CN109802845A - 一种智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法，包括配电自动化主站系统、配电自动化终端设备和仿真测试平台，测试方法包括生成仿真主站参数和仿真终端参数、分别与配电主站和配电终端通讯、模拟生成数据并插入传送给配电主站和通过人机界面监视整个通讯过程；本发明结构简单，测试手段灵活：监视方便，验证完整可靠，所述仿真主站参数和仿真终端参数都可以通过向导进行简单的输入后生成，节省构建模型参数的时间，工作效率高；可通过人机界面进行人机交互，监视通讯过程，设置和查看数据，执行控制；所述仿真测试平台采用便携式设计，整个软件系统可安装在一台电脑上，通过网络或外接串口与外部系统通讯，硬件系统模拟现场的FTU/DTU设备及模拟断路器。

Description

一种智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法，属于配电自动化系统的仿真测试技术领域。

背景技术

随着智能配电网的发展，配电自动化系统接入终端的数量逐年上升，包括配电开关监测终端FTU、配电变压器监测终端TTU、配电所监控终端DTU等。需要有一种合理的手段，来对不同厂商不同型号的智能终端进行测试，包括功能测试和性能测试等；

目前，配电自动化系统在终端接入时，通常采用的验证方法是:一是由第三方进行终端功能和一致性测试，二是由配电自动化主站系统进行终端接入规约调试。前者由于第三方测试软件不能真实反应特定主站的功能特点，造成第三方验证和现场验证的结果不一致；后者由于主站系统和终端设备均不是针对仿真测试设计，提供的技术手段有限，难以进行完整准确的验证；

因为终端在运行过程中，经常会出现某些无规律的故障或意外事故，通过现有主站的处置或报警，难以深入分析并准确的找到故障原因，需要有一种能够长时间监听通讯数据并进行解释分析的系统，同时提供当终端出现故障时判断出是一次开关故障或是二次设备故障的依据。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种测试方便、信息可靠的智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法。

为解决其技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明人在自己的工作中，通过长时间的研究分析和多次实验，最后总结出一种智能配电网终端仿真测试系统及其测试方法，从而完成本发明。所述智能配电网终端仿真测试系统，包括：配电自动化主站系统、配电自动化终端设备和仿真测试平台，其特点是：

1、所述仿真测试平台由命令模拟系统、终端仿真模拟系统、主站仿真系统和数据模拟系统组成，所述主站仿真系统可仿真主站，所述终端仿真系统可仿真终端；所述数据模拟系统，可模拟数据按照算法进行自动变化；所述命令模拟系统，可下发控制命令或进行数据召唤，在进行主站和终端的测试和问题处理时，不直接由主站和终端通讯，而是由仿真测试平台作为从站和配网主站进行通讯；同时，仿真测试平台作为主站和配网终端进行通讯；

2、所述仿真测试平台将配网终端的数据转发给配网主站，将配网主站的命令转发给配网终端，从而不干扰自动化系统的正常运行；

3、所述仿真测试平台对双方的报文进行监视、解析、存储，对通讯过程中的异常过程进行记录和提示；

4、所述仿真测试平台可模拟生成数据，或者人工设置边界数据，上送到主站，以验证主站处理的正确性；

5、仿真测试平台可测试生成命令，包括控制命令和数据召唤命令，以验证终端处理的正确性；

6、所述仿真测试平台可通过硬件模拟，接收相应控制命令并改变继电器状态，以验证主站命令的正确性。

本发明所述智能配电网终端仿真测试系统的测试方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，生成仿真主站参数和仿真终端参数，分别包括遥信、遥测、电度、遥控、遥调；

步骤S2，分别与配电主站和配电终端通讯，通讯方式包括串口、网络，通讯规约包括IEC101/104，从配电终端获取的数据，转发到配电主站；从配电主站接收的命令，下发到配电终端；步骤S3，模拟生成数据并插入传送给配电主站，模拟生成命令并插入下发给配电终端，测试过程中配电终端难以生成动态数据，通过仿真测试平台的模拟数据可弥补测试不足，考虑到配电主站为运行系统，部分命令直接在仿真测试平台下发，不影响配电主站系统的正常运行；

步骤S4，通过人机界面监视整个通讯过程，对通讯报文进行解析，提示出现的通讯错误。

与现有技术相比，本发明有如下实质性特点和显著的进步：

1、在本发明中，仿真主站参数和仿真终端参数都可以通过向导进行简单的输入后生成，这样节省了构建模型参数的时间，提高了工作效率；

2、在本发明的实例中，可通过人机界面进行人机交互，监视通讯过程，设置和查看数据，执行控制等；

3、所述仿真测试平台采用便携式设计，整个软件系统可安装在一台笔记本电脑上，通过网络或外接串口与外部系统通讯，硬件系统模拟现场的FTU/DTU设备及模拟断路器；

4、本发明采用仿真测试平台作为主站和终端间的媒介，由仿真测试平台分别与主站和终端进行通讯和一致性验证；

本技术方案的进步主要体现在：

测试手段灵活：常规测试时，由仿真测试平台将终端上送数据发给主站，将主站的控制命令发给终端；此外，仿真测试平台可进行终端仿真和主站仿真，模拟三角波或正弦波发送给主站，以验证主站的数据刷新效率；模拟控制命令发送给终端，以验证终端的控制功能;

监视方法方便：仿真测试平台作为媒介层，提供监视界面实现对数据、报文、流程的监控，避免了配电主站监视手段有效的缺点；

验证完整可靠：本发明采用仿真测试平台增强了配电主站的测试功能，使得一些不便使用配电主站测试的功能，通过仿真测试平台的测试功能进行验证；一些不便使用配电终端模拟的功能，可通过仿真测试平台的仿真功能进行仿真；

仿真测试系统用于配网主站和配网终端之间的接入测试，也可以单独作为终端仿真用于测试配网主站功能；也可以用于配网终端的规约一致性测试。同时，仿真测试系统可将内部的主站仿真和终端仿真进行自环，相关人员可进行模拟操作，以进行配电自动化专业人员的培训。

附图说明

图1是本智能配电网终端仿真测试系统的结构示意方框图；

图2是本智能配电网终端仿真测试系统的测试方法的流程图；

图3是本智能配电网终端仿真测试系统的测试方法的方框图；

图4是本智能配电网终端仿真测试系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，所述实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本申请的实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1：本配电自动化仿真测试系统的结构示意方框图见图1：它包括：配电自动自动化主站系统、配电自动自动化终端和仿真测试平台，所述配电自动化主站系统，与仿真测试平台连接，用于获取上行数据和下发控制命令；所述配电自动化终端系统，与仿真测试平台连接，用于接收控制命令和上送数据；所述仿真测试平台，作为主站系统和终端系统的媒介，通过仿真终端功能与配电主站连接，通过仿真主站功能与配电终端连接。

其中，所述配电自动化主站系统：仿真测试平台通过主站仿真与配电终端连接，仿真测试平台模拟IEC101/104电力规约的主站端，通过网络方式、串口方式与配电终端通讯；

所述命令模拟系统：在进行主站仿真时，除了从配电主站下发的遥控命令外，仿真测试平台可模拟生成包括：遥控命令、遥调命令、对时命令、全数据召唤命令，通过规约下发到配电终端，以验证配电终端处理的正确性；

所述终端仿真系统：仿真测试平台通过终端仿真与配电主站连接。仿真测试平台模拟IEC101/104电力规约的从站端，通过网络方式、串口方式与配电主站通讯；

所述数据模拟：在进行终端仿真时，除了配电终端上送的数据外，仿真测试平台可按照一定周期生成正弦波、三角波、随机数等数据，上送到配电主站。

实施例2：本智能配电网终端仿真测试系统的测试方法，该方法包括如下步骤（参见图2和图3）：

步骤S1，通过人机界面生成仿真主站参数和仿真终端参数，其参数分别包括遥信、遥测、电度、遥控、遥调；

步骤S2，分别与配电主站和配电终端通讯，通讯方式包括串口、网络，通讯规约包括IEC101/104，从配电终端获取的数据，转发到配电主站；从配电主站接收的命令，下发到配电终端；

步骤S3，模拟生成数据并插入传送给配电主站，模拟生成命令并插入下发给配电终端，测试过程中配电终端难以生成动态数据，通过仿真测试平台的模拟数据可弥补测试不足，考虑到配电主站为运行系统，部分命令直接在仿真测试平台下发，不影响配电主站系统的正常运行；

步骤S4，通过人机界面监视整个通讯过程，对通讯报文进行解析，提示出现的通讯错误。

实施例3：介绍一个配电自动仿真测试系统的硬件系统结构：

设计出的配电自动仿真测试系统的硬件结构（参见图4）， 包括外部接口1,RS485转换电路2,CPU控制电路3,硬件看门狗电路4,LED驱动电路5,三极管驱动电路6,光电隔离电路7,继电器电路8,抗干扰及过电压保护电路9,供电电路10,外部接口电路11,外部接口电路12；

其中，所述外部接口1接收模拟监控平台发出的RS485数据,通过RS485转换电路2送达CPU控制电路3, CPU控制电路3通过对数据的处理后对三极管驱动电路6进行控制, 三极管驱动电路6对继电器电路8进行控制,继电器电路8信息输出到外部接口11；

所述外部接口12接收外部来的电平信息,到抗干扰及过电压保护电路9,被处理过的信息到光电隔离电路7,经过处理后的信息送到CPU控制电路3,经过CPU控制电路3处理后的信息通过RS485转换电路2和外部接口1送到模拟监控平台；

所述硬件看门狗电路时刻监视CPU控制电路3的运行情况,如果有异常则复位CPU控制电路3；

所述CPU控制电路3驱动LED驱动电路5,对CPU控制电路3的运行情况控制指示灯的显示；

所述供电电路10提供工作电源给:RS485转换电路2,CPU控制电路3,硬件看门狗电路4,LED驱动电路5,三极管驱动电路6,继电器电路8。

Claims (7)

1.一种智能配电网终端仿真测试系统，包括：配电自动化主站系统、配电自动化终端设备和仿真测试平台，其特征是：所述仿真测试平台由命令模拟系统、终端仿真模拟系统、主站仿真系统和数据模拟系统组成，所述主站仿真系统可仿真主站，所述终端仿真系统可仿真终端；所述数据模拟系统，可模拟数据按照算法进行自动变化；所述命令模拟系统，可下发控制命令或进行数据召唤，在进行主站和终端的测试和问题处理时，不直接由主站和终端通讯，而是由仿真测试平台作为从站和配网主站进行通讯；同时，仿真测试平台作为主站和配网终端进行通讯。

2.根据权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统，其特征是：所述仿真测试平台将配网终端的数据转发给配网主站，将配网主站的命令转发给配网终端，从而不干扰自动化系统的正常运行。

3.根据权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统，其特征是：所述仿真测试平台对双方的报文进行监视、解析、存储，对通讯过程中的异常过程进行记录和提示。

4.根据权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统，其特征是：所述仿真测试平台可模拟生成数据，或者人工设置边界数据，上送到主站，以验证主站处理的正确性。

5.根据权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统，其特征是：所述仿真测试平台可测试生成命令，包括控制命令和数据召唤命令，以验证终端处理的正确性。

6.根据权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统，其特征是：所述仿真测试平台可通过硬件模拟，接收相应控制命令并改变继电器状态，以验证主站命令的正确性。

7.一种如权利要求1所述智能配电网终端仿真测试系统的测试方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，生成仿真主站参数和仿真终端参数，分别包括遥信、遥测、电度、遥控、遥调；

步骤S2，分别与配电主站和配电终端通讯，通讯方式包括串口、网络，通讯规约包括IEC101/104，从配电终端获取的数据，转发到配电主站；从配电主站接收的命令，下发到配电终端

步骤S3，模拟生成数据并插入传送给配电主站，模拟生成命令并插入下发给配电终端，测试过程中配电终端难以生成动态数据，通过仿真测试平台的模拟数据可弥补测试不足，考虑到配电主站为运行系统，部分命令直接在仿真测试平台下发，不影响配电主站系统的正常运行；

步骤S4，通过人机界面监视整个通讯过程，对通讯报文进行解析，提示出现的通讯错误。