CN103792448B - 一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法，属于智能变电站测试验证技术领域，所述系统包括检验解析模块、参数管理模块、61850客户端模块、测例管理模块、测试控制模块、报告输出模块和配置库模块。自动根据定值信息生成测试用例；针对数字化保护装置类型，建设测试案例库；自动将数字化保护装置的定值下装到装置；自动完成控制继电保护测试仪给数字化保护装置加量和控制报文；自动输出测试报告。对于二次继电保护厂家出厂快速完成检验、电力公司验收保护装置、智能变电站现场装置测试等应用场景能大大降低工作人员的重复性、繁琐的工作，提高工作效率。

Description

一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法，属于智能变电站测试验证技术领域。

背景技术

2011年至2015年我国智能电网进入全面建设阶段，基建变电站按智能变电站标准建设。随着智能变电站在全国范围内的推广，如何更加高效，准确的实现对数字化保护装置保护逻辑的测试，越来越受到重视。二次继电保护厂家出厂检验、电力公司验收保护装置、智能变电站现场装置测试等应用场景都需要对数字化保护逻辑进行测试。

传统的用数字化继电保护测试仪对数字化保护装置进行测试虽然可完成对数字化保护装置保护逻辑的测试，但并不能实现对数字化保护装置的自动化测试，它需要人工编写测试用例，人工对任何一台保护装置（即使是同类型的不同装置）下定值，人工操作数字化保护测试仪，人工比较测试结果，存在测试效率较低，工作繁复且不能将测试用例有效的继承利用的缺陷。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法，通过对数字化继电保护测试仪的控制和对数字化保护装置的下装定值、自动保护逻辑测试，达到对数字化保护装置全套保护逻辑自动化验证目标，减少人工繁杂工作，提高了数字化装置保护逻辑验证工作的效率。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种数字化保护装置自动测试控制系统，包括如下模块：

检验解析模块：接收并解析校验智能变电站配置文件（即SCD文件，Substation Configuration Description），获取数字化保护装置内部的保护逻辑定值、装置默认通讯参数信息、装置与装置间的虚端子关联信息，并将上述信息保存到配置库模块中。上述智能变电站配置文件中主要校验信息有a). SCD是否符合XML语法规则；b). SCD是否符合XML-Schema；c). SCD协议校验。

参数管理模块：管理数字化保护装置配置通讯参数，从配置库模块读取通信参数，供用户查看或修改，若修改后再保存到配置库。

61850客户端模块：直接与数字化保护装置通信，按照IEC61850标准，从配置库模块中读取数字化保护装置装置的定值信息，采用MMS报文对数字化保护装置进行定值召唤，定值修改。

测例管理模块：管理保护逻辑测试集、保护逻辑测试组、保护逻辑测试项相关信息。

其中保护逻辑测试集中包含1至N个保护逻辑测试组，保护逻辑测试组中又包含1至N个保护逻辑测试项，它们和装置类型密切相关，针对每种类型的装置分别有一组保护逻辑测试集，如线路保护、母线保护分别有独有的保护逻辑测试集；每个保护逻辑测试组对应一个保护逻辑；保护逻辑测试项可以设置定值，设置控制量，验证量（预期结果）和交流量等相关信息。

测试控制模块：输出端分别与数字化继电保护测试仪和报告输出模块相连，根据配置加载配置库模块中的保护逻辑测试集，用户选择好测试集后它就可以启动测试：启动61850客户端模块，将定值信息下装到数字化保护装置，然后将加量参数（包括交流量输出状态序列、控制量输出状态序列）下装至数字化继电保护测试仪，启动数字化继电保护测试仪，并接收数字化继电保护测试仪上送的保护动作出口信息，将它与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过，测试控制模块依次加载不同的保护逻辑测试用例。

报告输出模块：输出详细测试结果，提供报表功能和打印功能。

配置库模块：采用Sqlite3数据库，存储数字化保护装置的逻辑定值信息、通讯参数信息、测试集、测例组、测试项、测试结果等信息。

一种数字化保护装置自动测试控制方法，包括如下步骤：

步骤1、首先将待测数字化保护装置的SCD文件导入到数字化保护装置自动测试控制系统的校验解析模块中，校验解析模块读取数字化保护装置的定值信息，并将上述定值信息保存到配置库模块；

步骤2、参数管理模块对待测数字化保护装置的配置参数进行定义，如配置装置名称，IP地址，信号名称、定值等；

步骤3、将数字化保护装置的CID文件下装到保护装置并重启保护装置；

步骤4、通过参数管理模块输入保护装置的定值信息，测例管理模块自动生成部分测例，用户根据需要修改测例，包括预设定值，加量信息和期望出口信息测试等，或对于已经测过的保护类型，用户可以直接选择测试集中已经有的测例；

步骤5、通过测试控制模块选定一个进行验证的保护逻辑，开始进行测试，测试控制模块启动61850客户端模块，将预设的定值信息通过MMS报文发送至数字保护装置，然后将加量参数（包括交流量输出状态序列、控制量输出状态序列）下装至数字化继电保护测试仪，接着测试控制模块发送测试启动命令至数字化继电保护测试仪，测试仪按照预设的加量设置参数输出交流量和控制量、保护动作、保护动作出口报文（GOOSE报文）通过自己接口发送至数字化保护装置，数字化保护装置根据内部的保护逻辑进行相应的动作然后发出相应的动作报文信息；

步骤6、自动测试控制系统收到数字化继电保护测试仪发出的解析保护装置的动作出口报文、标记动作时间等信息，测试控制模块将保护动作出口信息与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过：与期望信息一致则通过，反之则不通过；测试控制模块依次加载不同的保护逻辑测试用例，并按顺序重复上述测试过程，实现对一台数字化保护装置不同保护逻辑的全自动测试；

步骤7、上述测试完成后，通过报告输出模块输出测试报告。

当再次测试同类型装置时，无需再次输入定值，可以使用原来测试集，直接完成数字化保护装置的测试。

上述数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法自动根据定值信息生成测试用例；针对数字化保护装置类型，建设测试案例库；自动将数字化保护装置的定值下装到装置；自动完成控制继电保护测试仪给数字化保护装置加量和控制报文；自动输出测试报告。对于二次继电保护厂家出厂快速完成检验、电力公司验收保护装置、智能变电站现场装置测试等应用场景能大大降低工作人员的重复性、繁琐的工作，提高工作效率，同时也能有效地将测试工作沉淀继承，有利于整个继电保护测试工作方向的发展。

附图说明

图1为本实施例的数字化保护装置自动测试系统各部件连接示意图；

图2 为本实施例的数字化保护装置自动测试控制系统框图；

图3为本实施例的数字化保护装置自动测试控制方法流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明数字化保护装置自动测试控制系统及其控制方法进行详细描述。

本实施例的PC机采用联想的启天M7300，建立该PC机与广东昂立电气自动化有限公司ONLLY-F系列光数字继电保护测试和长园深瑞自动化有限公司的数字化线路保护装置PRS753D的组网联系，如图1所示。

如图2所示，一种数字化保护装置自动测试控制系统，包括如下模块：

检验解析模块11：接收并解析校验智能变电站配置文件（即SCD文件，Substation Configuration Description），获取数字化保护装置内部的保护逻辑定值、装置默认通讯参数信息、装置与装置间的虚端子关联信息，并将上述信息保存到配置库模块14中。上述智能变电站配置文件中主要校验信息有a). SCD是否符合XML语法规则；b). SCD是否符合XML-Schema；c). SCD协议校验。

参数管理模块12：管理数字化保护装置3配置通讯参数（即用于自动化测试系统、数字化继电保护测试仪通信的参数）。从配置库模块14读取通信参数，供用户查看或修改，若修改后再保存到配置库。

61850客户端模块13：直接与数字化保护装置3通信，按照IEC61850标准，从配置库模块14中读取数字化保护装置装置3的定值信息，采用MMS报文对数字化保护装置3进行定值召唤，定值修改。

测例管理模块15：管理保护逻辑测试集、保护逻辑测试组、保护逻辑测试项相关信息。

其中保护逻辑测试集中包含1至N个保护逻辑测试组，保护逻辑测试组中又包含1至N个保护逻辑测试项，它们和装置类型密切相关，针对每种类型的装置分别有一组保护逻辑测试集，如线路保护、母线保护分别有独有的保护逻辑测试集；每个保护逻辑测试组对应一个保护逻辑；保护逻辑测试项可以设置定值，设置控制量，验证量（预期结果）和交流量等相关信息。测例模板如表1 所示。它提供界面给用户添加、删除、修改测例模板，然后将测例信息保存到配置库模块14中。

表1：测例模板

测试控制模块16：输出端分别与数字化继电保护测试仪2和报告输出模块17相连，根据配置加载配置库模块14中的保护逻辑测试集，用户选择好测试集后它就可以启动测试：启动61850客户端模块13，将定值信息下装到数字化保护装置3，然后将加量参数（包括交流量输出状态序列、控制量输出状态序列）下装至数字化继电保护测试仪2，启动数字化继电保护测试仪2，并接收数字化继电保护测试仪2上送的保护动作出口信息上，将它与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过，测试控制模块16依次加载不同的保护逻辑测试用例。

报告输出模块17：输出详细测试结果，提供报表功能和打印功能。

配置库模块14：采用Sqlite3数据库，存储数字化保护装置的逻辑定值信息、通讯参数信息、测试集、测例组、测试项、测试结果等信息。

一种数字化保护装置自动测试控制方法，如图3所示，包括如下步骤：

步骤101、首先将待测数字化保护装置3的SCD文件导入到数字化保护装置自动测试控制系统的校验解析模块11中，校验解析模块11读取数字化保护装置3的定值信息，并将上述定值信息保存到配置库模块14，该定值信息是装置出厂默认值，需要根据实际应用调整该定值。

步骤201、使用参数管理模块12对数字化线路保护装置3参数进行配置：配置装置名称、IP地址、信号名称等通讯参数信息。

步骤301、使用参数管理模块12根据实际工程需要输入保护装置的定值信息，测例管理模块自动生成部分测例，用户根据需要修改测例，包括预设定值，加量信息和期望出口信息测试等，或对于已经测过的保护类型，用户可以直接选择测试集中已经有的对应保护类型测例。测例模板如表1所示。

将数字化保护装置的CID文件下装到保护装置并重启保护装置，所述CID文件可以通过长园深瑞自动化有限公司的SCD配置工具生成。

步骤401、.通过测试控制模块16选定一个进行验证的保护逻辑，开始进行测试，测试控制模块16启动61850客户端模块13，将预设的定值信息通过MMS报文发送至数字保护装置3，数字保护装置3接收后将定值取出后，设定成自己的保护定值。

步骤501、 测试控制模块16将加量参数（包括交流量输出状态序列、控制量输出状态序列）下装至数字化继电保护测试仪2，接着测试控制模块16发送测试启动命令至数字化继电保护测试仪2，测试仪2按照预设的加量设置参数输出交流量和控制量、保护动作、保护动作出口报文（GOOSE报文）通过自己接口发送至数字化保护装置3，数字化保护装置3根据内部的保护逻辑进行相应的动作然后发出相应的动作报文信息。

步骤601、.数字化继电保护测试仪2解析保护装置3的动作出口报文、标记动作时间，并将解析出来的信息上送至自动测试控制系统1，测试控制模块16将保护动作出口信息与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过：与期望信息一致则通过，反之则不通过；测试控制模块16依次加载不同的保护逻辑测试用例，并按顺序重复上述测试过程，实现对一台数字化保护装置3不同保护逻辑的全自动测试。

步骤701、上述测试完成后，通过报告输出模块17输出测试报告。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (2)

1.一种数字化保护装置自动测试控制系统，其特征在于包括如下模块：

检验解析模块：接收并解析校验智能变电站配置文件，获取数字化保护装置内部的保护逻辑定值、装置默认通讯参数信息、装置与装置间的虚端子关联信息，并将上述信息保存到配置库模块中；

参数管理模块：管理数字化保护装置的通讯参数，从配置库模块读取通信参数，供用户查看或修改，修改后保存到配置库模块；

61850客户端模块：直接与数字化保护装置通信，按照IEC61850标准，从配置库模块中读取数字化保护装置的定值信息，采用MMS报文对数字化保护装置进行定值召唤，定值修改；

测例管理模块：管理保护逻辑测试集、保护逻辑测试组、保护逻辑测试项相关信息；

测试控制模块：输出端分别与数字化继电保护测试仪和报告输出模块相连，根据配置加载配置库模块中的保护逻辑测试集，启动测试：启动61850客户端模块，将定值信息下装到数字化保护装置，然后将加量参数下装至数字化继电保护测试仪，启动数字化继电保护测试仪，并接收数字化继电保护测试仪上送的保护动作出口信息，将它与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过，测试控制模块依次加载不同的保护逻辑测试用例；

报告输出模块：输出详细测试结果，提供报表功能和打印功能；

配置库模块：采用Sqlite3数据库，存储数字化保护装置的逻辑定值信息、通讯参数信息、测试集、测例组、测试项、测试结果信息。

2.一种数字化保护装置自动测试控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、首先将待测数字化保护装置的SCD文件导入到数字化保护装置自动测试控制系统的校验解析模块中，校验解析模块读取数字化保护装置的定值信息，并将上述定值信息保存到配置库模块；

步骤2、参数管理模块对待测数字化保护装置的配置参数进行定义，如配置装置名称，IP地址，信号名称、定值；

步骤3、将数字化保护装置的CID文件下装到保护装置并重启保护装置；

步骤4、通过参数管理模块输入保护装置的定值信息，测例管理模块自动生成部分测例，用户根据需要修改测例，包括预设定值，加量信息和期望出口信息测试；对于已经测过的保护类型，直接选择测试集中已经有的测例；

步骤5、通过测试控制模块选定一个进行验证的保护逻辑，开始进行测试，测试控制模块启动61850客户端模块，将预设的定值信息通过MMS报文发送至数字保护装置，然后将加量参数下装至数字化继电保护测试仪，接着测试控制模块发送测试启动命令至数字化继电保护测试仪，测试仪按照预设的加量设置参数输出交流量和控制量、保护动作、保护动作出口报文通过自己接口发送至数字化保护装置，数字化保护装置根据内部的保护逻辑进行相应的动作然后发出相应的动作报文信息；

步骤6、自动测试控制系统收到数字化继电保护测试仪发出的解析保护装置的动作出口报文、标记动作时间信息，测试控制模块将保护动作出口信息与期望出口信息进行对比，判断此项保护逻辑验证测试是否通过：与期望信息一致则通过，反之则不通过；测试控制模块依次加载不同的保护逻辑测试用例，并按顺序重复步骤5和步骤6所述的测试过程，实现对一台数字化保护装置不同保护逻辑的全自动测试；

步骤7、上述测试完成后，通过报告输出模块输出测试报告。