CN107992019A - 一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统，包括：基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。相对现有技术，该方法和系统通过不需与实际变电站五防系统互联，避免了从调控人员操作到变电站设备正确响应整个过程的众多环节，从而简化了主子站一体化防误系统闭环测试环境的构建，同时也满足功能验证的需求。

Description

一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统。

背景技术

目前，针对主子站一体化防误系统的功能测试方面，一般采用调控系统模拟主站服务器及数据采集与监视控制系统SCADA前置采集单元，将交换机与各厂家含防误系统功能模块的监控系统主机或变电站微机防误主机连接为测试系统环境，通过模拟报文或软件置位方式进行主子站通信规约和互操作性功能测试。主子站一体化防误系统闭环测试环境的构建需要部署各厂家监控系统主机或变电站微机防误主机。因此，需要各厂家自行携带防误主机及相关软硬件设备，对传统变电站还需测试解闭锁功能，需携带遥控闭锁控制器及遥控闭锁继电器，并在现场完成配置。还需要各厂家在现场测试前完成相关的配置工作，即安装子站监控系统、完成典型变电站主接线图和安装各子站防误功能模块。这样的测试环境构建花费时间较长，投入成本较大，测试周期较长。同时，在防误主子站通信领域，目前尚未颁布一个通用的通信协议规范，各防误产品厂家都有各自的通信协议来实现信息格式和传输控制，由于防误子站类型较多，致使各子站与防误主站间的接口规范得不到统一，使得不同厂家装置之间难于互联互通，已成为制约“调控一体化”建设的技术瓶颈。另一方面，现有的软件和系统的测试方法长期以来都是依靠人工的方式进行的，依据相关的功能测试条目，由测试人员人工设置测试案例，逐一对系统的功能进行验证。测试的基础条件较差，测试案例是针对验收大纲临时准备，测试效果受限。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统，基于调度自动化系统试验验证平台构建了主子站一体化防误系统闭环测试环境，模拟了子站防误逻辑校验服务，扩展了IEC104通信规约，并制定了标准有效的测试案例，给出了详实准确的测试结论，从而提高了主子站一体化防误系统测试的效率和准确性，为软件的供应商和客户提供了第三方测试方法，方便对软件功能的扩展和提升。为了实现上述目的，克服现有技术的不足，本发明提出一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种主子站一体化防误系统闭环测试方法，其改进之处在于，

基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站包括：

所述基于预先设定的测试案例，主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验；

然后主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统；

所述遥控预置请求包括防误校验请求和是否有多站遥控确认请求。

本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述预先设置仿真子站，包括：

五防模拟信息表、网门信息表和子站设备信息表；

所述五防模拟信息表用于提供参与五防设备信息以及操作时采取的防误逻辑公式，包括：调度系统设备名、子站设备名、五防控制名、五防控制序号、逻辑公式、操作唯一权、继电器状态、闭锁状态和闭锁装置状态信息；

所述网门信息表包括：网门设备关键字、厂站ID、设备名、遥信值、状态、五防控制名和五防控制序号；

所述子站设备信息表用于提供当前子站的运行工况，包括：关键字域、厂站ID、设备名、运行模式、运行工况和设备状态信息。

本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统，包括：

所述仿真子站的子站防误逻辑校验服务响应主站的防误校验请求，同时，所述仿真子站进行操作唯一权设置和遥控闭锁节点解锁操作，并将设备状态及子站模型文件通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站一体化防误系统；

其中，所述子站模型文件包括：子站防误信息和运行工况信息。

本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，结合电网仿真系统的电网运行状态以及所述五防模拟信息表、所述网门信息表和所述子站设备信息表，在电网模拟层构建子站防误逻辑判断功能，响应主站发来的子站防误校验请求，包括子站一体化防误、释放操作权、继电器测试、遥控闭锁节点解闭锁状态、子站设备运行工况、网门和临时接地线状态以及配置文件。

本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述预先定义电网防误信息采集规约和交互模式，包括：

在数据模拟层对通信规约IEC60870-5-104进行扩展来制定电网防误信息采集规约和交互模式，采用扩展的IEC104通信规约与调度主站的一体化防误系统进行通信，为所述调度主站的一体化防误系统提供防误校验信息；

在调度自动化系统试验验证平台的数据模拟层的广域分布子站通信软件模块里增加专用于交互主子站一体化防误信息的通信链路。

本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述扩展IEC104通信规约，包括：扩展IEC104通信规约的功能，包括：

子站一体化防误、释放操作权、继电器测试、遥控闭锁节点解闭锁状态、子站设备运行工况、网门和临时接地线状态和配置文件。

本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述预先设定测试案例集包括：

在试验验证控制层设置用于主子站一体化防误验证的正常操作测试案例和设置防误操作测试案例；

所述正常操作测试案例包括：拉合开关、拉合隔离刀闸和拉合接地刀闸；

所述防误操作测试案例包括：带负荷拉刀闸的防误操作、带负荷拉隔离开关的防误操作、带电合接地开关的防误操作、带电挂地线的防误操作、操作权占用的操作闭锁、带接地刀闸合闸的防误操作和主子站设备状态不一致的防误操作。

一种主子站一体化防误系统闭环测试系统，其改进之处在于，包括主站防误校验模块和子站响应模块；

所述主站防误校验模块用于基于预先设定的测试案例集，控制主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

所述子站响应模块用于控制所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述主站防误校验模块包括：主站防误子单元和请求下发子单元；

所述主站防误子单元用于基于预先设定的测试案例，控制主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验；

所述请求下发子单元用于控制主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统；

所述遥控预置请求包括防误校验请求和是否有多站遥控确认请求。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明提供了一种主子站一体化防误系统闭环测试方法和系统，基于调度自动化系统试验验证平台构建了测试环境，通过构建支持防误操作的子站模型，为主站试验验证提供子站的防误系统仿真功能，不需与实际变电站五防系统互联，避免了从调控人员操作到变电站设备正确响应整个过程的众多环节，从而简化了主子站一体化防误系统闭环测试环境的构建，同时也满足功能验证的需求。

本发明解决了不同防误产品供应商通信协议规范差异问题，通过对IEC104规约进行扩展，将防误信息格式和传输控制进行统一，保证防误信息采集的可互操作性和可扩展性，实现模拟子站的防误模型和实时数据上送，各防误产品厂家按照统一的扩展通信协议规范，从而实现不同装置间互联互通，减少重复工作量。

本发明实现了对主子站一体化防误系统功能的自动测试，通过综合案例管理工具制定了标准有效的测试案例，并提供了准确全面的测试结果，通过执行测试案例及调控操作实现闭环测试，避免手动按步操作的繁琐，从而提高了系统功能测试的效率，为软件的供应商和客户提供了第三方测试方法，有助于软件版本的改进和升级,方便对软件功能的扩展和提升。

附图说明

图1为本发明提供的一种主子站一体化防误系统闭环测试方法流程示意图；

图2为本发明提供的一种主子站一体化防误系统闭环测试原理示意图；

图3为本发明提供的主子站一体化防误系统闭环验证环境构建方案示意图；

图4为仿真子站防误信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

本发明提出的一种主子站一体化防误系统闭环测试方法的流程示意图如图1所示，包括：

基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

该方法的原理示意图如图2所示，对主站一次设备进行遥控操作，主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验,包含全网拓扑防误和站内逻辑公式防误，然后主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统，子站防误逻辑校验服务响应主站的防误校验请求，同时，子站进行操作唯一权设置、遥控闭锁节点解锁操作，并将设备状态及包括子站防误信息和运行工况信息的子站模型文件上送给主站一体化防误系统，从而实现主子站一体化防误功能的闭环测试。

本发明基于调度自动化系统试验验证平台构建仿真子站，为主站试验验证提供子站的防误系统仿真功能，图3为主子站一体化防误系统闭环验证环境构建方案，其中综合案例管理服务包括主子站一体化防误验证的案例集，还包括一些被测系统的的ISW、AGC/AVC和高级应用的案例集。在现有试验验证平台的基础上，扩展了功能模块，包括：在电网仿真系统增加了仿真子站防误模型，在试验验证控制层增加了用于主子站一体化防误验证的案例集，以及在数据模拟层增加了子站防误逻辑校验服务，并扩展了IEC104防误信息通信方式。具体操作如下：

(1)构建仿真子站防误模型

仿真子站防误模型涉及断路器、刀闸、接地刀闸、接地线和网门等设备，以及防误的逻辑公式，在现有电网模型基础上加入了接地线，网门和五防模拟信息表，具体信息为：

1-1五防模拟信息表

五防模拟信息表主要提供参与五防设备信息以及操作时采取的防误逻辑公式，包括的域值有：调度系统设备名、子站设备名、五防控制名、五防控制序号、逻辑公式、操作唯一权、继电器状态、闭锁状态和闭锁装置状态信息。

1-2网门信息表

为避免设备遥控时设备间隔里有人，在设备遥控时需要跟踪间隔网门状态，网门信息表包含域值有：网门设备关键字、厂站ID、设备名、遥信值、状态、五防控制名和五防控制序号。

1-3子站设备信息表

子站信息表提供了当前子站的运行工况，包括：关键字域、厂站ID、设备名称、运行模式、运行工况和设备状态信息。

(2)基于仿真子站防误模型构建测试案例

为了验证主子站一体化防误系统功能，基于仿真子站防误模型和调度自动化系统试验验证平台的数据模拟层的综合案例管理服务，设计了正常状态下和异常情况下的测试案例，如表1所示。测试时点击测试案例，自动模拟设备运行状态及设备闭锁状态，为主子站一体化防误系统功能测试构建了仿真子站运行场景。

表1测试案例

(3)基于仿真子站防误模型设置仿真子站防误逻辑校验服务

结合电网仿真模型的电网运行状态以及扩展的子站五防有关的数据表，在电网模拟层构建子站防误逻辑判断功能，用于响应主站发来的子站防误校验请求，并校验结果通过通信规约返回给主站。

子站防误逻辑校验服务包括：

3-1主子站设备状态一致性判断；

3-2子站防误逻辑判断；

3-3设备唯一操作权判断；

3-4解锁遥控闭锁节点；

3-5设置主站唯一操作权；

3-6遥控结束后或遥控超时释放操作权，闭锁遥控闭锁节点。

(4)扩展仿真子站与主站之间的IEC104通信规约

参照电网调控技术支持系统接入变电站微机五防系统信息及互操作规范，对现有通信规约IEC60870-5-104进行扩展来制定电网防误信息采集规约和交互模式。采用扩展的IEC104通信规约与调度主站的一体化防误系统进行通信，为其提供防误校验信息。同时，除了常规的监控数据交换外，子站与主站的信息交互增加了与主站端的一体化防误系统的信息交互。因此，在调度自动化系统试验验证平台的数据模拟层的广域分布子站通信软件模块里增加了新的通信链路，用于交互专用于主子站一体化防误的信息。IEC104通信规约主要扩展的功能如表2所示。

表2I EC104规约扩展内容

下面给出一个主子站一体化防误系统闭环测试方法的具体实施例。根据附图3测试环境构建方案，本发明专利基于调度自动化系统试验验证平台构建了仿真子站。如附图1的流程所示，以测试案例表中的防误操作“带负荷拉刀闸的防误操作”为例，模拟子站设备运行状态及闭锁状态，构建了子站运行场景。对电网500kV的间隔设备进行遥控操作，主站系统根据自身信息主动进行防误校验，然后提交到子站进行防误校验，仿真子站逻辑校验响应主站需求，并将防误信息上送给主站系统，实现了主子站一体化防误系统闭环测试。仿真子站防误信息如附图4所示，则该遥控操作的主子站一体化防误结果为“子站答复：子站逻辑不通过”，并在主站给出逻辑错误提示，从而验证来了主子站一体化防误系统功能正确性。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种主子站一体化防误系统闭环测试系统，由于这些设备解决技术问题的原理与主子站一体化防误系统闭环测试方法相似，重复之处不再赘述。

该测试系统包括：主站防误校验模块和子站响应模块；

其中，主站防误校验模块用于基于预先设定的测试案例集，控制主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

子站响应模块用于控制仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

其中，主站防误校验模块包括：主站防误子单元和请求下发子单元；

主站防误子单元用于基于预先设定的测试案例，控制主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验；

请求下发子单元用于控制主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统；

遥控预置请求包括防误校验请求和是否有多站遥控确认请求。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主子站一体化防误系统闭环测试方法，其特征在于：

基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先设定的测试案例集，主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站包括：

所述基于预先设定的测试案例，主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验；

然后主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统；

所述遥控预置请求包括防误校验请求和是否有多站遥控确认请求。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设置仿真子站，包括：

五防模拟信息表、网门信息表和子站设备信息表；

所述五防模拟信息表用于提供参与五防设备信息以及操作时采取的防误逻辑公式，包括：调度系统设备名、子站设备名、五防控制名、五防控制序号、逻辑公式、操作唯一权、继电器状态、闭锁状态和闭锁装置状态信息；

所述网门信息表包括：网门设备关键字、厂站ID、设备名、遥信值、状态、五防控制名和五防控制序号；

所述子站设备信息表用于提供当前子站的运行工况，包括：关键字域、厂站ID、设备名、运行模式、运行工况和设备状态信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统，包括：

所述仿真子站的子站防误逻辑校验服务响应主站的防误校验请求，同时，所述仿真子站进行操作唯一权设置和遥控闭锁节点解锁操作，并将设备状态及子站模型文件通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站一体化防误系统；

其中，所述子站模型文件包括：子站防误信息和运行工况信息。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述子站防误逻辑校验服务包括：

结合电网仿真系统的电网运行状态以及所述五防模拟信息表、所述网门信息表和所述子站设备信息表，在电网模拟层构建子站防误逻辑判断功能，响应主站发来的子站防误校验请求，包括子站一体化防误、释放操作权、继电器测试、遥控闭锁节点解闭锁状态、子站设备运行工况、网门和临时接地线状态以及配置文件。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先定义电网防误信息采集规约和交互模式，包括：

在数据模拟层对通信规约IEC60870-5-104进行扩展来制定电网防误信息采集规约和交互模式，采用扩展的IEC104通信规约与调度主站的一体化防误系统进行通信，为所述调度主站的一体化防误系统提供防误校验信息；

在调度自动化系统试验验证平台的数据模拟层的广域分布子站通信软件模块里增加专用于交互主子站一体化防误信息的通信链路。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述扩展IEC104通信规约，包括：扩展IEC104通信规约的功能，包括：

子站一体化防误、释放操作权、继电器测试、遥控闭锁节点解闭锁状态、子站设备运行工况、网门和临时接地线状态和配置文件。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设定测试案例集包括：

在试验验证控制层设置用于主子站一体化防误验证的正常操作测试案例和设置防误操作测试案例；

所述正常操作测试案例包括：拉合开关、拉合隔离刀闸和拉合接地刀闸；

所述防误操作测试案例包括：带负荷拉刀闸的防误操作、带负荷拉隔离开关的防误操作、带电合接地开关的防误操作、带电挂地线的防误操作、操作权占用的操作闭锁、带接地刀闸合闸的防误操作和主子站设备状态不一致的防误操作。

9.一种主子站一体化防误系统闭环测试系统，其特征在于，包括主站防误校验模块和子站响应模块；

所述主站防误校验模块用于基于预先设定的测试案例集，控制主站防误系统进行防误校验，并将遥控预置请求下发到预先设置的仿真子站；

所述子站响应模块用于控制所述仿真子站响应主站发来的子站防误校验请求，并将校验结果通过预先定义的电网防误信息采集规约和交互模式返回给主站防误系统。

10.如权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述主站防误校验模块包括：主站防误子单元和请求下发子单元；

所述主站防误子单元用于基于预先设定的测试案例，控制主站防误系统根据自身信息主动进行防误校验；

所述请求下发子单元用于控制主站防误系统将遥控预置请求下发到子站五防系统；

所述遥控预置请求包括防误校验请求和是否有多站遥控确认请求。