CN105207836B - 一种快速测试pqdif文件一致性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备测技术领域，特别是涉及一种快速测试PQDIF文件一致性的方法，包括通过电能质量监测系统设置测试PQDIF文件的基本参数、生成受检PQDIF文件、PQDIF文件语法标准性的测试、针对PQDIF文件数据完整性测试和、针对PQDIF文件数据正确性的测试，本发明通过对目前PQDIF文件一致性测试中存在困难的分析，提出了一种电能质量监测装置PQDIF文件一致性快速，并基于对Fluke 6100A系列电能质量标准源的输出控制，实现从PQDIF文件生成、读取、解析、测试等自动化流程，还可实现PQDIF文件数据完整性和数据正确性的测试，从而提高电能质量监测装置入网检测工作的效率和质量。

Description

一种快速测试PQDIF文件一致性的方法

技术领域

本发明涉及电力设备测技术领域，特别是涉及一种快速测试PQDIF文件一致性的方法。

背景技术

按照IEC61850技术在电能质量监测领域的研究应用情况，电能质量监测装置通信规约的发展可划分为两个阶段，以2011年为分界线，2011年之前电能质量监测装置全部采用厂家私有通信规约，2011年之后，越来越多的电能质量监测装置采用IEC61850作为标准通信规约，从技术先进性来看，IEC61850是电能质量监测装置的必然发展趋势，但由于不同厂家对IEC 61850的理解差异，以及标准化工作的滞后，截至目前厂家私有通信规约仍占有一定市场，尤其是存量电能质量监测装置的存在，使得电能质量数据和信息的共享仍必须面对私有通信规约解析问题。

在这种现状下，电能质量数据交换格式(PQDIF，Power Quality DataInterchange Format)作为IEEE所定义的一种通用电能质量数据交换格式，在我国电能质量监测领域仍有广泛的应用，尤其是应用于不同厂家之间的非IEC61850标准格式的电能质量数据交换。例如A厂家的非标准电能质量监测装置接入B厂家的后台系统，如果B厂家的后台系统不支持非标准私有规约的定制开发，则必须采用PQDIF作为数据交换格式，目前国内采用PQDIF作为数据交换格式的省级电网公司有广西、广东、云南、上海、山西、福建等。

在采用PQDIF作为数据交换标准的地区，针对PQDIF文件的一致性检测是电能质量监测装置入网检测的必要检测项目，所谓PQDIF文件一致性检测，主要是检查电能质量监测装置生成的PQDIF文件的结构和语法、数据完整性、数据正确性等是否满足IEEE1159.3以及本地区规范要求，但是PQDIF与IEC 61850一样，也是基于XML语言的一种可自由实现的、非常灵活的标准，IEEE 1159.3允许PQDIF文件使用自定义标签以及不同的文件结构；而且电能质量参数众多，一个PQDIF文件中可能包含数百个参数的数据记录，这些实际情况导致PQDIF文件的一致性检测工作非常困难，尤其是针对PQDIF文件数据完整性和数据正确性的检查，以PQDIF文件数据完整性的检查为例，目前基本上依靠人工进行，其主要方法是：将PQDIF文件导入电能质量监测系统，然后通过系统的趋势曲线查询功能，逐一查询电能质量参数的趋势曲线是否存在；如果存在，则认为数据完整，否则认为数据不完整，这种检查工作效率非常低下，而PQDIF文件数据正确性的检查目前根本无法进行。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种实现PQDIF文件语法标准性、PQDIF文件数据完整性、数据正确性及自动检查PQDIF文件一致性的方法，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速测试PQDIF文件一致性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)通过电能质量监测系统设置测试PQDIF文件的基本参数；

(2)生成受检PQDIF文件；

(3)PQDIF文件语法标准性的测试，PQDIF文件语法标准性检测通过获取并解析受检PQDIF文件，验证受检PQDIF文件的XML语法、文件物理结构、压缩算法、标签定义是否满足IEEE1159.3以及地区PQDIF规范的要求；

(4)针对PQDIF文件数据完整性测试，PQDIF文件数据完整性测试通过获取并解析受检PQDIF文件，验证PQDIF文件中电能质量参数相关通道定义、序列定义，以及参数数量、参数名称和参数顺序是否满足地区规范的要求；

(5)针对PQDIF文件数据正确性的测试，PQDIF文件数据正确性测试获取并解析PQDIF文件，针对每一个电能质量参数取其数据作为测量值，将测量值与相同时刻的标准值进行对比并计算相对误差，再通过判断相对误差是否在允许误差范围之内来判断数据是否正确。电能质量参数允许误差可依据《GB/T19862-2005电能质量监测设备通用要求》来设定。

优选地，所述设置测试PQDIF文件的基本参数包括电能质量监测系统的通信IP地址、PT变比、CT变比、统计数据归集时间间隔、PQDIF文件生成时间间隔。

优选地，所述PT变比为1:1，所述CT变比为1:1，所述统计数据归集时间间隔不超过5min，所述QDIF文件生成时间间隔不超过于30min。

优选地，所述PQDIF文件一致性测试系统包括测试主机、电能质量标准源和电能质量监测装置，所述测试主机通过GBIP总线与电能质量标准源相连，电能质量标准源与电能质量监测装置通过测试信号线相连接，电能质量监测装置通过RJ-45网线与测试主机连接构成闭环控制的监测系统；所述测试主机包括电能质量标准源控制模块、电能质量监测装置通信模块、PQDIF文件一致性测试模块和测试报告模块，所述电能质量标准源控制模块用于实现按照参数设置自动控制电能质量标准源输出电能质量信号，并记录电能质量标准源所输出的原始信号，并对电能质量标准源进行校时；电能质量监测装置通信模块用于从电能质量监测装置获取PQDIF文件，同时对电能质量监测装置进行校时；PQDIF文件一致性测试模块用于测试PQDIF文件语法标准性、数据完整性、数据正确性，同时作为人机交互接口，用于测试参数设置、测试过程控制、测试结果展示等人机交互功能；测试报告模块用于实现测试报告的查看、编辑和打印功能。

优选地，所述测试主机以FTP或SFTP文件传输规约从电能质量监测装置内部获取PQDIF文件，并按IEEE 1159.3标准方法对PQDIF文件进行解析。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明不仅实现了PQDIF文件语法标准性、PQDIF文件数据完整性的测试，还通过控制PQDIF文件的生成、记录电能质量参数标准值，实现了PQDIF文件数据完整性的自动、快速测试，以及实现了PQDIF文件数据正确性的自动测试，极大的提高了PQDIF文件一致性测试工作效率和工作质量，从而提高电能质量监测装置入网检测工作的效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种快速测试PQDIF文件一致性的方法的测试流程图。

图2是本发明一种快速测试PQDIF文件一致性的方法的系统原理图。

图3是本发明一种快速测试PQDIF文件一致性的方法的测试主机原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1，一种快速测试PQDIF文件一致性的方法，包括以下步骤：

(1)通过PQDIF文件一致性测试系统设置测试PQDIF文件的基本参数；所述测试系统包括测试主机、电能质量标准源和电能质量监测装置

(2)生成受检PQDIF文件；首先，是将电能质量监测装置与电能质量标准源通过电压电流信号线相连，电能质量标准源输出的数据时钟作为参考时钟,以保证两者数据输出的时钟一致，然后控制电能质量标准源输出包含完整稳态电能质量特征现象的电压电流信号并维持30min，电能质量监测装置接收到电能质量标准源输出的电压电流信号后，进行统计计算，将统计数据的3分钟最大值、最小值、平均值、95概率值存储至PQDIF文件，电能质量标准源输出结束后受检PQDIF文件即正常生成；其次，记录电能质量标准源输出的原始电压电流信号；

(3)读取PQDIF文件；将测试主机通过RJ-45网线与电能质量监测装置连接，保证两者数据输出的时钟一致，以FTP或SFTP文件传输规约从电能质量监测装置内部获取PQDIF文件，并作为受检PQDIF文件；

(4)PQDIF文件语法标准性的测试，PQDIF文件语法标准性检测通过解析受检PQDIF文件，验证受检PQDIF文件的XML语法、文件物理结构、压缩算法、标签定义是否满足IEEE1159.3以及地区PQDIF规范的要求；如果采用不标准的XML语法、文件结构和压缩算法、标准中未允许的标签以及标签组合，则认为该PQDIF文件语法不符合标准；

(5)针对PQDIF文件数据完整性测试，PQDIF文件数据完整性测试通过解析受检PQDIF文件，验证PQDIF文件中电能质量参数相关通道定义、序列定义，以及参数数量、参数名称和参数顺序是否满足地区规范的要求；

(6)针对PQDIF文件数据正确性的测试，PQDIF文件数据正确性测试解析PQDIF文件，针对每一个电能质量参数取其数据作为测量值，将测量值与相同时刻的标准值进行对比并计算相对误差，再通过判断相对误差是否在允许误差范围之内来判断数据是否正确。

结合图2，在本发明实施例中，所述测试主机通过GBIP总线与电能质量标准源相连，电能质量标准源与电能质量监测装置通过测试信号线相连接，电能质量监测装置通过RJ-45网线与测试主机连接构成闭环控制的监测系统；所述电能质量监测装置必须是满足《GB/T 19862-2005电能质量监测设备通用要求》中所规定的功能和性能要求，电能质量测量方法满足IEC 61000-4-30要求，且电能质量监测装置自身具备PQDIF文件生成功能，测试主机每次只支持1台电能质量监测装置进行测试；所述电能质量标准源使用1台Fluke6100A，可再选用2台或3台Fluke6100A作为辅机，进行模拟电力系统三相回路，所述电能质量监测装置的型号采用南京灿能公司PQS-882，可提供PQDIF文件的单回路或多回路电能质量监测装置。

如图3所示，所述测试主机包括电能质量标准源控制模块、电能质量监测装置通信模块、PQDIF文件一致性测试模块和测试报告模块；所述电能质量标准源控制模块用于实现按照参数设置自动控制电能质量标准源输出电能质量信号，并记录电能质量标准源所输出的原始信号，并对电能质量标准源进行校时；电能质量监测装置通信模块用于从电能质量监测装置获取PQDIF文件，所述测试主机以FTP或SFTP等文件传输规约从电能质量监测装置内部获取PQDIF文件并按IEEE 1159.3标准方法对PQDIF文件进行解析，同时对电能质量监测装置进行校时；PQDIF文件一致性测试模块用于测试PQDIF文件语法标准性、数据完整性、数据正确性，同时作为人机交互接口，用于测试参数设置、测试过程控制、测试结果展示等人机交互功能；测试报告模块通过RJ-45网线与外围设备(如打印机)进行连接，用于实现测试报告的查看、编辑、打印功能；即PQDIF文件一致性测试模块可以自动控制电能质量标准源控制模块输出、自动获取电能质量监测装置提供的PQDIF文件、自动生成最终检测报告、自动打印，实现PQDIF文件一致性检测业务流程的自动化开展。

所述PQDIF文件一致性测试模块采用Vxworks实时嵌入式操作系统，支持多任务线程，可同时检测对多台电能质量监测装置进行检测，采用ARM微处理器芯片的型号为SamSung公司的S3C2410，ARM微处理器最大的优势在于速度快、低功耗、高性能、芯片集成度高，在ARM芯片上可以移植嵌入式实时操作系统，容易实现多任务调度，而且简化了LCD显示、硬盘存储、网络通信等功能的开发，大大减少了产品的开发周期；所述电能质量标准源控制模块采用的型号为ICT_E32芯片，可发送控制指令控制电能质量标准源的信号输出。

下面结合图1、图2和图3，对本发明作进一步说明：

①准备工作：对电能质量监测装置上电，通过电能质量监测装置设置通信IP地址、PT变比、CT变比，所述PT变比为1:1，所述CT变比为1:1，设置统计数据归集时间间隔为N1分钟(N1不超过5min，通常设置为3min)，设置PQDIF文件的生成时间间隔为N2分钟(N2不超过30min)，并将电能质量监测装置与电能质量标准源进行连接，通过外部对时程序保证电能质量监测装置与电能质量标准源时标一致；

②启动电能质量标准源，手动或自动控制电能质量标准源输出包含电能质量特征的电压电流信号，维持时间不超过30min，确保PQDIF文件能生成，并记录电能质量标准源输出的电压电流信号原始值；

③以FTP、SFTP等文件传输规约从电能质量监测装置内部获取PQDIF文件并按IEEE1159.3标准对PQDIF文件进行解析；

④检查PQDIF文件的XML语法、文件结构、压缩算法、标签定义是否满足IEEE1159.3以及国内各省份PQDIF规范的要求，如果采用不标准的XML语法、文件结构和压缩算法、标准中未允许的标签以及标签组合，则认为该PQDIF文件语法不符合标准，但检测结果不作为结束检测的条件；

⑤检查PQDIF文件中电能质量参数相关通道定义、序列定义，以及参数数量、参数名称、参数顺序等是否满足地区规范的要求，但检测结果不作为结束检测的条件；

⑥基于步骤②中所记录的电能质量标准源输出的电压电流原始信号，采用IEC61000-4-30所规定的标准算法，以N1分钟作为数据归集时间间隔计算各种电能质量参数的最大值、最小值、平均值统计数据并作为标准值，然后从PQDIF文件中依次取每一个电能质量参数的数据作为测量值，将测量值与相同时刻的标准值进行对比并计算误差。在所有电能质量参数中，只有要一个数据的误差超过地区规范所规定的阈值，则认为PQDIF文件数据不正确；

⑦生成PQDIF文件一致性测试报告，列出所有测试不合格项，测试结束；

以上所述仅为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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种快速测试PQDIF文件一致性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)通过电能质量监测系统设置测试PQDIF文件的基本参数，所述设置测试PQDIF文件的基本参数包括电能质量监测系统的通信IP地址、PT变比、CT变比、统计数据归集时间间隔、PQDIF文件生成时间间隔，设置统计数据归集时间间隔为N1分钟，设置PQDIF文件的生成时间间隔为N2分钟；所述电能质量监测系统包括测试主机、电能质量标准源和电能质量监测装置，所述测试主机通过GBIP总线与电能质量标准源相连，电能质量标准源与电能质量监测装置通过测试信号线相连接，电能质量监测装置通过RJ-45网线与测试主机连接构成闭环控制的监测系统；所述测试主机包括电能质量标准源控制模块、电能质量监测装置通信模块、PQDIF文件一致性测试模块和测试报告模块；所述电能质量标准源控制模块用于实现按照参数设置自动控制电能质量标准源输出电能质量信号，并记录电能质量标准源所输出的原始信号，并对电能质量标准源进行校时，电能质量监测装置通信模块用于从电能质量监测装置获取PQDIF文件，PQDIF文件一致性测试模块用于测试PQDIF文件语法标准性、数据完整性、数据正确性，同时作为人机交互接口，用于测试参数设置、测试过程控制、测试结果展示等人机交互功能；测试报告模块用于实现测试报告的查看、编辑和打印功能；

(2)生成受检PQDIF文件；首先，是将电能质量监测装置与电能质量标准源通过电压电流信号线相连，电能质量标准源输出的数据时钟作为参考时钟,以保证两者数据输出的时钟一致，其次，控制电能质量标准源输出包含完整稳态电能质量特征现象的电压电流信号并维持30min，电能质量监测装置接收到电能质量标准源输出的电压电流信号后进行统计计算，将统计计算的数据存储至PQDIF文件，电能质量标准源输出结束后受检PQDIF文件即正常生成；最后，记录电能质量标准源输出的原始电压电流信号；

(3)读取PQDIF文件；将测试主机通过RJ-45网线与电能质量监测装置连接，保证两者数据输出的时钟一致，以FTP或SFTP文件传输规约从电能质量监测装置内部获取PQDIF文件，并按IEEE 1159.3标准对PQDIF文件进行解析；

(4)PQDIF文件语法标准性的测试，PQDIF文件语法标准性检测通过解析受检PQDIF文件，验证受检PQDIF文件的XML语法、文件物理结构、压缩算法、标签定义是否满足IEEE1159.3以及地区PQDIF规范的要求；

(5)针对PQDIF文件数据完整性测试，PQDIF文件数据完整性测试通过解析受检PQDIF文件，验证PQDIF文件中电能质量参数相关通道定义、序列定义，以及参数数量、参数名称和参数顺序是否满足地区规范的要求；

(6)针对PQDIF文件数据正确性的测试，PQDIF文件数据正确性测试解析PQDIF文件，采用IEC 61000-4-30所规定的标准算法，以N1分钟作为数据归集时间间隔计算各种电能质量参数并作为标准值，然后针对每一个电能质量参数取其数据作为测量值，将测量值与相同时刻的标准值进行对比并计算相对误差，再通过判断相对误差是否在允许误差范围之内来判断数据是否正确，只有要一个数据的误差超过地区规范所规定的阈值，则认为PQDIF文件数据不正确；

(7)生成PQDIF文件一致性测试报告，列出所有测试不合格项，测试结束。

2.根据权利要求1所述的一种快速测试PQDIF文件一致性的方法，其特征在于：所述PT变比为1:1，所述CT变比为1:1，所述统计数据归集时间间隔N1不超过5min，所述QDIF文件生成时间间隔N2不超过于30min。