CN102970175A - 一种配电网的规约测试分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力系统技术领域，提供了一种配电网的规约测试分析方法及系统，该方法包括：获知待测设备所采用的规约；按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试；分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。本发明通过按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对待测设备所采用的规约进行测试，分析具体项目并记录测试结果，给出测试结论，从而对设备的规约进行有效的测试，便于设备之间相互兼容，利于调试管理。

Description

一种配电网的规约测试分析方法及系统

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种配电网的规约测试分析方法及系统。

背景技术

随着数字化时代的到来，电力系统自动化进入到一个崭新的时代，从以继电器为主的保护、测控设备过渡到以计算机为主的数字化的保护、测控等自动化设备，设备之间开始了信息的交换，也就产生了对通信规约的需求，在形成国际标准之前，各个设备制造厂家使用自定义的规约进行通信，这给不同厂家的设备互相通信、操作带来了极大的不便，根据这一需求，开始出现了通信规约方面的国际标准，如IEC60870。随着对国际标准的使用，又产生了一个新的问题，就是对国际标准使用、解释上的不一致，最终导致不同厂家、不同国家的设备之间兼容性较差，不利于调试管理，没有达到预期目的。

综上所述，由于对规约的国际标准使用、解释上的不一致，导致设备之间的兼容性差，不利于调试管理。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种配电网的规约测试分析方法，旨在解决现有技术中由于对规约的国际标准使用、解释上的不一致，导致设备之间的兼容性差，不利于调试管理的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种配电网的规约测试分析方法，包括：

获知待测设备所采用的规约；

按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试；

分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

本发明实施例还提供了一种配电网的规约测试分析系统，包括：

获知单元，用于获知待测设备所采用的规约；

测试单元，用于按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试；

分析单元，用于分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对待测设备所采用的规约进行测试，分析具体项目并记录测试结果，给出测试结论，从而对设备的规约进行有效的测试，便于设备之间相互兼容，利于调试管理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的配电网的规约测试分析方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的IEC104模拟主站的自动测试流程的示例图；

图3是本发明实施例提供的配电网的规约测试分析系统的模块框图；

图4本发明实施例提供的配电网的规约测试分析系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的配电网的规约测试分析系统的一个运行过程示例图；

图6是本发明一个应用场景例的测试架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

通过按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对待测设备所采用的规约进行测试，分析具体项目并记录测试结果，给出测试结论，从而对设备的规约进行有效的测试，便于设备之间相互兼容，利于调试管理。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种配电网的规约测试分析方法，包括：

步骤S101，获知待测设备所采用的规约。

在本步骤中，可以通过查看设备的产品说明书、询问设备的生产厂家或从设备的存储模块中直接读取等方式来获知待测设备所采用的规约。

在本步骤中，待测设备可以是配电网的主站、子站或终端。

步骤S102，按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试。

在本发明实施例中，步骤S102之前还包括以下步骤：

构建规约组件及其配置文件；

所述规约组件包括测试的具体项目，所述具体项目包括过程测试项和数据测试项；所述配置文件包括规约的参数信息和通讯方式。

在本发明实施例中，通过构建规约组件及其配置文件，可将不同规约封装成不同的组件，具备良好的扩展性，可适应规约的变更或增加。

在本发明实施例中，可根据具体的规约设置需要进行测试分析的具体项目。在对过程测试项和数据测试项进行配置时，可设置具体的必选测试项和可选测试项，过程项配置时，同一过程的所有子节点必须同时选择或同时不被选择，需要保证完整的过程；数据测试项配置时，同一数据项的子项可以设置为必选，从而不影响该数据项的其它子项。

在本发明的一个实施例中，可以每种规约的通讯方式和结构特征为依据，将规约测试分为过程测试项和数据测试项，过程测试项为规约主要功能的测试，数据测试项主要是对规约数据帧结构的测试。如IEC104规约的测试中，过程测试项按照协议的功能分为初始化过程、总召唤过程、组召唤过程、对时过程、遥控过程等；数据测试项按照协议的规定分为应用规约控制信息(ACPI)和应用服务数据单元(ASDU)两大部分，应用服务数据单元以不同的类型标识分为总召唤帧、时间同步帧、单(双)点命令帧、单(双)点遥信信息、归一化遥测、标度化遥测等等。测试项按照重要性分为必测项和选测项，必测项不允许取消，而选测项根据实际情况选择是否测试。

在本发明的一个实施例中，所述过程测试项可以包括规约中的所有过程，还可以将过程进行细化；所述数据测试项包括通信过程中的数据信息，如104规约中传输帧格式、传输链路规则、应用数据的一般结构等信息；所述参数信息包括超时如规约运行的超时和信息体地址如“三遥”的信息体地址，由于采用了文本的配置方式，具备了无具体规约相关的特征，可适用于多种规约的配置。

在本发明实施例中，所述通讯方式包括串口、网络以及GPRS等方式，其工作模式描述如下：

(1)、串口通讯：

根据规约要求，可建立相应的通道，串口通讯需要提供端口号、波特率、校验、数据位、停止位以及流控制等。模拟子站和主站时相同。

(2)、网络通讯：

网络通讯可选择TCP和UDP两种模式进行通讯，每种模式又可分为服务端(如IEC104模拟子站)或者客户端(如IEC104模拟主站)，客户端模式需设定IP地址以及端口，而服务端模式仅需设点网络端口。

在本发明实施例提供的配电网的规约测试分析方法，可模拟主站对子站进行测试、分析，也可以模拟子站对主站进行测试、分析，详细描述如下：

(1)、模拟主站：

当下述的系统以主站规约运行时，即为模拟主站。模拟主站在测试态(即自动测试、单步测试或手动测试的状态下)运行时，用来测试子站规约是否满足相应的规约检测细则；在运行态(即运行态测试的状态下)运行时，可用来查看子站数据、事件或控制子站。

当模拟主站时，下述的系统需要建立通讯方式，配置详细的参数信息，如超时、信息体地址等。通讯方式串口主要提供端口号、波特率、校验、数据位、停止位以及流控制；而网络通讯需要提供子站IP地址及端口号。

(2)、模拟子站：

当下述的系统以子站规约运行时，即为模拟子站。模拟子站在测试态(即自动测试或手动测试的状态下)运行时，用来测试主站规约是否满足相应的规约检测细则；在运行态(即运行态测试的状态下)运行时，根据子站规约的传输模式主动或被动向主站上送数据、事件以及执行相应的控制操作。

当模拟子站时，下述的系统需要建立通讯方式，配置详细的参数信息，如超时、信息体地址等。通讯方式串口主要提供端口号、波特率、校验、数据位、停止位以及流控制；而网络通讯需要提供本地端口号。

应用中，规约检测细则可根据不同的规约进行设置。以IEC104为例，测试可分为传输层检测和应用层检测，传输层检测具体如下表1、应用层检测如表2、表3、表4和表5：

(一)、传输层检测：

传输层检测表1，

(2)、应用层检测：

应用帧检测表2，

应用过程检测表3，

应用功能检验表4，

数据正确性检验表5，

项目	检测细则
		遥信值正确性	子站能够正确上送装置所有的遥信值
遥测值正确性	子站能够正确上送装置采集的遥测值
		累计量值正确性	子站能够正确上送装置采集的累计量值
变位SOE正确性	子站能够正确上送装置的变位SOE事件
		校时命令执行正确性	子站能够正确接受主站的校时命令，并正确修改子站时间
遥控命令执行正确性	子站能够正确执行主站下发的遥控选择、执行/取消命令

在本发明实施例中，所述进行测试中所采用的测试方法为自动测试、单步测试及手动测试中的一种或多种。在本发明的实施例中还提供了一种运行态测试方法。提供了四种灵活的测试手段，对几种测试方法详细描述如下：

(1)、自动测试：

在启动测试前，测试员可按实际情况对规约参数和测试项目进行调整，启动测试后，软件以过程测试项为测试流程进行自动测试，过程测试中同时进行数据测试项目的测试，测试过程严格遵守相关的协议规范。测试结束后，系统自动给出测试的结果。整个测试过程中，外部无法对测试结果进行干预。

以IEC104模拟主站为例，其自动测试流程图如图2所示，启动自动测试后，进入以下步骤：

S201，判断控制站与被控站是否建立TCP连接；

S202，下发U格式启动命令；

S203，判断t1时间是否接收到启动确认报文命令，若是则进入步骤S204，否则返回步骤S201；

S204，判断是否测试总召唤，若是，则进入步骤S205，否则进入步骤S215；

S205，下发总召唤帧，完成步骤S205后可同时进入步骤S206和步骤S207；

S206，超时检测；

S207，接收总召唤确认帧、遥信遥测帧、总召唤结束帧，完成步骤S207后可同时进入步骤S208、步骤S209和步骤S210；

S208，数据帧检测；

S209，总召唤过程检测；

S210，判断测试是否正确，是则进入步骤S211，否则进入步骤S215；

S211，下发对时帧，完成步骤S211后可同时进入步骤S212和S213；

S212，超时检测；

S213，接收对时确认帧，完成步骤S213后可同时进入步骤S214和S215；

S214，对时过程检测；

S215，判断是否测试组召唤；

S216，下发第1-n组召唤帧，完成步骤S216后可同时进入步骤S217和S218；

S217，超时检测；

S218，接收组召唤确认帧、遥信遥测帧、总召唤结束帧，完成步骤S218后可同时进入步骤S219、S220和S221；

S219，数据帧检测；

S220，组召唤过程检测；

S221，判断是否完成n组召唤，是则进入步骤S222，否则返回步骤S216；

S222，遥控测试；

S223，下发遥控选择帧，完成步骤S223后可同时进入步骤S224和S225；

S224，超时检测；

S225，判断是否接收到遥控选择返校帧，若是则进入步骤S226；

S226，下发遥控执行帧，完成步骤S226后可同时进入步骤S227和S228；

S227，超时检测；

S228，判断是否接收到遥控执行返校帧、遥控结束帧，是则结束，否则返回步骤S222。

(2)、单步测试：

单步测试与自动测试基本一致，不同的是由用户手动控制测试流程的推进。单步状态下，需要用户手动操作每一个测试过程，而在单个测试过程中，不需要用户干预。当此过程测试结束后，系统会给出当前步骤执行结束，并提示用户执行下一步；如果所有过程测试项已经执行完毕，系统自动给出测试结果。此种工作状态只有模拟主站时具备。

(3)、手动测试：

手动测试主要是根据实际需要，由测试员手动选择报文进行发送，并可手动输入数据报文，具有较强的灵活性，也完善了自动测试中某些无法涉及到的细节。

(4)、运行态测试：

运行态测试主要进行通讯的稳定性测试，主站还可通过一段时间内接收到数据的变化分析子站数据的变化规律。运行态测试可以进行遥控，手动发送报文等。在此状态下，系统不对测试项进行分析，但可以对报文本身进行分析。

步骤S103，分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

在本发明实施例中，所述测试结果包括测试通过的具体项目、测试未通过的具体项目及对测试未通过的具体项目的分析信息，其中对测试未通过的具体项目的分析信息可包括原因描述以及具体的报文信息。在具体应用中，还可将测试结果分为不同的格式保存到本地目录中，以方便用户后期查看。

在本发明实施例中，所有需要分析的测试点，如果任意一项没有通过，则认为整个测试结果未通过。

在本发明实施例中，测试结束后，还可将测试结论生成可打印的结果表单，从而方便用户查看。

在本发明实施例中，可在自动以及单步测试过程中，将已经测试结束的过程测试项或数据测试项逐一反馈结果到一个预先设置好的界面上，通过界面记录并显示结果，给用户提供了方便查看的另一种途径。

在本发明实施例中，步骤S103中，所述的分析具体项目并记录测试结果包括以下步骤：

对每一个过程测试项或数据测试项进行分析验证，并针对具体的结果分为“通过”、“未通过”及“已测试”(例如没有反馈或者响应的情况下可列为已测试)；

针对“未通过”的测试项，系统会给出具体原因及报文信息，甚至可指出问题出现在报文中的某个字节。

对每个具体的过程测试项记录下最近或全部的报文收发信息。

在本发明实施例中，可将规约的实现部分进行抽离，单独使用规约组件技术实现，通过具体的本地配置，选择加载具体的规约组件，从而实现灵活性，并可在不变更具体结构基础上，以最小的代价实现多种规约的测试分析。

请参阅图3，本发明实施例还提供了一种配电网的规约测试分析系统，包括：

获知单元301，用于获知待测设备所采用的规约。

测试单元302，用于按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试。

在本发明实施例中，测试单元302所采用的测试方法为自动测试、单步测试及手动测试中的一种。

分析单元303，用于分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

在本发明实施例中，所述测试结果包括测试通过的具体项目、测试未通过的具体项目及对测试未通过的具体项目的分析信息。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括：

构建单元，用于构建规约组件及其配置文件；所述规约组件包括测试的具体项目，所述具体项目包括过程测试项和数据测试项；所述配置文件包括规约的参数信息和通讯方式。

在本发明的实施例中，所述过程测试项包括规约中的所有过程，并将过程进行细化；所述数据测试项包括通信过程中的数据信息；所述参数信息包括超时和信息体地址。

当然，上述方法中所包括的系统未提及的具体方案的描述均可相应的应用到该系统中，在此不再赘述；系统中所包括的方法未提及的具体方案的描述均可相应的应用到方法中。

在本发明的一个实施例中，所述系统还可以包括：

界面单元，用于提供人机交互界面。

如图4所示，在具体应用中，可通过主界面程序来实现系统的人机交互界面，可以利用这个界面进行规约参数配置、通讯方式配置以及测试项的配置等。还能在界面中选择相应的测试通道，每个通道对应一种规约(主站、子站规约)，选择后可选择自动、单步、手动或者运行态，其中单步测试只在模拟主站规约时出现；运行过程可显示报文，可对报文进行分析，查看错误报文或查看某个过程的报文；在运行过程中，可记录显示测试的结果；测试中或测试结束后都可查看测试结果，并可针对测试结果进行保存、打印等。

注册单元，用于设置权限。通过设置权限，只有经过授权的机器才能运行系统的相关程序，从而实现系统中程序应用的可控性，方便管理。

在应用中，可通过注册程序来实现程序的注册授权功能。

通信通道组件单元，用于通过通信通道组件实现基本的网络以及串口通讯方式，对外提供统一的接口。

通过通信通道组件，可基本解决通讯问题，并且可扩展通道的应用，提供了良好的扩展性，实现了通道报文、事件以及状态变化信息的监控。

规约报文分析组件单元，用于针对常用规约(如101、104)的格式给出了详细的分析信息，并以浅显易懂的中文形式给出。

规约实现组件单元，用于通过规约组件模拟规约。

本发明实施例中，提供了一些常用规约组件，如：

101主站规约组件，用于模拟101主站规约

101子站规约组件，用于模拟101子站规约。

104主站规约组件，用于模拟104主站规约。

104子站规约组件，用于模拟104子站规约。

在应用中，当需要向系统中添加一个新的测试规约时，只要添加一个规约实现组件及相应的配置文件即可。

请参阅图5，本发明实施例的系统的一个运行过程如下：

(1)、启动注册单元，获取注册码，将注册码保存或者复制下来。

(2)、启动界面单元，在人机交互界面中弹出注册界面，输入注册码，点击注册然后会进入系统。系统会加载规约配置信息。在人机交互界面中可针对某一规约进行配置其参数、信息体地址以及通道的配置等。配置完通道后，可以对需要测试的项目进行配置。

(3)、选择已配置，选择测试模式(自动、单步、手动或运行态)进行运行，运行时要保证物理连接的通畅，运行时，会首先初始化通道，然后调用通信通道组件打开通道，通信通道组件会选择会根据参数信息选择串口、网络或者GPRS的通讯方式，打开通道后(网络时子站进行监听而主站会等待子站的连接)，系统会创建相应的规约组件，并对其进行初始化。

(4)、运行过程中，规约组件通过回调将报文，测试结果逐一的反馈到通道中，通道再将信息反馈给人机交互界面。

(5)、测试结束后(手动、运行态没有此步骤)，会自动弹出测试结果，用户可以选择打印或者保存到文件。

(6)、手动测试和运行态测试时，可随时组织并发送报文来获取所需信息。

在应用中，可修改系统中的规约信息、通讯方式以及设备数据参数等。

在本发明实施例中，可采用XPCOM组织系统的各个单元；可采用ACE技术来解决不同操作系统间的通信问题；可采用XML格式来创建和生成配置文件；可采用QT作为系统开发环境和语言，实现系统跨平台运行；可由配置文件生成界面，从而极大地提高了系统的灵活性和扩展性。

在具体应用场景例中，采用本发明的规约测试分析系统对待测设备进行测试时，其测试架构图如图6所示。

本发明的规约测试分析系统具有以下功能：

可使不同厂家的产品可以进行无缝连接，提高系统的可靠性。

减少人为原因产生的规约缺陷。

可实现全面诊断和检测。

通过模块化的结构设计，可扩展性强。

并支持多种通讯方式，支持以太网(TCP/UDP)、串口(232/485)、GPRS多种通讯方式设备的接入测试；配置文件采用流行的XML格式生成，方便修改。

可支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104等常用规约，并可根据实际需要进行扩展，每种规约支持模拟主站、模拟子站两种模式的测试。

在模拟主站时，提供了自动、单步、手动、运行态等多种测试模式，既操作灵活，又满足了不同实际情况的需要；既可快速完成基本功能的测试，又可检测长时间通讯的稳定性，还可模拟遥控、遥调操作，可关联对应的遥信、遥测点，根据关联点的状态或值进行操作。

在模拟子站时，可智能化子站模拟功能，仿真各种规约的智能化设备，如：远动装置、保护测控装置等，帮助用户测试主站性能，检查主站遥测、遥信数据的解析，还具备模拟遥信变位功能，可实现单点变位、雪崩测试、周期顺序变位及归零等操作，并形成遥信变位及SOE等事件信息。具有模拟遥测值变化功能，可以单点或多点进行随机设值。遥测、遥信信息体地址可配，方便与主站点号的匹配，还可进行分段配置；可模拟遥控、遥调、对时等命令的返校信息，并可与遥信、遥测点进行关联而发生相应的动作。

具备报文解析功能，报文逐帧逐字节至位以纯中文方式按照规约文本的含义进行透彻解析；报文解析结果单帧树状显示，清晰简洁；错误报文分类显示，缺码容错解析；在线解析实时报文数据，离线分析历史数据及由其它系统所获取的报文数据；可以根据原始报文数据还原出相应的真实状态，如：遥信、遥信变位及SOE事件信息、遥测值、遥测变化、对时、遥控、遥调等，并可选择对还原的数据进行存储。

其它特色功能，如误码统计功能，分别统计上下行误码率，并统计该通道的中断次数；根据测试过程快速查找相关的原始报文数据，并进行详细解释；事件的分类显示，方便查找；报文数据可选择自动保存为文本文件格式，方便分析或交流讨论；具有多种报文数据的查找能力，如：关键字符、字符串、帧报文类型和时标等，根据设置的查找条件进行搜索，并用醒目的颜色显示所找到的内容，非常方便阅读；报文复制功能，方便您在分析过程中随时提取有用的帧数据；报文文本录入及解析功能，可人工录入报文数据或输入通过其它系统获取的符合格式要求的报文数据。

可对入网设备及主站系统采用面向既定通信标准的数据帧和应用功能的测试及分析。可实现智能化测试分析，即由用户制定测试计划、提供错误及错误原因分析结果。可自动生成测试报表。一键完成测试并生成测试报告。可提供灵活的测试报告样式、提供报告生成规则，但不限制具体的报告样式，可自行定制报告样式，满足特殊需要。可提供详细的报告输出内容，如测试人员，测试地点，测试时间，测试项，测试结果等。可对测试进行统计，提供对测试结果的统计，包括测试通过的数量，测试失败的数量，未测出结果的数量等，可模拟错误功能，分析终端或主站对错误反应的合理性。

本发明的配电网的规约测试分析方法及系统，通过按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对待测设备所采用的规约进行测试，分析具体项目并记录测试结果，给出测试结论，从而对设备的规约进行有效的测试，强化了自动化子站和主站的通讯上的一致性，便于设备之间相互兼容，可减少共同工作中的调试时间，避免因理解不同而造成的规约实现上的缺陷问题，从而减少人力、物力的投入，且有利于自动化系统的管理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电网的规约测试分析方法，其特征在于，包括：

获知待测设备所采用的规约；

按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试；

分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试之前还包括：

构建规约组件及其配置文件；

所述规约组件包括测试的具体项目，所述具体项目包括过程测试项和数据测试项；所述配置文件包括规约的参数信息和通讯方式。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过程测试项包括规约中的所有过程；所述数据测试项包括通信过程中的数据信息；所述参数信息包括超时和信息体地址。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行测试中所采用的测试方法为自动测试、单步测试及手动测试中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试结果包括测试通过的具体项目、测试未通过的具体项目及对测试未通过的具体项目的分析信息。

6.一种配电网的规约测试分析系统，其特征在于，包括：

获知单元，用于获知待测设备所采用的规约；

测试单元，用于按照预先构建的规约组件及其配置文件中所列的具体项目对所述规约进行测试；

分析单元，用于分析具体项目并记录测试结果，以给出测试结论。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

构建单元，用于构建规约组件及其配置文件；所述规约组件包括测试的具体项目，所述具体项目包括过程测试项和数据测试项；所述配置文件包括规约的参数信息和通讯方式。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述过程测试项包括规约中的所有过程；所述数据测试项包括通信过程中的数据信息；所述参数信息包括超时和信息体地址。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测试单元所采用的测试方法为自动测试、单步测试及手动测试中的一种或多种。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测试结果包括测试通过的具体项目、测试未通过的具体项目及对测试未通过的具体项目的分析信息。

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