CN108490282A - 一种智能变电站告警测试数据的预置方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种智能变电站告警测试数据的预置方法及系统，包括：基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。本发明利用自动化生成和注入方法避免繁琐复杂的人工挑点和配置过程，而且无IEC61850基础的测试人员同样可以操作，真正实现对智能告警推理功能的自动化测试，有利于智能告警标准化测试的推广。

Description

一种智能变电站告警测试数据的预置方法及系统

技术领域

本发明涉及变电站自动化技术领域，具体涉及一种智能变电站告警测试数据的预置方法及系统。

背景技术

随着智能电网的建设，电网规模越来越大，作为智能电网的重要环节，智能变电站的试点、建设、测试及运维是其中的重点。目前，针对智能告警模块的智能化推理功能的检测，需要输入反映变电站典型故障的序列化告警数据来验证智能推理结果的正确性，现有的告警基础测试数据注入工具主要依靠虚拟IED仿真工具，根据典型故障场景下所产生的告警信号，人工挑选反映典型故障的告警信号，手动配置告警信号的发送顺序和时间间隔，这种方式费时费力、容易出错，而且人工挑点和配置过程尚需具备一定的IEC61850基础，这样对智能告警的测试带来极大的不便，不利于智能告警标准化测试的推广。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种智能变电站告警测试数据的预置方法及系统。

本发明提供的技术方案是：一种智能变电站告警测试数据的预置方法，包括：

基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；

将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；

将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。

优选的，所述故障模板文件的设计，包括：

根据智能变电站故障判据中的故障信息并结合SCD关于IED、FCDA节点信息命名规范设计故障案例、IED描述节点、基础告警/序列告警和告警信号。

优选的，所述故障案例，包括：

根据智能告警故障信息中的故障名称设定故障案例的电压等级、故障对象类型和故障描述。

优选的，所述IED描述节点，包括：

根据智能告警故障信息中的保护装置设定匹配规则、IED描述关键字和IED名称关键字。

优选的，所述序列告警，包括：

故障发生前的初始化告警序列、故障发生时的告警序列和故障发生后的复位告警序列。

优选的，所述告警信号，包括：

根据智能告警故障信息中的保护设备发出的告警信号设定告警名称、所属数据集、告警基本类型、时间间隔、匹配规则、告警品质位、告警描述关键字、告警描述、告警信号值和告警序号。

优选的，所述工程数据文件的生成，包括：

读取智能变电站的SCD文件，依次遍历SCD文件中的所有IED节点，查找数据对象描述属性节点的名称与FCDA的数据对象名称相同的数据对象描述节点；

将所述数据对象描述属性节点下的数据对象描述节点添加到所述FCDA下；

所有添加所述数据对象描述节点的IED节点组成工程数据文件。

优选的，所述将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件，包括：

根据故障案例中IED名称关键字遍历工程数据文件中的IED节点；

获取所述工程数据文件中IED节点的名称与所述故障案例中IED名称关键字相同的IED节点；

将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件。

优选的，所述将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件，包括：

对故障案例中的IED描述节点与工程数据文件中的IED节点按所述IED描述节点下设定的匹配规则进行映射匹配；

当IED描述节点映射成功后，对故障案例中告警信号下的告警描述关键字与所述IED节点下的数据对象描述节点按预先设定的匹配规则进行映射匹配；

若有未映射的IED描述节点或告警信号，则修正故障案例，重新进行映射匹配。

优选的，所述将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统之前，包括：

解析SCD文件生成CID文件集。

优选的，所述解析SCD文件生成CID文件集，包括：

解析SCD文件并依次遍历所有IED节点；

根据查找路径提取IED节点的名称与智能电子设备名称相同的连接访问点；

为所述连接访问点添加SCD文件的头和数据类型节点信息生成所述IED节点的CID文件；

所述CID文件的集合生成CID文件集。

优选的，所述查找路劲包括：

通信→子网络→连接访问点→智能电子设备名称。

优选的，所述将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统，包括：

IED服务器接收并解析至少一个CID文件；

所述IED服务器接收至少一个实例化测试用例文件中序列告警的下装；

将接收到的序列告警以第一个序列告警中的时间为主进行坐标对齐；

将告警序列信号按预设的时间间隔依次发送到监控系统。

优选的，所述将告警序列信号按预设的时间间隔依次发送到监控系统后，还包括：

所述监控系统中的智能告警模块加载序列化告警信息，生成故障分析结果。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种智能变电站告警测试数据的预置系统，包括：

选择模块：用于基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；

生成模块：用于将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；

注入模块：用于将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。

优选的，所述生成模块，包括：

第一生成子模块：用于生成工程数据文件；

第二生成子模块：用于生成实例化测试用例文件。

优选的，所述第一生成子模块，包括：

查找单元：用于读取智能变电站的SCD文件，依次遍历SCD文件中的所有IED节点，查找数据对象描述属性节点的名称与FCDA的数据对象名称相同的数据对象描述节点；

添加单元：用于将所述数据对象描述属性节点下的数据对象描述节点添加到所述FCDA下；

组成单元：用于所有添加所述数据对象描述节点的IED节点组成工程数据文件。

优选的，所述第二生成子模块，包括：

遍历单元：用于根据故障案例中IED名称关键字遍历工程数据文件中的IED节点；

获取单元：用于获取所述工程数据文件中IED节点的名称与所述故障案例中IED名称关键字相同的IED节点；

映射单元：用于将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案，基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统，从而避免繁琐复杂的人工挑点和配置过程，而且无IEC61850基础的测试人员同样可以操作，真正实现对智能告警推理功能的自动化测试，有利于智能告警标准化测试的推广。

附图说明

图1为本发明智能变电站告警测试数据的预置方法的设计流程图；

图2为本发明的告警数据自动生成与注入方法总体设计；

图3为本发明的实例化测试用例自动生成流程；

图4为本本实施例的二次设备仿真及告警信号注入流程。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

图1为本发明智能变电站告警测试数据的预置方法的设计流程图，包括：

基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；

将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；

将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。

本实施例中进一步提供了具体设计的步骤：

如图2所示，首先是设计变电站典型故障模板文件；

模板文件包括IED信息描述、告警基础数据、告警序列数据，其中告警序列数据包括三个部分：故障发生前的初始化告警序列、故障发生时的告警序列和故障发生后的复位告警序列。

变电站典型故障模板文件的设计步骤如下：

1、本实施例中的模板文件采用XML描述方式，其节点依次为WarnCase->IED->WarnBase/WarnSeq->Warn，分别表示故障案例、IED描述、基础/序列告警、告警；

2、WarnCase节点属性设计为voltage、object、desc，分别表示电压等级、故障对象类型、故障描述；

3、IED节点属性设计为matchrule、descKey、desc、nameKey，分别表示匹配规则、IED描述关键字、IED描述、IED名称关键字；

4、WarnBase/WarnSeq节点属性设计为desc，表示基础或序列告警；

5、Warn节点属性设计为name、dataset、bType、interval、matchrule、quality、descKey、desc、value、sqnum，分别表示告警名称、所属数据集、告警基本类型、时间间隔、匹配规则、告警品质位、告警描述关键字、告警描述、告警信号值、告警序号；

本实施例中，智能告警故障判据列出500kV、220kV和35kV变电站的接线方式、保护配置情况和典型故障的判别逻辑图，其中500kV和220kV的故障判别逻辑图包括线路故障、主变故障和母线故障，35kV的故障判别逻辑图包括母线故障和所用变故障。

本实施例中具体以某220kV变电站瞬时单相接地故障为例，该站为双母双分段接线方式，线路保护采用双重化配置，不单独配置开关保护，重合闸集成在线路保护中。

依托智能告警故障判据中关于220kV线路单相瞬时故障判别逻辑图，设计线路单相瞬时故障的模板文件。

告警序列的初始化是保证两套保护设备保护动作和重合闸动作正常，并使所有跳闸位置都在“false”状态。

故障信号序列的具体设置如下表所示：

表1 告警序列的初始化设置

ied	desc	Interval(ms)	value	quality
					220kV线路保护A	分相跳闸位置TWJa	0	false	0x0000
220kV线路保护A	分相跳闸位置TWJb	0	false	0x0000
					220kV线路保护A	分相跳闸位置TWJc	0	false	0x0000
220kV线路保护A	保护动作	0	0x00	0x0000
					220kV线路保护A	重合闸动作	0	0x00	0x0000
220kV线路保护B	分相跳闸位置TWJa	0	false	0x0000
					220kV线路保护B	分相跳闸位置TWJb	0	false	0x0000
220kV线路保护B	分相跳闸位置TWJc	0	false	0x0000
					220kV线路保护B	保护动作	0	0x00	0x0000
220kV线路保护B	重合闸动作	0	0x00	0x0000

故障发生时，首先是两套设备的保护动作跳开，两套设备的分相跳闸位置TWJa状态为“true”，即为跳闸，然后是两套设备的重合闸动作跳开。

至此，该故障发生时告警序列的具体配置如下表所示：

表2 故障发生时告警序列配置

ied	desc	Interval(ms)	value	quality
					220kV线路保护A	保护动作	1000	0x03	0x0000
220kV线路保护B	保护动作	0	0x03	0x0000
					220kV线路保护A	分相跳闸位置TWJa	100	true	0x0000
220kV线路保护B	分相跳闸位置TWJa	0	true	0x0000
					220kV线路保护A	重合闸动作	1000	0x01	0x0000
220kV线路保护B	重合闸动作	0	0x01	0x0000

故障发生后，需将所有动作过的信号进行复位，使其回到正常工作状态。具体配置如下表所示：

表3 故障发生后告警序列配置

ied	desc	Interval(ms)	value	quality
					220kV线路保护A	分相跳闸位置TWJa	100	false	0x0000
220kV线路保护B	分相跳闸位置TWJa	0	false	0x0000
					220kV线路保护A	保护动作	0	0x00	0x0000
220kV线路保护A	重合闸动作	0	0x00	0x0000
					220kV线路保护B	保护动作	0	0x00	0x0000
220kV线路保护B	重合闸动作	0	0x00	0x0000

本实施例中提供了实现220kV变电站瞬时单相接地故障模板文件的程序设计如下：

其中：bType表示告警信号的基本类型，分别为SPS(单点)、DPS(双点)、INS(整形)、FLOAT(浮点)、ACT(保护激活信息)、IGNORE(忽略)；

descKey表示匹配关键字信息；

value表示告警信号值。

对于点单、双点及保护激活信息类型，告警信号值对应如下：

单点(SPS)：false(0)、true(1)

双点(DPS)：00(0x00)、01(0x40)、10(0x80)、11(0xC0)

保护激活信息(ACT)：general(bit0)、phsA(bit1)、phsB(bit2)、phsC(bit3)

其次是SCD文件解析；

通过解析变电站配置描述SCD文件，生成工程数据文件和CID文件集，其操作步骤如下：

1)通过XML解析器读取SCD文件，依次遍历各IED节点，提取出该IED节点信息；

2)根据该IED名称name，依次遍历SCD文件Communication节点下SubNetwork子节点下ConnectedAP二级子节点下的iedName属性，提取出iedName属性与IED名称匹配的ConnectedAP节点；

3)根据所提取的节点，同时保留SCD的Header、DataTypeTemplates等通用节点信息，生成该IED节点对应的CID文件；

4)直到遍历完所有IED节点，生成一系列CID文件即CID文件集；

5)依次遍历各IED节点，提取出LN0节点下的数据集DataSet子节点；

6)对于DataSet节点下的每个FCDA子节点doName，在同一LDevice节点的LN节点下遍历其DOI子节点，找出与doName匹配的DOI节点，获取其描述desc，并将desc属性增加至对应的FCDA子节点中；

7)直到遍历完所有IED节点，将所有增加FCDA描述信息的DataSet节点集成在一起挂接在对应的IED节点下，最终生成工程数据DCD文件。

再次是实例化测试用例自动生成，操作流程如图3所示，其操作步骤如下：

1)选择某故障模板文件，并从故障模板中选择故障用例，该故障用例是具体的故障类别，比如线路瞬时性单相接地故障，分为瞬时性A相接地故障、瞬时性B相接地故障、瞬时性C相接地故障等，这些具体的分类即为故障用例；

2)IED映射，对故障模板文件IED节点与工程数据文件IED节点进行映射匹配，IED的模糊信息为nameKey或descKey，格式如：PL2*A，220*线*保护*A，如有未映射的IED，需要修正故障模板信息，重新映射；

3)基础告警信号映射，IED映射成功后，对故障模板文件WarnBase节点下的Warn子节点与工程数据文件DataSet节点下的FCDA子节点进行映射匹配，基础告警数据的模糊信息为descKey，格式如：跳*位*a，如有未映射的信号，需要修正故障模板信息，重新映射；

4)告警信号序列映射，对故障模板文件WarnSeq节点下的Warn子节点与工程数据文件DataSet节点下的FCDA子节点进行映射匹配，由于信号序列由基础告警信号组成，当基础告警信号映射成功后，告警信号序列自然映射成功；

5)所有映射完成后，最终形成实例化测试用例文件，其内容为该故障相关设备在工程文件中的具体信息，信息包括数据对象引用名、描述、ied名称、ied描述、数据值、时间间隔等。

最后是二次设备仿真及告警信号注入，操作流程如图4所示，其操作步骤如下：

1)IEDs服务器接收CID文件的下装；

2)解析CID文件，MMS服务器初始化；

3)IEDs服务器接收实例化告警序列文件下装，可以为1个，也可以为多个；

4)对多个告警序列文件中描述的时间进行坐标对齐；例如：接收到的多个告警序列文件的时间分别是：9：01、9:09、9:12、9:15，则以第一个告警序列文件中的时间9：01为主进行坐标对齐；

5)对于统一时间的告警信号序列进行模拟发送。

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。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种智能变电站告警测试数据的预置方法，其特征在于，包括：

基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；

将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；

将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。

2.如权利要求1所述的预置方法，其特征在于，所述故障模板文件的设计，包括：

根据智能变电站故障判据中的故障信息并结合SCD关于IED、FCDA节点信息命名规范设计故障案例、IED描述节点、基础告警/序列告警和告警信号。

3.如权利要求2所述的预置方法，其特征在于，所述故障案例，包括：

根据智能告警故障信息中的故障名称设定故障案例的电压等级、故障对象类型和故障描述。

4.如权利要求2所述的预置方法，其特征在于，所述IED描述节点，包括：

根据智能告警故障信息中的保护装置设定匹配规则、IED描述关键字和IED名称关键字。

5.如权利要求2所述的预置方法，其特征在于，所述序列告警，包括：

故障发生前的初始化告警序列、故障发生时的告警序列和故障发生后的复位告警序列。

6.如权利要求2所述的预置方法，其特征在于，所述告警信号，包括：

根据智能告警故障信息中的保护设备发出的告警信号设定告警名称、所属数据集、告警基本类型、时间间隔、匹配规则、告警品质位、告警描述关键字、告警描述、告警信号值和告警序号。

7.如权利要求1所述的预置方法，其特征在于，所述工程数据文件的生成，包括：

读取智能变电站的SCD文件，依次遍历SCD文件中的所有IED节点，查找数据对象描述属性节点的名称与FCDA的数据对象名称相同的数据对象描述节点；

将所述数据对象描述属性节点下的数据对象描述节点添加到所述FCDA下；

所有添加所述数据对象描述节点的IED节点组成工程数据文件。

8.如权利要求7所述的预置方法，其特征在于，所述将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件，包括：

根据故障案例中IED名称关键字遍历工程数据文件中的IED节点；

获取所述工程数据文件中IED节点的名称与所述故障案例中IED名称关键字相同的IED节点；

将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件。

9.如权利要求8所述的预置方法，其特征在于，所述将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件，包括：

对故障案例中的IED描述节点与工程数据文件中的IED节点按所述IED描述节点下设定的匹配规则进行映射匹配；

当IED描述节点映射成功后，对故障案例中告警信号下的告警描述关键字与所述IED节点下的数据对象描述节点按预先设定的匹配规则进行映射匹配；

若有未映射的IED描述节点或告警信号，则修正故障案例，重新进行映射匹配。

10.如权利要求1所述的预置方法，其特征在于，所述将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统之前，包括：

解析SCD文件生成CID文件集。

11.如权利要求10所述的预置方法，其特征在于，所述解析SCD文件生成CID文件集，包括：

解析SCD文件并依次遍历所有IED节点；

根据查找路径提取IED节点的名称与智能电子设备名称相同的连接访问点；

为所述连接访问点添加SCD文件的头和数据类型节点信息生成所述IED节点的CID文件；

所述CID文件的集合生成CID文件集。

12.如权利要求11所述的预置方法，其特征在于，所述查找路劲包括：

通信→子网络→连接访问点→智能电子设备名称。

13.如权利要求10所述的预置方法，其特征在于，所述将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统，包括：

IED服务器接收并解析至少一个CID文件；

所述IED服务器接收至少一个实例化测试用例文件中序列告警的下装；

将接收到的序列告警以第一个序列告警中的时间为主进行坐标对齐；

将告警序列信号按预设的时间间隔依次发送到监控系统。

14.如权利要求13所述的预置方法，其特征在于，所述将告警序列信号按预设的时间间隔依次发送到监控系统后，还包括：

所述监控系统中的智能告警模块加载序列化告警信息，生成故障分析结果。

15.一种智能变电站告警测试数据的预置系统，其特征在于，包括：

选择模块：用于基于测试需求在预先设计的故障模板文件中选择故障案例；

生成模块：用于将所述故障案例与预先生成的工程数据文件映射匹配生成实例化测试用例文件；

注入模块：用于将所述实例化测试用例文件通过IED仿真服务器注入至监控系统。

16.如权利要求15所述的预置系统，其特征在于，所述生成模块，包括：

第一生成子模块：用于生成工程数据文件；

第二生成子模块：用于生成实例化测试用例文件。

17.如权利要求16所述的预置系统，其特征在于，所述第一生成子模块，包括：

查找单元：用于读取智能变电站的SCD文件，依次遍历SCD文件中的所有IED节点，查找数据对象描述属性节点的名称与FCDA的数据对象名称相同的数据对象描述节点；

添加单元：用于将所述数据对象描述属性节点下的数据对象描述节点添加到所述FCDA下；

组成单元：用于所有添加所述数据对象描述节点的IED节点组成工程数据文件。

18.如权利要求16所述的预置系统，其特征在于，所述第二生成子模块，包括：

遍历单元：用于根据故障案例中IED名称关键字遍历工程数据文件中的IED节点；

获取单元：用于获取所述工程数据文件中IED节点的名称与所述故障案例中IED名称关键字相同的IED节点；

映射单元：用于将所述故障案例中的IED描述节点与获取的IED节点进行映射匹配，所述故障案例中的告警信号与获取的IED节点下的数据对象描述节点进行映射匹配，生成实例化测试用例文件。