一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法及系统

摘要

本发明公开了一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法及系统，其中方法包括：基于控制主机控制测试仪输出GOOSESV报文，触发测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告；解析MMS报告，并将MMS报告的解析结果与测试仪输出GOOSESV报文进行对比，检验逻辑测控单元与测控装置的信号变化是否一致，验证冗余测控装置与数字测控装置的数据一致性。通过在整个测试过程中根据配置文件能够自动识别出冗余后备测控所连接的过程层设备信息，自动生成测试用例，并且模拟所有外接过程层设备源信息进行测试发送，获取反馈信息进行验证判断，整个闭环测试系统自动化实现，无人工干预，效率高、适用范围广。

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，特别涉及一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法及系统。

背景技术

电力行业自从2009年以来大力开展智能变电站建设并逐渐大规模推广使用，新一代智能变电站进行了间隔内功能集成的尝试，采用了集成测控、PMU、计量功能的多功能测控方式，该方式仅仅减少了站内设备数量，并未实现间隔测控功能自愈，同时多专业的融合也增加了现场运维难度，2015年以来，针对集成测控开展了更广泛深入的研究，提出基于分组式原理的多间隔测控集成方案，在该方案基础上开发出具有测控双重化配置的冗余测控装置，该装置实现了测控功能的冗余性、运行便捷性和扩建便利性。第三代智能站设计中要求加入冗余测控装置，并且要求加入的冗余后备测控的虚拟间隔与对应的测控装置要进行一致性验证。包括IEC61850通信、运行参数、测控逻辑。

在变电站中冗余测控装置包含多个逻辑测控单元的后备集中测控装置，每个逻辑测控单元采用与对应电气间隔测控装置相同的模型(ICD)、参数和配置，具备相同的测量与控制功能。逻辑测控单元通过人工或自动投入方式，实现对应电气间隔测控装置的后备功能。在工程现场验收过程中，变电站现场会对冗余测控装置的通信服务、联闭锁规则、定值参数、基本功能性能进行检验，并结合现场一次设备进行站内以及调度端的通信对点、出口传动等实操验证。同时，变电站验收不会对冗余后备测控装置中对应的逻辑测控单元进行重复验收工作，传统的测试方法效率低下，耗时耗力，可靠性不高。

由于国内运行的智能变电站测控装置大多为单套配置，装置故障时系统缺乏自愈能力，冗余后备测控装置适用性较强，但是针对冗余后备测控装置与测控装置的一致性测试手段不多，变电站现场接线复杂，适合冗余后备测控装置的测试工具就更少。

目前现有的针对冗余后备测控装置测试工具在操作时现场接线需要耗费大量时间，现场手工配置工作费时费力。部分测试系统无法自动获取冗余后备测控装置过程层和站控层现场连接信息，也无法实现无人工干预测试。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法及系统，通过对变电站SCD文件进行解析将测试过程和量值加载固化下来的原则形成自动测试用例文件、测试配置文件，自动测试的工作量是花费在测试环境的搭建上，被测对象测试项目模型描述每个测试对象的性能测试项目的内容，以及测试项目间的逻辑关系，具有易于携带，操作简单的优点。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法，测试系统包括：测试仪、冗余测控装置、测控装置和控制主机，所述冗余测控装置包含多个逻辑测控单元，包括如下步骤：

基于所述控制主机控制所述测试仪输出GOOSE\SV报文，触发所述测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告；

解析所述MMS报告，并将所述MMS报告的解析结果与所述测试仪输出GOOSE\SV报文进行对比，检验所述逻辑测控单元与所述测控装置的信号变化是否一致，验证冗余测控装置与数字测控装置的数据一致性。

进一步地，所述基于所述控制主机控制所述测试仪输出GOOSE\SV报文之前，还包括：

对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例。

进一步地，所述对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例，包括：

加载所述变电站的配置文件；

定义所述测试仪的配置文件；

定制所述冗余测控装置的测试数据信息；

根据所述冗余测控装置生成所述自动测试用例。

进一步地，所述自动测试用例包括：测试用例脚本信息、测试加量方案配置信息和智能冗余测控规则描述信息。

进一步地，所述测试用例脚本信息用来描述自动测试的操作步骤和判据，通过输入试验信息来实现定值控制和压板控制，输入测试判据来判断试验结果并输出所述测试仪的反馈信息；和/或

所述测试加量方案配置信息用来描述所述测试仪加量方案，控制所述测试仪发出实际模拟量，通过所述配置文件中装置短地址信息及虚端子连线信息，判别所述测控装置遥控点外接是否有外接装置，如果没有则直接跳过；如果有所述外接装置，计算测试数据值并通过所述自动测试用例发送测试命令；和/或

所述冗余测控规则描述信息用来设置定值控制和测试反馈判据。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验系统，测试系统包括：测试仪、冗余测控装置、测控装置和控制主机，所述冗余测控装置包含多个逻辑测控单元，包括：

数据控制模块，其用于基于所述控制主机控制所述测试仪输出GOOSE\SV报文，触发所述测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告；

数据分析模块，其用于解析所述MMS报告，并将所述MMS报告的解析结果与所述测试仪输出GOOSE\SV报文进行对比，检验所述逻辑测控单元与所述测控装置的信号变化是否一致，验证冗余测控装置与数字测控装置的数据一致性。

进一步地，所述变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验系统还包括：

用例解析模块，其用于对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例。

进一步地，所述用例解析模块包括：

配置加载单元，其用于加载所述变电站的配置文件；

配置定义单元，其用于定义所述测试仪的配置文件；

数据定制单元，其用于定制所述冗余测试装置的测试数据信息；

用例生成单元，其用于根据所述冗余测试装置生成所述自动测试用例。

进一步地，所述自动测试用例包括：测试用例脚本信息、测试加量方案配置信息和智能冗余测控规则描述信息。

进一步地，所述测试用例脚本信息用来描述自动测试的操作步骤和判据，通过输入试验信息来实现定值控制和压板控制，输入测试判据来判断试验结果并输出所述测试仪的反馈信息；和/或

所述测试加量方案配置信息用来描述所述测试仪加量方案，控制所述测试仪发出实际模拟量，通过所述配置文件中装置短地址信息及虚端子连线信息，判别所述测控装置遥控点外接是否有外接装置，如果没有则直接跳过；如果有所述外接装置，计算测试数据值并通过所述自动测试用例发送测试命令；和/或

所述冗余测控规则描述信息用来设置定值控制和测试反馈判据。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过在整个测试过程中根据配置文件能够自动识别出冗余后备测控所连接的过程层设备信息，根据实际工程自动生成测试用例，并且模拟所有外接过程层设备源信息进行测试发送，测试的同时将反馈信息获取进行验证判断，整个闭环测试系统完全实现自动化无人工干预，效率高、适用范围广。

附图说明

图1是本发明实施例提供的测试系统示意图；

图2是本发明实施例提供的变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法流程图；

图3是本发明实施例提供的变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法逻辑图；

图4是本发明实施例提供的冗余测控装置状态量动态一致性验证结构示意图；

图5是本发明实施例提供的冗余测控装置模拟量动态一致性验证的外部接口示意图；

图6是本发明实施例提供的冗余测控装置控制量动态一致性验证结构示意图；

图7是本发明实施例提供的变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验系统模块框图；

图8是本发明实施例提供的用例解析模块框图。

附图标记：

1、数据控制模块，2、数据分析模块，3、用例解析模块，31、配置加载单元，32、配置定义单元，33、数据定制单元，34、用例生成单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的目的在于提供一种遵循IEC 61850标准的完全符合变电站测试需求的冗余测控与测控装置动态一致性校验方法及系统，构建一种冗余装置测试闭环系统，以解决面向冗余测控装置同一个电气间隔逻辑测控单元和测控装置的动态一致性验证问题。

请参照图1、图2和图3，本发明实施例的第一方面提供了一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法，测试系统包括：测试仪、冗余测控装置、测控装置和控制主机，冗余测控装置包含多个逻辑测控单元，包括如下步骤：

步骤S200，基于控制主机控制测试仪输出GOOSE\SV报文，触发测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告。

步骤S300，解析MMS报告，并将MMS报告的解析结果与测试仪输出GOOSE\SV报文进行对比，检验逻辑测控单元与测控装置的信号变化是否一致，验证冗余测控装置与数字测控装置的数据一致性。

进一步地，步骤S200，基于控制主机控制测试仪输出GOOSE\SV报文之前，还包括：

步骤S100，对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例。

进一步地，步骤S100中，对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例，包括：

步骤S110，加载变电站的配置文件。

步骤S120，定义测试仪的配置文件。

步骤S130，定制冗余测控装置的测试数据信息。

步骤S140，根据冗余测控装置生成自动测试用例。

上述过程中，自动将SCD文件中所包含的冗余测控装置的外接装置mac地址以及需要验证的服务列表获取到，并根据服务列表获取服务数据集的报告或者日志，自动测试用例通过MMS方式逐一对装置进行服务操作，测试系统根据冗余测控装置的服务操作结果进行一致性测试结果的判断，测试结果通过报告服务主动上送到测试系统客户端。

进一步地，自动测试用例包括：测试用例脚本信息、测试加量方案配置信息和智能冗余测控规则描述信息。

具体的，测试用例脚本信息用来描述自动测试的操作步骤和判据，通过输入试验信息来实现定值控制和压板控制，输入测试判据来判断试验结果并输出测试仪的反馈信息。和/或，测试加量方案配置信息用来描述测试仪加量方案，控制测试仪发出实际模拟量，通过配置文件中装置短地址信息及虚端子连线信息，判别测控装置遥控点外接是否有外接装置，如果没有则直接跳过；如果有外接装置，计算测试数据值并通过自动测试用例发送测试命令。和/或，冗余测控规则描述信息用来设置定值控制和测试反馈判据。

在监视方向上，控制主机驱动测试仪输出GOOSE\SV报文，触发测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告，通过解析MMS报告并对比测试仪的输出，实现监视方向上开关量变位、模拟量变化的测试验证；控制方向上，控制主机向测试仪下发MMS遥控命令，控制测控装置发送GOOSE，通过测试仪监听到GOOSE后，与下发的控制输出对比，从而实现控制方向上的GOOSE输出验证。工程现场验收时，将测试仪PC网口、控制主机网口通过站控层交换机接入MMS网络，测试仪GOOSE/SV光口通过过程层交换机接入过程层网络，通过修改参数配置，实现冗余测控装置一致性校验系统的组网。

如图4所示，一致性验证工具控制数字测试仪(如①所示)，给测控装置和冗余后备测控装置逻辑测控单元施加相同的GOOSE状态量开入(如②所示)，并同步发送至验证结果处理单元(如③所示)。测控收到开入状态变化后产生遥信变位并发送MMS报文(如④所示)，工具的61850客户端获取两个测控MMS报文后转发至验证结果处理单元(如⑤所示)，进行分析比对(一致性、响应时间)，并将分析比对结果反馈至软件管理单元(如⑥所示)，显示比对结果及告警等信息。

如图5所示，一致性验证工具控制数字测试仪(如①所示)，给测控装置和冗余后备测控装置逻辑测控单元施加相同的SV采样值(如②所示)，并同步发送至验证结果处理单元(如③所示)。测控收到采样值变化后产生遥测模拟量越限变化并发送MMS报文(如④所示)，工具的61850客户端获取两个测控MMS报文后转发至验证结果处理单元(如⑤所示)，进行分析比对(一致性、响应时间)，并将分析比对结果反馈至软件管理单元(如⑥所示)，显示比对结果及告警等信息。

如图6所示，一致性验证工具控制61850客户端(如①所示)，给测控装置和冗余后备测控装置逻辑测控单元发送相同的MMS控制操作命令(如②所示)，并同步发送至验证结果处理单元(如③所示)。测控收到控制操作命令后响应并发送GOOSE开出报文(如④所示)，工具的GOOSE接收单元获取两个测控GOOSE报文后转发至验证结果处理单元(如⑤所示)，进行分析比对(一致性、响应时间)，并将分析比对结果反馈至软件管理单元(如⑥所示)，显示比对结果及告警等信息。

上述变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法遵循IEC61850标准，完全符合变电站测试需求，在对装置测试时系统实时显示测试状态和进度。动态一致性验证对测控装置和冗余后备测控装置对应逻辑测控单元的过程层GOOSE、SV以及站控层的MMS服务进行监视，构建一个闭环系统，通过改变输入数据触发测控装置与逻辑测控单元输出变化数据(包括MMS遥测报文、MMS遥信报文、GOOSE出口等)，检验逻辑测控单元与测控装置信号变化是否一致，从而完成一致性验证工作。

本发明能够完全实现对冗余测控装置和测控装置一致性自动测试，整个测试过程中根据配置文件能够自动识别出冗余后备测控所连接的过程层设备信息，根据实际工程自动生成测试用例，并且模拟所有外接过程层设备源信息进行测试发送，测试的同时将反馈信息获取进行验证判断，整个闭环测试系统完全实现自动化无人工干预，效率高、适用范围广。

相应地，请参照图7，本发明实施例的第二方面提供了一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验系统，测试系统包括：测试仪、冗余测控装置、测控装置和控制主机，冗余测控装置包含多个逻辑测控单元，包括：

数据控制模块1，其用于基于控制主机控制测试仪输出GOOSE\SV报文，触发测控装置上送开关量变位、模拟量变化的MMS报告；

数据分析模块2，其用于解析MMS报告，并将MMS报告的解析结果与测试仪输出GOOSE\SV报文进行对比，检验逻辑测控单元与测控装置的信号变化是否一致，验证冗余测控装置与数字测控装置的数据一致性。

进一步地，请参照图8，变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验系统还包括：

用例解析模块3，其用于对变电站配置文件进行解析生成自动测试用例。

进一步地，用例解析模块3包括：

配置加载单元31，其用于加载变电站的配置文件；

配置定义单元32，其用于定义测试仪的配置文件；

数据定制单元33，其用于定制冗余测试装置的测试数据信息；

用例生成单元34，其用于根据冗余测试装置生成自动测试用例。

进一步地，自动测试用例包括：测试用例脚本信息、测试加量方案配置信息和智能冗余测控规则描述信息。

进一步地，测试用例脚本信息用来描述自动测试的操作步骤和判据，通过输入试验信息来实现定值控制和压板控制，输入测试判据来判断试验结果并输出测试仪的反馈信息；和/或

测试加量方案配置信息用来描述测试仪加量方案，控制测试仪发出实际模拟量，通过配置文件中装置短地址信息及虚端子连线信息，判别测控装置遥控点外接是否有外接装置，如果没有则直接跳过；如果有外接装置，计算测试数据值并通过自动测试用例发送测试命令；和/或

冗余测控规则描述信息用来设置定值控制和测试反馈判据。

本发明实施例旨在保护一种变电站冗余测控装置与数字测控装置一致性校验方法及系统，具备如下效果：

通过在整个测试过程中根据配置文件能够自动识别出冗余后备测控所连接的过程层设备信息，根据实际工程自动生成测试用例，并且模拟所有外接过程层设备源信息进行测试发送，测试的同时将反馈信息获取进行验证判断，整个闭环测试系统完全实现自动化无人工干预，效率高、适用范围广。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。