息。
（2）用户选择数据集CL2201CTRL/LLN0$dsGoLock中序号为1,3,5的元素参加验证。参加验证的数据集元素如下表所示：
| 序号 | Reference |
| 1 | CL2201CTRL/CBCSWI1.Pos.stVal[ST] |
| 3 | CL2201CTRL/QG1CSWI1.Pos.stVal[ST] |
| 5 | CL2201CTRL/QG2CSWI1.Pos.stVal[ST] |
（3）用户指定软件对数据集进行非元素值验证，如图1所示。软件即对接收的Dataset Reference为CL2201CTRL/LLN0$dsGoLock的GOOSE报文进行解析，并将报文中的AppID，Control Block Reference,GOOSEID，Config Revision，数据集元素个数，参加验证的元素的数据类型等数据与模型数据中对应域的信息进行一致性比较，并将比较的结果记录到验证报告文件中，在验证完所有信息后向用户报告验证通过或未通过。
非元素值验证报告：
（4）上步验证通过，用户指定软件对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证，对单个元素验证的示意图如图2所示。软件记录下StateNumber为1的报文中第1个元素值为01，用户改变数据集第1个元素的信号，软件检查接收到的State Number为2的报文中第1个元素值是否不为01，若不是则验证通过，若仍然为01，则验证未通过。之后以此类推地对后面的元素进行验证。验证过程中的接收报文中的元素值如下表所示：
| 报文的State Number | 元素1 | 元素3 | 元素5 |
| 1 | 01 | 01 | 01 |
| 2 | 10 | 01 | 01 |
| 3 | 10 | 10 | 01 |
| 4 | 10 | 10 | 10 |
自动信号发生后的元素值验证报告：
（5）由于该装置支持MMS取代服务，且参加验证的数据集元素具有取代值，故用户可指定软件对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证。对单个元素验证的示意图如图3所示。软件检查State Number为1的报文中，第1个元素的值为01，根据此初值生成取代值10，并利用SetDataValue设定数据集中第1个元素对应的取代元素CTRL/CBCSWI1.Pos.subVal[SV]等于取代值10，再设定数据集中第1个元素对应的取代使能CTRL/CBCSWI1.Pos.subEna[SV]为真，之后检查接收到的State Number为2的报文中，第1个元素的值是否等于取代值10，若是则验证通过，否则为验证未通过。之后以此类推地对后面的元素进行验证。验证过程中的接收报文中的元素值如下表所示：
| 报文的State Number | 元素1 | 元素3 | 元素5 |
| 1 | 01 | 01 | 01 |
| 2 | 10 | 01 | 01 |
| 3 | 10 | 10 | 01 |
| 4 | 10 | 10 | 10 |
取代变位发生后的元素值验证报告：
（6）在以上每个验证执行结束后，用户都可查看软件自动生成的验证报告。
二、智能装置作为GOOSE报文接收端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证
（1）用户指定软件打开SCD文件。在软件对文件解析完毕并获得了动态验证所需的数据之后，用户可以在操作界面中查看到CL2201装置下的Inputs及其元素的信息。
（2）用户选择下表中所列Inputs元素参加验证，每个元素对应的OutRef也列于表中：
（3）用户指定软件进行自动验证，对单个元素验证的示意图如图4所示。软件根据模型数据判断出参加验证的Inputs元素都位于站控层，它们对应的OutRef所对应的数据集元素都属于数据集CGY220CTRL/LLN0$dsGoLock，该数据集被GOOSE控制块CGY220CTRL/LLN0$GO$gocbLock0使用。在模型中与参加验证的Inputs元素建立了映射关系的数据集元素如下表所示：
因此软件模拟智能装置CGY220发送与GOOSE控制块CGY220CTRL/LLN0$GO$gocbLock0对应的GOOSE报文。对于第1个Inputs元素，其应当对应报文中的第15个元素，因此在初始发送的报文中将第15个元素的值设定为01。在等待2秒之后，利用GetDataValue获取到Inputs元素的值，检查其是否为01，若不是则为验证未通过。若是01，那么再将发送的报文中的第15个元素的值改为10，之后等待2秒，再次获取Inputs元素的值，检查其是否为10，若是则验证通过，若不是则为验证未通过。之后以此类推地对后面的元素进行验证。验证过程中的发送报文中的元素值如下表所示：
自动验证的验证报告：
（4）在验证执行结束后，用户可查看软件自动生成的验证报告。
本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，但上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1. 一种智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，包括智能装置作为GOOSE报文发送端、接收端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证方法，
其中，
智能装置作为GOOSE报文发送端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证方法，包括如下步骤：
打开SCD文件或CID文件，载入模型数据；
指定参加验证的GOOSE报文发送端的数据集元素；
对GOOSE报文进行非元素值验证，对智能装置发送的GOOSE报文的报文格式、报文头数据项以及元素数据类型等数据与模型数据进行一致性比较，得出验证是否通过的结论，并将验证过程数据和验证结果记录至验证报告文件；
对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证，分析变位发生后智能装置发送的GOOSE报文内的元素值，得出元素是否通过验证的结论，并将验证过程数据和验证结果记录至验证报告文件；
对于支持取代操作的元素，还包含对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证，对元素进行取代操作，并分析取代生效后智能装置发送的GOOSE报文内的元素值，得出元素是否通过验证的结论，并将验证过程数据和验证结果记录至验证报告文件；
智能装置作为GOOSE报文接收端时的GOOSE二次虚拟接线的动态验证方法，包括如下步骤：
打开SCD文件，载入模型数据；
指定参加验证的GOOSE报文接收端的Inputs元素；
根据Inputs元素与数据集元素之间的映射关系，模拟相应的GOOSE报文发送端发出GOOSE报文，并通过改变GOOSE报文中的元素值，及检查Inputs元素值，将其与发送数据进行一致性比较，得出元素是否通过验证的结论，并将验证过程数据和验证结果记录至验证报告文件。
2.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对智能装置发送的GOOSE报文首先进行非元素值验证，当验证通过后，才进行元素值验证。
3.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对智能装置发送的GOOSE报文进行非元素值验证时，自动将接收的报文进行解析，并将各个数据项的数据与模型数据进行一致性比较，自动完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
4.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证时，人工变位的虚端子的顺序与参加验证的数据集元素的序号的前后顺序一致。
5.如权利要求1或4所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对GOOSE报文发送端进行自动信号发生后的元素值验证时，根据参加验证的元素在数据集中的顺序，对接收的报文进行解析，并将前后两条State Number不同的报文中的相同位置的元素数据进行比较，自动完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
6.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证时，数据集元素支持取代服务。
7.如权利要求1或6所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文发送端时，对GOOSE报文发送端进行取代变位发生后的元素值验证时，对数据集元素执行取代操作，并将接收的报文进行解析，并将报文中的元素数据与取代数据进行一致性比较，完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
8.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文接收端时，对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，根据模型数据自动分析出Inputs元素映射的OutRef所对应的数据集元素及其所属数据集，以及关联了数据集的GOOSE控制块。
9.如权利要求1或8所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文接收端时，对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，基于模型数据中的GOOSE控制块信息，模拟发送格式和内容都正确的GOOSE报文。
10.如权利要求1所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文接收端时，对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，站控层的Inputs元素支持GetDataValue服务，过程层的Inputs元素支持扩展的GOOSE管理服务，以支持读取Inputs元素值。
11.如权利要求1、8或10所述智能装置的GOOSE二次虚拟接线动态验证方法，其特征在于，智能装置作为GOOSE报文接收端时，对GOOSE报文接收端的Inputs元素进行验证时，自动发送GOOSE报文，并读取Inputs元素值，进行验证判断，完成验证流程，自动记录验证过程和结果数据，无需人工干预。
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