CN113394778A - 一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，包括：数据库、调试模板库、报告模板库、内部功能模块、核心功能模块、对外功能模块、通讯模块和人机交互模块；数据库：包括预制的中间信息库，数据库是基于包含全业务信息的基础信息库中筛选而来的特定信息库；调试模板库：是基于特定的调试任务报告单组态生成的对应调试模板库；报告模板库：是基于特定调试任务报告单和模板生成的对应报告模板库。上述技术方案，可以将系统调试工作的调试任务通过通用组态的方式形成调试模板，形成可应用于同类设备、场景的通用模板，由程序完成自动调试，将极大缩短调试周期、提高调试效率、减少人力投入。

Description

一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统及方法

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，具体涉及一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统及方法。

背景技术

智能变电站二次设备及系统调试任务繁重，调试方式仍采用传统手工模式，对工程建设周期、验收工作都会造成较大的制约，表现如下：

(1)二次调试工期长。工作从头到尾，贯穿整个工程施工过程，此项工作的进展快慢很大程度上决定了变电站电气施工的周期。

(2)二次调试自动化水平低。依赖人工手动调试，调试的质量很大程度上受人员技能、经验等因素的影响，导致工程验收中出现过多的调试质量问题或隐性缺陷，无法第一时间进行排查处理。

(3)二次调试进度掌控难度大。二次调试专业化程度高，各项调试工作相对分散独立，项目管理人员掌控调试进度的门槛高、难度大。

(4)二次调试模板需通过实际设备实例化，生成的调试模板只能应用于单一的二次设备，需要对其他同类设备进行调试时，需要重新形成调试模板，耗费大量的时间进行模板编辑。

(5)二次设备系统级调试项目繁多，要求多变，判据复杂，人工调试效率低下，且难以同单体调试一样形成有效的调试模板。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，该调试系统将系统调试工作的调试任务通过通用组态的方式形成调试模板，形成可应用于同类设备、场景的通用模板，由程序完成自动调试，将极大缩短调试周期、提高调试效率、减少人力投入，对变电站的调试工作相关的经济效益提升具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，包括：

数据库、调试模板库、报告模板库、内部功能模块、核心功能模块、对外功能模块、通讯模块和人机交互模块；

数据库：包括预制的中间信息库，数据库是基于包含全业务信息的基础信息库中筛选而来的特定信息库；

调试模板库：是基于特定的调试任务报告单组态生成的对应调试模板库；

报告模板库：是基于特定调试任务报告单和模板生成的对应报告模板库；

内部功能模块：包括参数设置模块、组态模块和自动映射算法模块，内部功能模块是实现组态功能的基本模块；

核心功能模块：是调试控制模块，基于实例化后的调试模板控制调试流程，并判断调试结果，出具测试报告；

对外功能模块：包括数据存储模块，主要负责存储SCD文件、中间信息库、调试模板、报告模板和测试结果数据；

通讯模块：主要负责通过设定的通讯参数与外部IED设备进行通讯，获取调试判据信息；

人机交互模块：主要负责调试系统与测试人员的人机交互，包括界面展示模块和操作互动模块。

作为优选的，调试模板库基于灵活组态的方式生成，针对不同的调试对象、调试任务可以预先选择调试对象范围并根据任务描述进行模块拆分，将拆分的子模块以最小的能由机器实现的语言进行组态并组合，形成任务描述的调试流程模板；通过调试系统导入变电站配置描述文件形成基础数据库，并解析其中的IED信息、通讯参数信息、数据集信息、报告控制块信息和虚端子连线信息等，针对基础数据库中常见的二次设备对象形成中间数据库，中间数据库的数据是基础数据库的最大集条件下的特定子集，由基础数据库中的数据进行关联实现实例化，调试流程的组态关联数据是从中间数据库获取的，故组态不基于实际工程，只需要由固定的中间数据库即可以实现调试模板的灵活组态，保证了组态生成的调试模板具备通用性，可以应用于不同工程、不同间隔的同类设备整组调试。

作为优选的，调试对象包括：各电压等级的线路保护、主变保护、母差保护、母联分段保护、断路器保护等保护装置，测控装置，智能终端，合并单元和交换机；基于特定的调试对象，系统预设该调试对象所有相关的中间数据库信号，具体包括定值、控制字、软压板、遥信信号、遥测信号、遥控信号、MMS信号、GOOSE订阅信号、GOOSE出口信号、SV订阅信号、SV输出信号、存在关联关系的IED的MMS信号和GOOSE出口信号，中间数据库信号均为本类型设备的最大数据集下的特定数据子集，具体数据子集视调试工作所需要判断的条件、需要施加的模拟量、需要施加的数字量等条件进行预制；存在关联关系的IED包括与本调试对象设备存在直接虚端子连接关系的IED，与本调试对象设备属于相同间隔的IED，通过跨间隔或跨IED可以存在间接虚端子连接关系的IED。

作为优选的，调试任务包括：主要回路联动试验和保护整组试验，具体包括保护开关量试验、保护整组动作时间、与其他装置联动试验、保护传动断路器试验、检修机制试验、远方控制试验和二次回路光缆检查试验，具体调试任务根据调试工作性质的不同不做限制，但要求有明确的任务要求和描述，可以根据任务要求和描述进行任务拆分，形成实际的可由机器实现的语言进行组态并组合生成任务。

作为优选的，组态的方式包括：判断类型项目、提示类型项目、整组输出故障量类型项目和压板控制类型项目四大类；

判断类项目通过将MMS、GOOSE等信号进行状态或值的逻辑运算，形成判断结果，具体包括：

遥信的稳态判断，要求能判断某遥信的状态保持为1或0；

遥信的暂态判断，要求能判断某遥信的状态有1到0或0到1的变化；

遥信的与判断，要求能判断某些遥信的状态均有上述两条要求的稳态或暂态状态；

遥信变位信号相对时间判断，要求能判断某遥信的状态变化相对时间与设定时间比对的结果；

遥测的大小比对判断，要求能判断某遥测信号的大小与设定值比对的结果；

提示类项目通过经人机交互的提示窗口提示信息的方式，提示测试人员参与对测试项目需求的外部控制条件、检查条件等的操作、检查，以达到整体调试任务需要操作和检查的目的；

整组输出故障类项目是需要调试系统对特定测试任务输出SV或模拟量故障以驱动目标保护、测控和其它设备动作的项目；

压板控制类项目是在测试过程中为避免干扰而由调试系统自动完成投退压板、控制字操作的项目。

本发明还提供一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，包括以下步骤：

步骤1，通过整组调试报告单等方式获取调试任务；

步骤2，将调试任务分解为具体的调试步骤；

步骤3，对每一个调试步骤进行细分，分析每一步的具体实现方法；

步骤4，根据步骤3分解的具体内容，通过基于中间数据库信息组态的方式形成步骤3描述的任务的调试模板；

步骤5，重复步骤3至步骤4，直至完成步骤1整组调试报告单等方式获取调试任务所描述的全部调试工作对应的调试模板的组态工作；

步骤6，导入SCD文件，调试系统由SCD文件描述的基本数据库解析必要的信息，自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射；

步骤7，基于实例化映射的关系，测试人员启动调试系统开始调试工作，调试系统根据组态描述的步骤开始调试工作；

步骤8，完成所有的调试步骤后调试系统自动形成总的测试报告；

步骤9，将步骤1至步骤5生成的调试模板保存导出，形成组态生成的通用模板。

作为优选的，步骤2包括以下步骤：

将调试任务描述的调试工作进行分析，包括询问生成该调试任务的人员，分析清楚调试任务具体可以由哪些步骤组合完成，每一步调试工作具体的实现需要由人工完成还是可以由调试系统完成，每一步调试工作的前提条件是什么、触发条件是什么、结果判据是什么；以上分析记录的条件是准确完成组态配置的基础。

作为优选的，步骤3包括以下步骤：

每一步具体调试步骤的工作可详细概括为：

调试前检查信息，包括断链信息、告警信息、位置信息和压板信息，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因；

调试前投退软压板、控制字，刷新获取定值；

调试时触发故障态输出；

调试后检查测试结果，包括目标设备输出的GOOSE信号和MMS信号，关联设备动作后反馈的GOOSE信号和MMS信号，还包括后台、故录、网分和其它相关系统的报文信息检查，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因。

作为优选的，步骤9包括以下步骤：

组态方式生成的通用调试模板并不要求基于实际工程配置文件实例化，调试模板仅通过步骤1的调试任务报告单基于调试系统内置的中间数据库组态生成，后续将保存的调试模板应用于其他工程或相同工程其他间隔同类调试任务，在其他工程或相同工程其他间隔进行同类调试工作时导入其他工程的SCD文件或选择相同工程其他间隔IED进行实例化，然后进行步骤6至步骤8的操作即可快速完成整组调试工作。

作为优选的，自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射，具体包括：基于模糊计算、专业知识图谱、神经网络算法和其它自动算法，识别中间数据库中信号的特征信息和基础数据库中信号的特征信息，由程序实现匹配和映射，从而完成大量的信息自动映射配置工作，保证具备良好的可用性。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明可以将系统调试工作的调试任务通过通用组态的方式形成调试模板，形成可应用于同类设备、场景的通用模板，由程序完成自动调试，将极大缩短调试周期、提高调试效率、减少人力投入，对变电站的调试工作相关的经济效益提升具有重要意义。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的系统组成示意图；

图2为本发明实施例的系统模块结构示意图；

图3为本发明实施例的方法步骤示意图；

图4为本发明实施例组态实现界面示意图；

图5为本发明实施例对于特定格式的报告编辑生成示意图；

图6为本发明实施例映射添加测试项中的数据示意图一；

图7为本发明实施例映射添加测试项中的数据示意图二；

图8为本发明实施例测试界面示意图；

图9为本发明实施例弹窗提示错误原因示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施示例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1至图9，本发明公开的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，包括：数据库、调试模板库、报告模板库、内部功能模块、核心功能模块、对外功能模块、通讯模块和人机交互模块；如图1所示，

数据库：包括预制的中间信息库，数据库是按图2所示，基于包含全业务信息的基础信息库中筛选而来的特定信息库；

调试模板库：是按图2所示，基于特定的调试任务报告单组态生成的对应调试模板库；

报告模板库：是按图2所示，基于特定调试任务报告单和模板生成的对应报告模板库；

内部功能模块：包括参数设置模块、组态模块和自动映射算法模块，内部功能模块是实现组态功能的基本模块；

核心功能模块：是调试控制模块，基于实例化后的调试模板控制调试流程，并判断调试结果，出具测试报告；

对外功能模块：包括数据存储模块，主要负责存储SCD文件、中间信息库、调试模板、报告模板和测试结果数据；

通讯模块：主要负责通过设定的通讯参数与外部IED设备进行通讯，获取调试判据信息；

人机交互模块：主要负责调试系统与测试人员的人机交互，包括界面展示模块和操作互动模块等。

如图2所示，一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其模块结构示意图及关系包括：

调试模板库基于灵活组态的方式生成，针对不同的调试对象、调试任务可以预先选择调试对象范围并根据任务描述进行模块拆分，将拆分的子模块以最小的能由机器实现的语言进行组态并组合，形成任务描述的调试流程模板；通过调试系统导入变电站配置描述文件形成基础数据库，并解析其中的IED信息、通讯参数信息、数据集信息、报告控制块信息和虚端子连线信息等，针对基础数据库中常见的二次设备对象形成中间数据库，中间数据库的数据是基础数据库的最大集条件下的特定子集，由基础数据库中的数据进行关联实现实例化，调试流程的组态关联数据是从中间数据库获取的，故组态不基于实际工程，只需要由固定的中间数据库即可以实现调试模板的灵活组态，保证了组态生成的调试模板具备通用性，可以应用于不同工程、不同间隔的同类设备整组调试。

作为优选的，调试对象包括：各电压等级的线路保护、主变保护、母差保护、母联分段保护、断路器保护等保护装置，测控装置，智能终端，合并单元和交换机；基于特定的调试对象，系统预设该调试对象所有相关的中间数据库信号，具体包括定值、控制字、软压板、遥信信号、遥测信号、遥控信号、MMS信号、GOOSE订阅信号、GOOSE出口信号、SV订阅信号、SV输出信号、存在关联关系的IED的MMS信号和GOOSE出口信号，中间数据库信号均为本类型设备的最大数据集下的特定数据子集，具体数据子集视调试工作所需要判断的条件、需要施加的模拟量、需要施加的数字量等条件进行预制；存在关联关系的IED包括与本调试对象设备存在直接虚端子连接关系的IED，与本调试对象设备属于相同间隔的IED，通过跨间隔或跨IED可以存在间接虚端子连接关系的IED。

作为优选的，调试任务包括：主要回路联动试验和保护整组试验，具体包括保护开关量试验、保护整组动作时间、与其他装置联动试验、保护传动断路器试验、检修机制试验、远方控制试验和二次回路光缆检查试验，具体调试任务根据调试工作性质的不同不做限制，但要求有明确的任务要求和描述，可以根据任务要求和描述进行任务拆分，形成实际的可由机器实现的语言进行组态并组合生成任务。

以线路保护开关量测试为例，简述组态界面及方法。

首先解析调试任务报告单关于保护开关量测试的要求：

第一套线路保护保护开关量测试项目，见表1，

表1

解析：

(1)退出断路器本体两套三相不一致保护功能压板(系统进行提示，人工手动退出压板)，退出后确认下一步；

(2)检查被测间隔所有IED(包括智能终端、合并单元、保护、测控、及母差所对应支路)无GOOSE报警、且装置的站控层通讯均正常。若有断链或通讯异常者，需给出提示，带所有通讯恢复正常后再行下一步；通过搜索本间隔设备的断链告警信号关键字实现；对于母差保护，应自动检查所对应支路的GOOSE情况。可仅投入本间隔支路的GOOSE软压板。

(3)确保开关在合位，如在分位，提示操作人员将开关合上。同时确保保护重合闸灯已充电完成。如不能充电，系统应给给出告警，并给出响应提示。未充电原因：单重压板、控制字、闭重开入等。

(4)采用人工短接107A回路，将A相开关分掉，检查A相位置是否变位正确，同时检查智能终端、保护、测控的开关A相位置，综合判断正确性。

(5)采用人工短接107B回路，将B相开关分掉，检查B相位置是否变位正确，同时检查智能终端、保护、测控的开关B相位置，综合判断正确性。

(6)采用人工短接107C回路，将C相开关分掉，检查C相位置是否变位正确，同时检查智能终端、保护、测控的开关C相位置，综合判断正确性。

(7)保护装置中重合闸投三重方式，系统同时确认重合闸是否充电完成，并给出充电状态结果；

(8)人工通过后台操作本间隔开关，遥控开关分闸；

(9)系统检查开关变位情况，检查：第一套智能终端“手跳”和“闭锁重合闸”信号、第一套保护“闭锁重合闸”开入是否曾变位，同时重合闸不动作；若以上均正确，则第一套保护开入量中手跳闭重检查结果为正确。

(10)人工通过后台操作本间隔开关，遥控开关合闸；

(11)人工模拟断路器第一套压力低闭锁重合闸回路动作，系统应检查：第一套智能终端“压力低闭锁重合闸”信号、第一套保护“压力低闭锁重合闸”开入置1，同时重合闸放电。

组态实现界面：如图4所示，

界面说明：

可添加提示类测试项，提示内容和要求内容都是手动输入的，在后续测试界面中该信息将显示在提示框中。

可添加判断类测试项，判断类测试项可添加逻辑判断表达式，逻辑表达式的生成支持对上文中形成的GOOSE信号、MMS信号、遥信信号、定值参数进行配置，在确认时间内判断目标表达式是否满足要求，支持信号与、或、非计算。

可添加压板投退测试项，在测试过程中可对保护的压板、控制字进行投退操作，保证不同测试项不会相互影响。

可添加保护整组测试项，针对不同的测试对象，调用对应的单体测试项目之外，还需支持添加状态序列和整组测试项目。

每一个测试项目均可以勾选是否生成到报告中，保证报告的灵活可编辑性。

报告说明：

预期生成的报告应如下：

第一套保护开关量测试，见表2，

表2

对于特定格式的报告，支持点击报告编辑来生成：如图5所示，

当选择手动输入时可任意输入描述；

当选择映射数据时可映射添加的测试项中的数据，具体如下：

如图6和图7所示，

通过组态生成表格和拖选数据，可以生成预期的报告。

至此完成了调试任务报告单的信息解析和基于中间数据库的模板组态，包括调试模板和报告模板，将调试任务报告单中简单的测试项目转化成了具体的调试模板。

导入SCD文件之后可以将生成的测试模板实例化，开始正常的测试流程，测试流程示意如下：

测试界面：如图8所示，

界面说明：

(1)左侧显示添加的测试项目；

(2)中部显示测试项目详细步骤和内容、结果；

(3)右侧操作提示框显示提示内容，取自测试模板的提示内容信息，右下为操作记录：

对于提示类操作，显示提示内容，在设定的时间内点击确定表示提示操作已完成，操作记录中添加本步提示类要求信息结果，在设定的时间内点击忽略或超时未操作，操作记录中添加本步提示类要求信息结果，并增加结果忽略记录，无论是手动点击确定、忽略还是自动忽略，本提示步骤均完成，并自动进行下一步，特别的，提示项时间设为0时，表示无需人工操作的内容，一般仅作为报告记录，如此时可具体阐述本测试项目的具体内容和要求；

对于判断类操作，显示提示内容，在设定的时间内程序判断结果，结果正确的直接进行下一步，并在操作记录中记录本步判断类操作的要求内容信息，结果评估信息，时间结束仍然判定结果错误的需要弹窗提示错误原因，并给出请检查建议，默认等待5分钟，此时间内测试人员可选择点击弹窗的忽略、确认正确、重新检查按钮决定后续进程，具体如下：

如图9所示，

忽略：忽略错误结果，直接进行下一步，中间评估结果给的是人工忽略；

确认正确：人工确认正确，直接进行下一步，中间评估结果给的是人工正确；

重新检查：程序在设定时间内重新检查，逻辑回到本判断类操作起始，检查结果正确则自动继续，检查结果错误则重复弹窗提示错误原因。

在等待的5分钟内无操作，程序自动判断结果为错误，并记录结果，自动继续。

对于整组类测试项目，操作记录显示记录的测试项目和评估结果。

对于压板投退类，操作记录显示记录的投退压板项目和反馈结果。

完成调试后可导出报告，作为本次调试的报告单，并导出调试模板，作为后续同类调试任务的调试模板。

作为优选的，组态的方式包括：判断类型项目、提示类型项目、整组输出故障量类型项目和压板控制类型项目四大类；

判断类项目通过将MMS、GOOSE等信号进行状态或值的逻辑运算，形成判断结果，具体包括：

遥信的稳态判断，要求能判断某遥信的状态保持为1或0；

遥信的暂态判断，要求能判断某遥信的状态有1到0或0到1的变化；

遥信的与判断，要求能判断某些遥信的状态均有上述两条要求的稳态或暂态状态；

遥信变位信号相对时间判断，要求能判断某遥信的状态变化相对时间与设定时间比对的结果；

遥测的大小比对判断，要求能判断某遥测信号的大小与设定值比对的结果；

提示类项目通过经人机交互的提示窗口提示信息的方式，提示测试人员参与对测试项目需求的外部控制条件、检查条件等的操作、检查，以达到整体调试任务需要操作和检查的目的；

整组输出故障类项目是需要调试系统对特定测试任务输出SV或模拟量故障以驱动目标保护、测控和其它设备动作的项目；

压板控制类项目是在测试过程中为避免干扰而由调试系统自动完成投退压板、控制字操作的项目。

基于上述示例说明的整体过程，结合图3所示流程，

本发明还提供一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，包括以下步骤：

步骤1，通过整组调试报告单等方式获取调试任务；

整组调试报告单的来源一般比较固化，对于特定的整组调试任务来说，整组调试报告单往往是一样的，仅仅是针对不同工程现场调试开展调试工作，报告单的固化也给后续组态生成调试模板的通用性提供了支撑条件。

步骤2，将调试任务分解为具体的调试步骤；

将调试任务描述的调试工作进行分析，包括询问提供该调试任务的人员，分析清楚调试任务具体可以由哪些步骤组合完成，每一步调试工作具体的实现需要由人工完成还是可以由调试系统完成，每一步调试工作的前提条件是什么、触发条件是什么、结果判据是什么。以上分析记录的条件是准确完成组态配置的基础，为了保证组态生成的调试模板尽量全面，前期的分析工作将至关重要。

步骤3，对每一个调试步骤进行细分，分析每一步的具体实现方法；

每一步具体调试步骤的工作可详细概括为：

调试前检查信息，包括断链信息、告警信息、位置信息、压板信息等，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因；

调试前投退软压板、控制字，刷新获取定值；

调试时触发故障态输出；

调试后检查测试结果，包括目标设备输出的GOOSE信号、MMS信号，关联设备动作后反馈的GOOSE信号、MMS信号等，还包括后台、故录、网分等相关系统的报文信息检查，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因。

步骤4，根据步骤3分解的具体内容，通过基于中间数据库信息组态的方式形成步骤3描述的任务的调试模板；

组态方法是通过将提示类项目组态、判断类项目组态、整组故障类项目组态、投退压板类项目组态进行灵活的组合，组态中的关联信号是系统预制的中间数据库信息，组态的过程不受限于实际的工程配置，只需要知道具体的调试任务分解出来的组态项目，然后使用中间数据库信息进行组态配置。

步骤5，重复步骤3至步骤4，直至完成步骤1整组调试报告单等方式获取调试任务所描述的全部调试工作对应的调试模板的组态工作；

至此完成的组态调试模板实际上是将文字描述的调试报告单通过人工分析分解，然后基于调试系统预制的中间数据库实现了程序语言描述的指令集合，从而实现了调试任务从文字信息到程序指令的转化。

步骤6，导入SCD文件，调试系统由SCD文件描述的基本数据库解析必要的信息，自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射；

实现了实例化映射的调试模板是将组态方式生成的通用的调试模板进行了实际工程映射，完成实际工程映射后的调试模板可以应用于开展调试报告单描述的实际调试工作。

自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射指的是基于模糊计算、专业知识图谱、神经网络算法等自动算法，识别中间数据库中信号的特征信息和基础数据库中信号的特征信息，由程序实现匹配和映射，从而完成大量的信息自动映射配置工作，保证本发明所述的方法具备良好的可用性。

步骤7，基于实例化映射的关系，测试人员启动调试系统开始调试工作，调试系统根据组态描述的步骤开始调试工作；

开始调试工作后调试系统将按照组态生成的模板开启自动测试工作，自动测试过程中除了设置的提示类操作项目需要人工参与之外，判断类操作项目的结果为合格时系统将自动进行全部的调试流程，判断类操作项目的结果不合格时系统将提示测试人员具体不合格的原因，经测试人员处理后并反馈确认指令至系统，系统重新判断结果合格后继续进行下一步。

为避免调试过程中出现不可解决的问题导致调试工作不能继续的情况，所有的判断类判据不满足时，测试人员可以处理之后选择继续，表示系统将重新判定不满足的条件，可以直接选择确认错误，表示本条件已由人工确认不可满足，系统将记录此选择并跳过判断继续进行后续调试工作，可以直接选择忽略，表示本条件已由人工确认可以忽略，系统将记录此选择并跳过判断继续进行后续调试工作，可以直接选择确认正确，表示本条件已由人工确认正确，但是由于未知的原因导致系统不能判断正确或因为组态错误的原因导致系统判断结果不正确，系统将记录此选择并跳过判断继续进行后续调试工作。以上人机交互的设计既可以保证调试流程不会出现无法继续进行的问题，也可以准确记录下调试过程中出现的具体问题，并将出现的问题记录到后续的测试报告中，提示测试人员进行调试模板整改、实际问题整改等工作，以自我完善本发明的整体调试工作流程。

步骤8，完成所有的调试步骤后调试系统自动形成总的测试报告；

调试模板的生成是基于组态方式生成的，虽然是基于最初的调试报告单进行的拆分解析，但是已经不再是原有的调试报告单结构，测试报告的生成本质上是结合调试模板和判断结果信息再反向生成带测试结果的调试报告单。

由于组态生成的调试步骤繁杂，调试记录的判断结果、动作数据也很多，为了保证生成的报告既可以体现调试模板的重要判据信息，又不至于因为判据信息过多而杂乱无章，测试报告的生成同样支持组态方式生成，这样也可以尽最大可能还原最初的调试报告单。

测试报告的组态方式灵活可编辑，首先基于调试报告单编辑生成表头、测试项目、测试数据表格，表格中的结果支持拖选调试模板中的判断结果，满足以上条件即可最大限度还原原来的调试报告单，使组态方式生成调试模板进行的整组测试并不会影响原本人工测试的测试报告，保证了本发明在测试结果数据出具报告时的高适配性和可用性。

步骤9，将步骤1至步骤5生成的调试模板保存导出，形成组态生成的通用模板。

通用模板可用于不同工程同一测试场景，仅需按照图3所示已有任务的流程，导入SCD文件完成信息映射，无需重复组态即可直接开始调试工作，极大的方便了后续已有任务的调试工作，提高了二次设备调试效率。

作为优选的，步骤9包括以下步骤：

组态方式生成的通用调试模板并不要求基于实际工程配置文件实例化，调试模板仅通过步骤1的调试任务报告单基于调试系统内置的中间数据库组态生成，后续将保存的调试模板应用于其他工程或相同工程其他间隔同类调试任务，在其他工程或相同工程其他间隔进行同类调试工作时导入其他工程的SCD文件或选择相同工程其他间隔IED进行实例化，然后进行步骤6至步骤8的操作即可快速完成整组调试工作。

本发明可以将系统调试工作的调试任务通过通用组态的方式形成调试模板，形成可应用于同类设备、场景的通用模板，由程序完成自动调试，将极大缩短调试周期、提高调试效率、减少人力投入，对变电站的调试工作相关的经济效益提升具有重要意义。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其特征在于：包括：数据库、调试模板库、报告模板库、内部功能模块、核心功能模块、对外功能模块、通讯模块和人机交互模块；

数据库：包括预制的中间信息库，数据库是基于包含全业务信息的基础信息库中筛选而来的特定信息库；

调试模板库：是基于特定的调试任务报告单组态生成的对应调试模板库；

报告模板库：是基于特定调试任务报告单和模板生成的对应报告模板库；

内部功能模块：包括参数设置模块、组态模块和自动映射算法模块，内部功能模块是实现组态功能的基本模块；

核心功能模块：是调试控制模块，基于实例化后的调试模板控制调试流程，并判断调试结果，出具测试报告；

对外功能模块：包括数据存储模块，主要负责存储SCD文件、中间信息库、调试模板、报告模板和测试结果数据；

通讯模块：主要负责通过设定的通讯参数与外部IED设备进行通讯，获取调试判据信息；

人机交互模块：主要负责调试系统与测试人员的人机交互，包括界面展示模块和操作互动模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其特征在于：调试模板库基于灵活组态的方式生成，针对不同的调试对象、调试任务可以预先选择调试对象范围并根据任务描述进行模块拆分，将拆分的子模块以最小的能由机器实现的语言进行组态并组合，形成任务描述的调试流程模板；通过调试系统导入变电站配置描述文件形成基础数据库，并解析其中的IED信息、通讯参数信息、数据集信息、报告控制块信息和虚端子连线信息，针对基础数据库中常见的二次设备对象形成中间数据库，中间数据库的数据是基础数据库的最大集条件下的特定子集，由基础数据库中的数据进行关联实现实例化，调试流程的组态关联数据是从中间数据库获取的，故组态不基于实际工程，只需要由固定的中间数据库即可以实现调试模板的灵活组态，保证了组态生成的调试模板具备通用性，可以应用于不同工程、不同间隔的同类设备整组调试。

3.根据权利要求2所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其特征在于：调试对象包括：各电压等级的线路保护、主变保护、母差保护、母联分段保护、断路器保护等保护装置，测控装置，智能终端，合并单元和交换机；基于特定的调试对象，系统预设该调试对象所有相关的中间数据库信号，具体包括定值、控制字、软压板、遥信信号、遥测信号、遥控信号、MMS信号、GOOSE订阅信号、GOOSE出口信号、SV订阅信号、SV输出信号、存在关联关系的IED的MMS信号和GOOSE出口信号，中间数据库信号均为本类型设备的最大数据集下的特定数据子集，具体数据子集视调试工作所需要判断的条件、需要施加的模拟量、需要施加的数字量等条件进行预制；存在关联关系的IED包括与本调试对象设备存在直接虚端子连接关系的IED，与本调试对象设备属于相同间隔的IED，通过跨间隔或跨IED可以存在间接虚端子连接关系的IED。

4.根据权利要求3所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其特征在于：调试任务包括：主要回路联动试验和保护整组试验，具体包括保护开关量试验、保护整组动作时间、与其他装置联动试验、保护传动断路器试验、检修机制试验、远方控制试验和二次回路光缆检查试验，具体调试任务根据调试工作性质的不同不做限制，但要求有明确的任务要求和描述，可以根据任务要求和描述进行任务拆分，形成实际的可由机器实现的语言进行组态并组合生成任务。

5.根据权利要求2或4所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试系统，其特征在于：组态的方式包括：判断类型项目、提示类型项目、整组输出故障量类型项目和压板控制类型项目四大类；

判断类项目通过将MMS、GOOSE等信号进行状态或值的逻辑运算，形成判断结果，具体包括：

遥信的稳态判断，要求能判断某遥信的状态保持为1或0；

遥信的暂态判断，要求能判断某遥信的状态有1到0或0到1的变化；

遥信的与判断，要求能判断某些遥信的状态均有上述两条要求的稳态或暂态状态；

遥信变位信号相对时间判断，要求能判断某遥信的状态变化相对时间与设定时间比对的结果；

遥测的大小比对判断，要求能判断某遥测信号的大小与设定值比对的结果；

提示类项目通过经人机交互的提示窗口提示信息的方式，提示测试人员参与对测试项目需求的外部控制条件、检查条件等的操作、检查，以达到整体调试任务需要操作和检查的目的；

整组输出故障类项目是需要调试系统对特定测试任务输出SV或模拟量故障以驱动目标保护、测控和其它设备动作的项目；

压板控制类项目是在测试过程中为避免干扰而由调试系统自动完成投退压板、控制字操作的项目。

6.一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过整组调试报告单等方式获取调试任务；

步骤2，将调试任务分解为具体的调试步骤；

步骤3，对每一个调试步骤进行细分，分析每一步的具体实现方法；

步骤4，根据步骤3分解的具体内容，通过基于中间数据库信息组态的方式形成步骤3描述的任务的调试模板；

步骤5，重复步骤3至步骤4，直至完成步骤1整组调试报告单等方式获取调试任务所描述的全部调试工作对应的调试模板的组态工作；

步骤6，导入SCD文件，调试系统由SCD文件描述的基本数据库解析必要的信息，自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射；

步骤7，基于实例化映射的关系，测试人员启动调试系统开始调试工作，调试系统根据组态描述的步骤开始调试工作；

步骤8，完成所有的调试步骤后调试系统自动形成总的测试报告；

步骤9，将步骤1至步骤5生成的调试模板保存导出，形成组态生成的通用模板。

7.根据权利要求6所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，其特征在于：步骤2包括以下步骤：

将调试任务描述的调试工作进行分析，包括询问生成该调试任务的人员，分析清楚调试任务具体可以由哪些步骤组合完成，每一步调试工作具体的实现需要由人工完成还是可以由调试系统完成，每一步调试工作的前提条件是什么、触发条件是什么、结果判据是什么；以上分析记录的条件是准确完成组态配置的基础。

8.根据权利要求7所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，其特征在于：步骤3包括以下步骤：

每一步具体调试步骤的工作可详细概括为：

调试前检查信息，包括断链信息、告警信息、位置信息和压板信息，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因；

调试前投退软压板、控制字，刷新获取定值；

调试时触发故障态输出；

调试后检查测试结果，包括目标设备输出的GOOSE信号和MMS信号，关联设备动作后反馈的GOOSE信号和MMS信号，还包括后台、故录、网分和其它相关系统的报文信息检查，具备通讯条件的可通过程序自动检查，不具备通讯条件的提示人工检查，检查的结果不满足测试条件时需提示原因。

9.根据权利要求8所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，其特征在于：步骤9包括以下步骤：

组态方式生成的通用调试模板并不要求基于实际工程配置文件实例化，调试模板仅通过步骤1的调试任务报告单基于调试系统内置的中间数据库组态生成，后续将保存的调试模板应用于其他工程或相同工程其他间隔同类调试任务，在其他工程或相同工程其他间隔进行同类调试工作时导入其他工程的SCD文件或选择相同工程其他间隔IED进行实例化，然后进行步骤6至步骤8的操作即可快速完成整组调试工作。

10.根据权利要求6所述的一种基于组态方式的变电站二次设备系统级调试方法，其特征在于：自动通过算法完成与中间数据库信息的实例化映射，具体包括：基于模糊计算、专业知识图谱、神经网络算法和其它自动算法，识别中间数据库中信号的特征信息和基础数据库中信号的特征信息，由程序实现匹配和映射，从而完成大量的信息自动映射配置工作，保证具备良好的可用性。

Images