CN111308245A - 一种智能变电站远动机自动测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站远动机自动测试装置及其测试方法，包括软件平台和用于支撑软件平台的硬件平台。软件平台包括用于与硬件平台连接、通信的物理层、用于用户交互、程序管理的交互层和用于功能处理的应用层。测试方法包括：导入调控点表和配置文件，建立系统数据模型；生成测试案例；解析测试数据；生成MMS报文，并发送给远动机、报文记录分析系统；远动机转发数据至报文记录分析系统、主站仿真系统；报文记录分析系统为接收到的数据打时间戳并将数据推送至自动测试系统，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统；自动测试系统根据发送数据、接收数据和时间戳，分析出测试结果。

Description

一种智能变电站远动机自动测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，尤其涉及一种智能变电站远动机自动测试装置及其测试方法。

背景技术

远动机作为二次系统一体化建设中站内核心设备，其运行可靠性、数据处理实时性以及与主站应用的互动贯通功能是其关键考核指标，但目前电力远动机在变电站现场没有经过完整测试，主要是通过实验加量或分合开关与主站进行对点，来验证远动机配置及其转发功能是否正确，如果要对远动机全面测试，则需要在实验室搭建复杂的测试环境，需要的测试设备众多，模拟流程复杂，测试误差大，且全依赖人工操作，不仅流程烦琐、工作量巨大，而且正确性能还得不到保证，因此，在实际应用现场，其主要功能和性能都没有经过严格测试。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种智能变电站远动机自动测试装置及其测试方法。

为了实现上述目的，本公开提供一种智能变电站远动机自动测试装置，包括软件平台和用于支撑软件平台的硬件平台；

软件平台包括：

用于与硬件平台连接、通信的物理层；

用于用户交互、程序管理的交互层；交互层包括用于根据调控点表和配置文件建立系统数据模型的数据建模系统、用于生成测试案例的测试案例系统、用于发送测试数据到应用层的自动测试系统，数据建模系统、测试案例系统和自动测试系统依次连接；

用于功能处理的应用层；应用层受交互层调用，并调用物理层；应用层包括用于生成制造报文规范MMS报文、并将报文发送至远动机的二次设备仿真系统，应用层还包括用于接收远动机转发数据和二次设备仿真系统发送数据的报文记录分析系统、用于接收远动机转发数据的主站仿真系统；

报文记录系统接收远动机转发数据和二次仿真系统发送数据并打时间戳，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统，报文记录系统将接收的数据推送至自动测试系统，自动测试系统根据其发送的待测数据和接收数据及时间戳分析得测试结果。

可选地，硬件平台包括：

用于控制管理系统的中央处理单元；

用于数据处理的数据处理单元；

用于为站内调试和站级联调提供同步功能的同步单元；

用于数据发送的数据发送单元；

用于实时采集数据的数据采集单元。

可选地，应用层还包括为传输协议、报文施加背景流量的网络测试系统，进行性能测试时，网络测试系统发送背景流量至远动机。

可选地，交互层还包括标准报告输出系统，标准报告输出系统接收自动测试系统发送的测试结果并向外输出。

本公开还提供一种智能变电站远动机自动测试方法，应用于上述任一项所述的智能变电站远动机自动测试装置，包括以下步骤：

S1，数据建模系统导入调控点表和配置文件，并建立系统数据模型；

S2，测试案例系统根据系统数据模型并结合远动机测试标准生成测试案例；

S3，自动测试系统读取测试案例系统生成的测试案例，并解析出测试数据；

S4，二次设备仿真系统接收自动测试系统发送的测试数据生成MMS报文，并发送给远动机、报文记录分析系统；

S5，远动机转发数据至报文记录分析系统、主站仿真系统；

S6,报文记录分析系统为接收到的数据打时间戳并将数据推送至自动测试系统，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统；

S7，自动测试系统根据发送数据、接收数据和时间戳，分析出测试结果。

本发明的有益效果在于：

1、解决了测试设备和系统众从的问题；

2、解决了测试流程复杂的问题；

3、解决了异常或者错误数据无法仿真或仿真不全面的问题；

4、解决了不能测试远动机的极限性能问题；

5、解决了整个测试过程完全依赖人工的问题，全面实现了自动化测试。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本发明所述的硬件平台的结构图；

图2是本发明所述的软件平台的结构图；

图3是本发明所述智能变电站远动机自动测试方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本发明涉及一种智能变电站远动机自动测试装置，包括软件平台和用于支撑软件平台的硬件平台。

如图1所示，智能变电站远动机自动测试装置通过2个用于仿真MMS数据的百/千兆自适应以太网口连接到交换机，交换机再连接到远动机采集口和PL(可编程序逻辑)输入口，另外2个用于仿真调度主站的百/千兆自适应以太网口连接交换机，交换机再连接到远动机输出口和PL输出口。

硬件平台包括：

用于控制管理系统的中央处理单元；中央处理单元主要负责控制、管理和通信，运行用户界面和应用程序。

用于数据处理的数据处理单元；数据处理单元负责数据生成、数据计算、编码解码、调制解调等，采用双ARM结构，一ARM用于应用程序操作，另一ARM用于与PL进行交换。

用于为站内调试和站级联调提供同步功能的同步单元；同步单元对时支持IRIG-B和SNTP对时，主时钟为变电站采取的基准时间，其中IRIG-B码、IEEE 1588对时采取的是外部时钟，GPS采用内嵌ns级GPS模块，为站内调试以及站级联调提供同步功能。

用于数据发送的数据发送单元；包括仿真设备数据发送和仿真调度主站数据发送，输出符合DL/T860、DL/T 634.5104、DL/T 476等规约标准。

用于实时采集数据的数据采集单元。数据采集单元负责实时采集输入、并以微秒级精度打时间戳，设备仿真输出数据对应以太网接口和RS485接口，调度主站输出对应以太网接口，IEEE 1588报文对应光纤以太网接口。

硬件接口至少包括：4个百/千兆自适应以太网接口，2个RS485接口，IRIG-B对时接口。

如图2所示，软件平台包括：

用于与硬件平台连接、通信的物理层；物理层面向硬件平台底层硬件，功能为硬件接口及通信，向上接受应用层程序的调用，向下与硬件直接接口。主要包括通信程序、中断处理程序、同步程序等。

用于用户交互、程序管理的交互层；交互层包括用于根据调控点表和配置文件建立系统数据模型的数据建模系统、用于生成测试案例的测试案例系统、用于发送测试数据到应用层的自动测试系统和用于向外输出测试结果的标准报告输出系统，数据建模系统、测试案例系统、自动测试系统和标准报告输出系统依次连接，标准报告输出系统接收自动测试系统发送的测试结果并向外输出，即显示或打印。

数据建模系统负责导入调控点表、RCD(远动机配置)文件，SCD(变电站配置)文件，生成全站CID(IED实例配置文件)文件和建立系统数据模型。

测试案例系统根据测试原理，依据SCD与调控点表的对应关系，再根据预设案例的特性自动生成测试案例需要对应的数据，实现测试案例的自动生成。

自动控制系统负责将应用层系统有机协调，并控制各个程序的运行。自动测试系统包括自动控制单元及数据分析单元。自动控制单元根据测试类型控制应用层各系统收发数据，测试类型包括基本功能测试、基本性能测试和时间同步测试，基本功能测试：数据通过二次设备仿真系统发送，接收数据由调度主站仿真系统接收，基本性能测试：数据通过二次设备仿真系统发送，接收数据由调度主站仿真系统接收，报文记录分析系统同时接收二者的数据，时间同步测试：发送和接收数据都是通过时间同步监测系统处理。

交互层还包括用于测试过程可视化图形化系统，图形化系统将测试结果反馈到用户界面。

用于功能处理的应用层；应用层受交互层调用，并调用物理层；应用层包括用于生成制造报文规范MMS报文、并将报文发送至远动机的二次设备仿真系统，应用层还包括用于接收远动机转发数据和二次设备仿真系统发送数据的报文记录分析系统、用于接收远动机转发数据的主站仿真系统，应用层还包括为传输协议、报文施加背景流量的网络测试系统，进行性能测试时，网络测试系统发送背景流量至远动机。

二次设备仿真系统负责根据CID文件，仿真智能变电站全站的保护、测控装置，模拟遥信、遥测、遥控、遥调的MMS数据。

网络测试系统负责施加背景流量，包括TCP、UDP、组播报文、广播报文及自定义报文等。

报文记录系统负责高精度的实时采集及分析MMS、104报文，并打时间戳，主要用于性能测试。

主站仿真系统主要负责仿真一个或多个调度主站系统与远动机通信，接收远动机转发数据。

时间同步监测系统包括SNTP监测、B码监测、时间同步管理监测。

报文记录系统接收远动机转发数据和二次仿真系统发送数据并打时间戳，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统，报文记录系统将接收的数据推送至自动测试系统，自动测试系统根据其发送的待测数据和接收数据及时间戳分析得测试结果。

如图3所示，本发明还涉及一种智能变电站远动机自动测试方法，应用于上述智能变电站远动机自动测试装置，包括以下步骤：

S1，数据建模系统导入调控点表和配置文件，配置文件包括RCD文件和SCD文件，解析出全部IED设备，分析出IED设备是否包含MMS信息，有MMS信息的设备则分离出IED的CID文件,导入调控点表解析出点号及描述及导入RCD文件，解析出相关信息，关联调控点表与CID配置文件中的REF(IEC61850数据路径)，以建立系统数据模型；

S2，测试案例系统根据系统数据模型并结合远动机测试标准生成测试案例；

S3，自动测试系统读取测试案例系统生成的测试案例，并解析出测试数据，测试数据包括仿真MMS数据、调度主站接收数据、需采集的数据、数据指标等；

S4，二次设备仿真系统接收自动测试系统发送的测试数据生成MMS报文，按时序和时间间隔依次通过网络接口发送到远动机和报文记录分析系统，若需要进行性能测试，自动测试系统还需把背景流量推送给网络测试系统，由网络测试系统组织报文，通过PL发送背景流量到远动机；

S5，远动机收到二次设备仿真系统和背景流量报文，若为背景流量则不处理，若为需转发的数据，就通过DL/T 634.5104或DL/T 476报文转发给主站仿真系统，且远动机转发数据至报文记录分析系统；

S6,报文记录分析系统为接收到的数据打时间戳并将数据推送至自动测试系统，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统；

S7，自动测试系统的数据分析单元根据发送数据、接收数据和时间戳，分析出测试结果。

自动控制系统把测试结果推送到标准报告输出系统，标准报告输出系统按照设定，自动显示或打印。

自动控制系统判断用户是否需要中断测试，若是则中断测试，测试结束，若否则自动读出下一个案例，重复执行S3-S7。

所有案例结束后，标准报告输出系统输出综合测试报告。系统自动结束测试。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (5)

1.智能变电站远动机自动测试装置，其特征在于，包括软件平台和用于支撑软件平台的硬件平台；

软件平台包括：

用于与硬件平台连接、通信的物理层；

用于用户交互、程序管理的交互层；交互层包括用于根据调控点表和配置文件建立系统数据模型的数据建模系统、用于生成测试案例的测试案例系统、用于发送测试数据到应用层的自动测试系统，数据建模系统、测试案例系统和自动测试系统依次连接；

用于功能处理的应用层；应用层受交互层调用，并调用物理层；应用层包括用于生成制造报文规范MMS报文、并将报文发送至远动机的二次设备仿真系统，应用层还包括用于接收远动机转发数据和二次设备仿真系统发送数据的报文记录分析系统、用于接收远动机转发数据的主站仿真系统；

报文记录系统接收远动机转发数据和二次仿真系统发送数据并打时间戳，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统，报文记录系统将接收的数据推送至自动测试系统，自动测试系统根据其发送的待测数据和接收数据及时间戳分析得测试结果。

2.根据权利要求1所述的智能变电站远动机自动测试装置，其特征在于，硬件平台包括：

用于控制管理系统的中央处理单元；

用于数据处理的数据处理单元；

用于为站内调试和站级联调提供同步功能的同步单元；

用于数据发送的数据发送单元；

用于实时采集数据的数据采集单元。

3.根据权利要求1所述的智能变电站远动机自动测试装置，其特征在于：应用层还包括为传输协议、报文施加背景流量的网络测试系统，进行性能测试时，网络测试系统发送背景流量至远动机。

4.根据权利要求1所述的智能变电站远动机自动测试装置，其特征在于：交互层还包括标准报告输出系统，标准报告输出系统接收自动测试系统发送的测试结果并向外输出。

5.智能变电站远动机自动测试方法，应用于权利要求1-4任一项所述的智能变电站远动机自动测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1，数据建模系统导入调控点表和配置文件，并建立系统数据模型；

S2，测试案例系统根据系统数据模型并结合远动机测试标准生成测试案例；

S3，自动测试系统读取测试案例系统生成的测试案例，并解析出测试数据；

S4，二次设备仿真系统接收自动测试系统发送的测试数据生成MMS报文，并发送给远动机、报文记录分析系统；

S5，远动机转发数据至报文记录分析系统、主站仿真系统；

S6,报文记录分析系统为接收到的数据打时间戳并将数据推送至自动测试系统，主站仿真系统将接收的数据推送至自动测试系统；

S7，自动测试系统根据发送数据、接收数据和时间戳，分析出测试结果。

Images