CN104392398A - 配电自动化cim模型导入导出功能测试系统及其方法 - Google Patents

配电自动化cim模型导入导出功能测试系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统及其方法，涉及电力系统配电自动化领域。本系统是被测配电自动化主站通过其接口模块和CIM模型导入导出测试平台连接。本方法是：①设置评价阈值，生成初始CIM模型；②被测配电自动化主站导入CIM模型文件；③被测配电自动化主站导出CIM模型文件；④检测导出的CIM模型文件，给出检测分析报告，并根据评分结果判断是否大于评价阈值；⑤调整CIM模型，进行下一轮测试。本发明全面、准确地测试配电自动化主站的CIM模型导入导出功能；有效减轻测试人员的工作强度，提高配电自动化系统测试效率和准确性。

Description

配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统及其方法
技术领域
本发明涉及电力系统配电自动化领域，尤其涉及一种配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统及其方法。
背景技术
电力系统是由发电、输电和配电等设备和技术组成的一种将一次能源转换为电能的统一系统。配电系统是电力系统到用户的最后一环，它与用户的关系最为紧密。随着配电网不断发展，配电自动化系统的应用越来越广泛，国家也针对配电自动化系统制定了相应的技术规范与标准，对配电自动化系统的各项性能指标提出了具体的要求。目前这些功能指标的测试工作主要由人工完成，需要过多地人工干预，工作量较大，其中CIM模型导入导出功能涉及到海量数据的核对与校验，仅凭人力来完成，存在很大的难度。因此有必要开发一套配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统，来满足配电自动化系统测试的需要，降低测试人员劳动强度，提高测试效率和准确性。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统及其方法。
本发明的目的是这样实现的：
一、配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统(简称系统)
本系统包括被测配电自动化主站，设置有CIM模型导入导出测试平台；
被测配电自动化主站通过其接口模块和CIM模型导入导出测试平台连接。
二、配电自动化CIM模型导入导出功能测试方法(简称方法)
本方法包括下列步骤：
①测试开始，设置评价阈值，生成初始CIM模型；
②被测配电自动化主站导入CIM模型文件；
③被测配电自动化主站导出CIM模型文件；
④检测导出的CIM模型文件，进行评分，给出检测分析报告，并根据评分结果判断是否大于评价阈值，是则进入下一步骤，否则测试结束，给出分析报告；
⑤调整CIM模型，待被测配电自动化主站完善后，进行下一轮测试。
本发明具有下列优点和积极效果：
①本发明建立CIM模型文件导入导出功能检测的评价指标，主要侧重于描述准确性、模型全面性和关联完备性，根据最新的国家和行业标准，全面、准确地测试配电自动化主站的CIM模型导入导出功能；
②本发明所设计的配电自动化CIM模型导入导出测试系统自动化程度高，有效减轻测试人员的工作强度，提高配电自动化系统测试效率和准确性；
③对配电自动化主站的CIM模型导入导出功能指标进行标准化、规范化测试，能根据测试人员设定的评价阈值评判系统功能，对配电自动化系统的CIM模型导入导出功能进行客观评价，自动生成检测分析报告；
④采用反馈原理调整标准CIM模型文件的方式，重点针对被测主站功能存在的问题，帮助测试人员快速发现被测配电自动化主站CIM模型导入导出功能所存在的问题根源，促进被测配电自动化主站更加完善，以达到相关规范的要求。
附图说明
图1是本系统的结构方框图；
图2是本方法的步骤流程图；
图3是自适应调整测试用标准CIM文件的示例流程图。
图中：
100—被测配电自动化主站，
110—接口模块；
200—CIM模型导入导出测试平台，
210—模型生成模块，220—交互接口模块，
230—对比分析模块，240—人机交互模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
一、系统
1、总体
如图1，本系统包括被测配电自动化主站100，设置有CIM模型导入导出测试平台200；
被测配电自动化主站100通过其接口模块110和CIM模型导入导出测试平台200连接。
2、功能部件
1)被测配电自动化主站100
被测配电自动化主站100是一种实现配电网数据采集与监控等基本功能和分析应用等扩展功能的设备，为配电自动化的主体，其中CIM模型导入导出功能是其基础功能之一。
包含有接口模块110，供与CIM模型导入导出测试平台200连接用。
2)CIM模型导入导出测试平台200
CIM模型导入导出测试平台200是一种设置专用于检测被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能的测试设备，能够自动完成对CIM模型导入导出功能的测试，并给出检测分析报告。
其硬件配置是一台便携式笔记本电脑。
其软件包括模型生成模块210、交互接口模块220、对比分析模块230和人机交互模块240；
其交互关系是：模型生成模块210、交互接口模块220和对比分析模块230依次交互；对比分析模块230分别与模型生成模块210和人机交互模块240交互。
(1)模型生成模块210
用于生成电网标准CIM模型文件，根据检测结果自适应修改简化输出的CIM模型文件，用于重新检测。
(2)对比分析模块220
用于建立CIM模型导入导出功能评价指标，针对被测配电自动化主站100导出的CIM模型文件中各项指标进行对比分析，用以评判被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能是否符合要求。
(3)交互接口模块230
用于与被测配电自动化主站100的接口模块110通过以太网方式连接，用于CIM模型导入导出测试平台200与被测配电自动化主站100之间的信息交互，导入和导出被测配电自动化主站100中的CIM模型文件。
(4)人机交互模块240
用于与用户进行交互，获取用户的评价阈值要求，并在测试结束后将分析结果呈送给用户。
3、工作机理
测试开始，由人机交互模块240获取用户的评价阈值要求，模型生成模块210初始化标准CIM模型文件；交互接口模块230将模型生成模块210所生成的标准CIM模型文件通过I/O接口导入到被测配电自动化主站100中，然后接收被测配电自动化主站100的接口模块110导出的CIM模型文件；对比分析模块220，获取交互接口模块230接收的CIM模型文件，并与本轮测试模型生成模块210所生成的标准CIM模型文件进行比较分析，通过人机交互模块240将本轮分析结果呈送给用户，若检测结果不满足评价阈值要求，则模型生成模块210调整标准CIM模型文件，准备进行下一轮测试，直至检测结果满足评价阈值要求，整个测试结束。
二、方法
如图2，本方法是：
①测试开始，设置评价阈值，生成初始CIM模型-201
通过人机交互模块240获取用户设定的评价阈值，模型生成模块210初始化生成电网标准CIM模型文件(XML格式)，所生成文件为全模型文件，包含测试用的完整电网结构和相关元器件数据。
②被测配电自动化主站导入CIM模型文件-202
交互接口模块220与接口模块110通过以太网连接，模型生成模块210生成的测试用标准CIM模型文件通过接口模块110导入至待测配电自动化主站100，待测配电自动化主站100对该模型文件进行解析，根据该模型生成其自身的电网结构及系统拓扑关系；
③被测配电自动化主站导出CIM模型文件-203
被测配电自动化主站100根据自有的电网结构模型生成CIM模型文件，通过接口模块110导出电网CIM模型文件给CIM模型导入导出测试平台200的对比分析模块230；
④检测导出的CIM模型文件，进行评分，给出检测分析报告，并根据评分结果判断是否大于评价阈值-204，是则进入下一步骤，否则测试结束，给出分析报告-206；
由对比分析模块230分析导出的电网CIM模型文件相应指标，包括描述准确性，即模型描述的语法和语义上是否能够被准确解析，是否遵从XML描述语法和CIM数据模型描述规则；模型完整程度，包括设备类型全面性，设备参数全面性和设备属性全面性；各种类型的元件间的双向关联是否完备；然后以XML形式给出检测分析报告分析判断被测配电自动化主站100对标准电网模型的支持程度以及导入导出功能的实现程度；
对比分析模块230将被测配电自动化主站100导出的电网模型存在的问题分为警告和错误两大类，其中错误类型分为一般错误或问题和严重错误或问题两类，对不同的问题类型分别赋予不同的分值；将不同的问题得分按照不同的权重进行累加得到被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能的评分值；评分值越高说明存在的问题越多越严重；计算公式如下：
S = Σ i = 1 Na Rai × Sai + Σ j = 1 Nb Rbj × Sbj + Σ i = 1 Nc Rck × Sck
其中：S为总评分，Na为警告的数量，Ra为警告的分值，Sa为对应警告的权重；Nb为一般问题的数量，Rb为一般问题的分值，Sb为对应问题的权重；Nc为严重问题的数量，Rc为严重问题的分值，Sc为对应问题的权重；
对比分析模块230所生成的检测分析报告包括两部分内容，一部分是对CIM模型导入导出功能的评分，另一部分是具体的被测配电自动化主站100导出模型的详细评价报告；检测分析报告内容分为三大类：即描述准确性问题，模型完整性即设备类型、设备参数和设备属性问题以及关联完备性问题；检测分析报告包含警告信息和错误信息；其中的错误或问题信息将作为步骤⑤调整标准CIM模型文件的依据；评价报告的形式如下示例：
评价分数：89
警告数量：5
一般问题数量：1
严重问题数量：1
信息：读入模型内容统计：
信息：读入HostControlArea对象：1
信息：读入BaseVoltate对象：27
信息：读入SubControlArea对象：17
信息：读入Substation对象：210
信息：读入VoltageLevel对象：604
信息：读入BusbarSection对象：1086
信息：读入Breaker对象：4836
信息：读入Disconnector对象：13144
信息：读入PowerTransformer对象：522
信息：读入TransformerWinding对象：1345
信息：读入ConnectivityNode对象：16920
信息：读入Terminal对象：55471
信息：读入ACLineSegment对象：429
信息：读入EnergyConsumer对象：1283
信息：读入Compensator对象：722
信息：读入TapChanger对象：389
信息：读入BasePower对象：1
信息：读入SynchronousMachine对象：221
警告：Terminal[562949953880067]与ConductingEquipment
关联[8444251878719490]无效，为孤立端点
警告：Terminal[562949954011139]与ConductingEquipment
关联[8444251878785026]无效，为孤立端点
警告：Terminal[562949954666499]与ConductingEquipment
关联[8444252022177794]无效，为孤立端点
警告：Terminal[562949954928643]与ConductingEquipment
关联[8444252022308866]无效，为孤立端点
警告：Terminal[562949955190787]与ConductingEquipment
关联[8444249942654979]无效，为孤立端点
一般问题：基准电压[RDF＝281474980708353norminalVoltage＝0]没有找到对应电压等级，可能导致导入错误！
严重问题：厂站[844425013035010][苏家河口电厂]中无设备信息
根据步骤①获取的人工设定的阈值指标，对比分析模块230判断被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能是否符合规范要求；如果评分小于阈值，判定被测配电自动化主站100合格，测试结束，向用户给出分析报告；反之，进行进一步测试；
⑤调整CIM模型，待被测配电自动化主站完善后，进行下一轮测试-205
基于反馈原理，根据报告调整CIM模型文件，待被测配电自动化主站100完善后，进行下一轮测试；反馈原理应用在本发明中，就是建立CIM模型导入导出测试系统与被测配电自动化主站之间的桥梁，被测配电自动化主站根据测试结果不断微调，最终符合标准化要求的一种方法；待被测配电自动化主站100的维护人员根据步骤④所生成的检测分析报告内容，有针对性的查找系统存在的问题，进行完善；模型生成模块210调整测试用标准CIM文件，即根据测试结果自动调整模型中的电力设备和/或电网拓扑结构，新生成的CIM模型文件只针对测试结果中存在的错误信息部分进行重新检测，重点检查测试中不合规的部分；待被测配电自动化主站100完善后，将调整后的CIM模型文件交给交互接口模块220，重复步骤②以进行下一轮测试，直到被测配电自动化主站100满足测试要求；
所述模型生成模块210调整测试用标准CIM文件的示例流程如图3所示，针对检测分析报告示例中反应的问题，即厂站无设备信息的严重问题，调整CIM模型文件步骤为：
a)定位错误问题所关联的厂站-301；
b)选择错误问题所在厂站以及相连的厂站信息输出，生成新的可识别的标准CIM模型文件-302，被测配电自动化主站100已正确处理的厂站不再进行输出。

Claims (2)

1.一种配电自动化CIM模型导入导出功能测试系统，包括被测配电自动化主站100；
其特征在于：
设置有CIM模型导入导出测试平台200；
被测配电自动化主站100通过其接口模块110和CIM模型导入导出测试平台200连接；
所述的CIM模型导入导出测试平台200是一种设置专用于检测被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能的测试设备，能够自动完成对CIM模型导入导出功能的测试，并给出检测分析报告；
其硬件配置是一台便携式笔记本电脑；
其软件包括模型生成模块210、交互接口模块220、对比分析模块230和人机交互模块240；其交互关系是：模型生成模块210、交互接口模块220和对比分析模块230依次交互；对比分析模块230分别与模型生成模块210和人机交互模块240交互；
模型生成模块210用于生成电网标准CIM模型文件，根据检测结果自适应修改简化输出的CIM模型文件，用于重新检测；
对比分析模块220用于建立CIM模型导入导出功能评价指标，针对被测配电自动化主站100导出的CIM模型文件中各项指标进行对比分析，用以评判被测配电自动化主站100的CIM模型导入导出功能是否符合要求；
交互接口模块230用于与被测配电自动化主站100的接口模块230通过以太网方式连接，用于CIM模型导入导出测试平台200与被测配电自动化主站100之间的信息交互，导入和导出被测配电自动化主站100中的CIM模型文件；
人机交互模块240用于与用户进行交互，获取用户的评价阈值要求，并在测试结束后将分析结果呈送给用户。
2.基于权利要求1系统的测试方法，其特征在于包括下列步骤： 
①测试开始，设置评价阈值，生成初始CIM模型；
②被测配电自动化主站导入CIM模型文件；
③被测配电自动化主站导出CIM模型文件；
④检测导出的CIM模型文件，进行评分，给出检测分析报告，并根据评分结果判断是否大于评价阈值，是则进入下一步骤，否则测试结束，给出分析报告；
⑤调整CIM模型，待被测配电自动化主站完善后，进行下一轮测试。
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