CN103107914B - 远方电量采集终端检测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远方电量采集终端检测方法及***，所述方法包括：下发检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧；下发终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储；下发主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传；将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果。
Description
技术领域
本发明涉及配电网中电量采集终端的检测领域，尤其涉及一种对远方电量采集终端进行检测的方法及***。
背景技术
在配电网中，远方电量采集终端采用通信通道，完成电能表数据的采集和远方数据的传送。伴随着电能量计量***的发展，电能量远方终端采集的数据除应能满足用户计量、考核、计费、网损分析、设备监测等需求外，各级电网的调度部门以及各种用户对电能量远方终端数据的准确性、完整性，终端运行的可靠性、稳定性、开放性和安全性，人机界面的友好性，现场安装、调试的可操作性，易维护性以及可扩展性等方面的要求也越来越高。
电能量远方采集终端是***中的一个重要环节，它的技术性能直接影响到***的运行水平和电量结算的正确性。在实际应用中由于对电能量的采集、计算和存储方式需求各有差异，因此终端的实现方式也各有差异。DL/T743标准对终端的技术性能在很多细节上未做明确规定，导致在应用中存在很多问题。自动化远方电量采集终端检测技术的研究开展，使得对电能量远方终端在功能、性能及通信规约等方面开展综合测试成为了现实。它为远方电量自动化***的建设和发展提供了技术基础，为电能量远方终端的完善和技术进步提供了帮助，保证了自动化***的统一管理、可靠运行、易于扩展、维护方便。
但是，目前的远方电量采集终端检测技术仅可以对远方电量采集终端的上行通信规约以及部分功能进行检测，没有实现对远方电量采集终端的下行通信规约检测，并且，现有检测***在对远方电量采集终端进行事件测试(如电压越限试验)时，由于不能检测下行的电能表的DL/T645通信协议获得测试数据，所以采用配置电能表的方式，通过采集电能表内部的“电压越限”等数据，获取上传的测试数据，是没有技术保障的数据。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的无法实现对下行通信规约的检测以及测试数据没有保障的不足，提供一种可以进行下行通信规约检测及进行闭环检测的方法及***。
为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种远方电量采集终端检测方法，包括：下发检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧；下发终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储；下发主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传；将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果。
所述的下行通信协议包括：DL/T645-2007通信协议或DL/T645-1997通信协议。所述上行通信协议包括IEC60870-5-102通信协议。所述主站召唤命令是指以IEC60870-5-102通信协议格式组成的命令。所述终端召唤命令通过RS485通道、光纤通道或者网络通道进行下发。所述上行数据帧通过网络接口、调制解调器的电话接口RS232接口或者光纤接口进行上传。
为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种远方电量采集终端检测***，包含被测的远方电量采集终端，还包括：主站模拟装置，用于下发检测命令及主站召唤命令；现场数据生成装置，用于根据所述的检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；模拟电能表装置，用于按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧，并根据所述远方电量采集终端下发的终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；被测远方电量采集终端，用于解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储，根据所述主站模拟装置下发的主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据帧中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传至所述主站模拟装置；所述主站模拟装置还包括数据解析模块，用于将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；数据对比处理装置，用于将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果。
所述远方电量采集终端包括网络接口、调制解调器的电话接口以及RS232输出端口，用于将生成的上行数据帧通过所述网络接口、调制解调器的电话接口、RS232接口或者光纤接口上传至所述主站模拟装置。
所述检测***还包括数据库，用于对所述基础电能量数据、上传电能量数据以及检测结果进行存储。
本发明实施例的远方电量采集终端检测方法及***的有益效果是：集上下行通信协议于一体，实现IEC60870-5-102上行通信协议检测和DL/T645的下行通信协议检测。能够从数据链路层、应用层以及通讯流程等几个方面，对终端的通信协议进行一致性测试，还能模拟通信协议中可能出现的各种问题，以错误帧的形式对终端做否定性测试；上下行通信协议的检测实现了被测远方电量采集终端的闭环检测，即由主站设置生成的被测数据，通过现场数据模拟模块，通过下行的645协议，传至被测终端，再通过102协议，传至模拟主站，从而完成了数据闭环传送，保证了数据的完整性和一致性，为***的全自动检测提供了技术保障。对远方电量采集终端开展基本功能和通信规约测试时，采用全自动检测技术，减少了测试人员的参与，提高检测效率；检测结果可广泛应用于远方电量采集自动化***的建设，有效降***面临的安全隐患，提高电网安全稳定运行水平，提高自动化***的可靠性。自动化远方电量采集终端检测技术的开展，使得对电能量远方终端在功能、性能及通信规约等方面开展综合测试成为了现实。它为远方电量自动化***的建设和发展提供了技术基础，为电能量远方终端的完善和技术进步提供了帮助，保证了自动化***的统一管理、可靠运行、易于扩展、维护方便。各种新技术在检测技术研究中的应用，为自动测试技术未来发展积累技术和经验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的远方电量采集终端检测方法的方法流程图；
图2为本发明实施例的远方电量采集终端检测***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的远方电量采集终端检测方法的方法流程图，如图所示，远方电量采集终端检测方法包括：步骤S101，下发检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；步骤S102，按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧；步骤S103，下发终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；步骤S104，所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储；步骤S105，下发主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据帧中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传；步骤S106，将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；步骤S107，将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果。
在步骤S101中，检测命令由模拟主站下发，模拟主站用来模拟被测远方电量采集终端的上级主站，同时用于发送和接受数据。根据其下发的检测命令，可生成包括电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累积量数据和/或事件数据在内的基础电能量数据。所述的事件数据包括电压超上限数据、电流超上限数据、功率超上限数据等等。例如，下发电压检测命令，则生成电压基础数据；下发事件功能检测命令，则生成模拟诸如“电压越限”、“不平衡”、“功率越限”、“谐波越限”等现场工况的用于事件检测的基础电能量数据。优选的，也可同时生成检测多种电气指标的数据及事件数据。
在步骤S102中，所述的下行通信协议包括DL/T645-2007通信协议或DL/T645-1997通信协议。这两种协议可以模拟兼容不同的电能表，满足现场检测的需要。根据这两种通信协议，将所述的基础电能量数据能够打包成按此种通信协议传输的数据帧。例如，可将下行通信协议格式的包头加到基础电能量数据前，生成可以按照DL/T645-2007通信协议或DL/T645-1997通信协议传输的数据帧。
在步骤S103，由被测远方电量采集终端下发终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端。所述终端召唤命令通过RS485通道、光纤通道或者网络通道进行下发。
在步骤S104，所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，将其进行分类存储。其中，将所述下行数据帧进行解析，得到去除上行通信协议格式的数据，在根据得到的除去格式的数据的类型，例如电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累计量数据、事件数据的数据类型的不同，进行分类存储。例如，将事件检测数据与电气指标数据分类存储，当检测不同的指标性能时，可分类提取对应的数据。
在步骤S105中，由模拟主站下发主站召唤命令，本实施例中，所述的上行通信协议包括IEC60870-5-102通信协议，所述的主站召唤命令是指以IEC60870-5-102通信协议格式组成的命令帧。根据所述的命令帧，从所述分类存储的下行数据中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传。生成的上行数据帧格式可为：IEC60870-5-102通信协议包头+下行数据。所述上行数据帧可以通过网络接口、调制解调器的电话接口、RS232接口或者光纤接口进行上传。
在步骤S106中，将上步骤生成的上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据。解析的步骤同样如上，可去除IEC60870-5-102通信协议包头，生成上传数据，即上传电能量数据。
在本实施例中，通过102通信协议实现上传的数据包括以下内容：
| 序号 | 类型 | 具体包含内容 |
| 1. | 电压 | ABC三相 |
| 2. | 电流 | ABC三相 |
| 3. | 功率 | 有功功率、无功功率 |
| 4. | 频率 | |
| 5. | 电能 | 正向有功、正向无功、反向有功、反向无功 |
| 6. | 事件 | 电压超上限，电流超上限等 |
| 7. | 时间 |
在步骤S107中，将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较。如果通过采集、转存、上送后的上传电能量数据与原始的基础电能量数据一致，则被测的远方电量采集终端的采集、转存、上送等各项功能均符合标准要求。
从本实施例中，可以看出，数据通过一条完整的数据“通道”实现了数据闭环测试，因此，保障了***的完整性和一致性。
图2为本发明实施例的远方电量采集终端检测***的结构示意图，如图所示，本实施例中的远方电量采集终端检测***包括：主站模拟装置101，用于下发检测命令及主站召唤命令；现场数据生成装置102，用于根据所述的检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；模拟电能表装置103，用于按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧，并根据所述远方电量采集终端下发的终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；被测远方电量采集终端104，用于解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储，并根据所述主站模拟装置下发的主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据帧中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传至所述主站模拟装置；所述主站模拟装置还包括数据解析模块1011，用于将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；数据对比处理装置105，用于将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果。
本实施例中，远方电量采集终端104包括网络接口1041、调制解调器的电话接口1042、RS232接口1043以及光纤接口1045，用于将生成的上行数据帧通过所述网络接口1041、调制解调器的电话接口1042以及RS232输出端口1043上传至所述主站模拟装置101。
本实施例中，所述检测***还包括数据库106，其连接于模拟主站101、数据对比处理装置105及现场数据生成装置102，用于对所述基础电能量数据、上传电能量数据以及检测结果进行存储。远方电量采集终端本身包含有存储装置，其用于对下行数据进行分类存储。
实施例：
将被检的远方电量采集终端与检测***用导线连接。检测人员录入环境温湿度等信息后，设定电压电流脉冲常数及检测方案等参数信息后开始检测。
实施例一、功能检测举例
参数设置功能：由模拟主站对被测的远方电量采集终端下发参数信息检测命令(通过下行102通信协议)，现场数据生成装置根据此命令生成参数信息，经过终端确认后，模拟主站召测终端参数信息，与下发的信息进行自动比较，完全一致则判定终端参数设置功能合格。
例如：主站命令现场数据生成装置下发“主站IP地址和端口：主用IP和端口：218.249.168.122：7107”，终端回复确认报文，主站召测“主站IP地址和端口”参数，终端应回复“218.249.168.122：7107”，则检测的功能合格。
数据采集功能：被检的远方电量采集终端通过RS485口与模拟电能表装置通信，模拟主站下发数据采集检测命令，现场数据生成装置根据该数据采集检测命令生成一系列的电量信息输出给模拟电能表，主站召测终端的抄表信息应该与现场数据模拟模块的电量信息一致。
例如：被测终端通过RS485口连接至模拟电能表，主站提供的模拟数据是3×220V电压，电能量数据：总20.66kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.11kWh谷0.00kWh。远方电能采集终端抄表，此时电能量显示信息也是电压3×220V，电能量总20.66kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.11kWh谷0.00kWh。模拟主站召唤被测终端，读到的数据应该依旧是电压3×220V，电能量总20.66kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.11kWh谷0.00kWh。过程中终端抄表的信息应该与模拟电能表信息一致，则判断合格。
实施例二：事件检测
告警事件功能：模拟主站下发产生异常电压电流告警命令，产生异常的电压电流告警信息，告警信息传送并被储存在模拟电能表中，并通过645通信协议，转存到被测电能量远方终端中。当模拟主站召唤被测终端数据的时候，终端要通过告警或事件的形式上报。
例如：给终端停电，再上电，反复5次，主站召测终端记录的停电次数事件记录，应为5次；设置终端超上限电压为242V，模拟主站控制“模拟电能表”的输出电压3×260V，“模拟电能表”应生成并上报电压超上限事件。该事件信息传送并被保存在被检终端中，等待模拟主站的召唤。在被召唤后，电压超上限事件信息上传到模拟主站，经过比较，事件信息被准确无误地传回到主站。本实施例中，事件检测形成了闭环检测。
实施例三：通信规约检测
通过正确报文及错误报文通信检测，检测终端在链路层和应用层的通信规约。报文是二进制形式的，可以发送正确报文给终端，终端受到报文应正确回应。发送错误报文给终端，终端不应该回应，或者回复FF。
上行规约检测：指终端与主站之间的通信规约检测，即102规约的检测。在实际检测的过程中，一部分通信协议检测与功能检测是同步进行的。
例如：终端抄电能表的电能量时间间隔为5分钟，具体抄表信息为2001年10月5日03点20分数据为总20.66kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.11kWh谷0.00kWh，2001年10月5日03点25分数据为总20.67kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.12kWh谷0.00kWh，此时主站召测终端在2001年10月5日03点20分到25分之间的电能量信息，则终端应给主站回复的信息为2001年10月5日03点20分数据为总20.66kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.11kWh谷0.00kWh，2001年10月5日03点25分数据为总20.67kWh尖0.33kWh峰0.22kWh平20.12kWh谷0.00kWh。如果回复信息错误，则终端通信规约有错误，如终端报文错位等，使主站无法解析等。
本发明为了完成电能量远方终端的功能和上下行通信协议的检测，提供了一个检测方法及检测平台，由模拟主站装置、被测远方电量采集终端、模拟电能表装置组成。模拟主站通过网络、电话、串口(RS232等)几种常用的信道，与被测远方电量采集终端形成一个上行的信息交换***，负责模拟被测远方电量采集终端的数据远传；被测远方电量采集终端通过RS485通道与模拟电能表形成一个下行的数据交换***，负责模拟现场的数据采集。上述两个***组合成一个完整的电能量数据采集传输***。模拟电能表装置将自动产生的模拟数据上传，经过被测远方电量采集终端，最终传送到模拟主站装置。通过传输过程中的数据监测和数据比对，检测远方电量采集终端的各种功能是否符合技术要求和技术规范。
因此，本发明实施例的远方电量采集终端检测方法及***，具有以下有益效果：
1、集上下行通信协议于一体，实现IEC60870-5-102上行通信协议检测和DL/T645的下行通信协议检测。能够从数据链路层、应用层以及通讯流程等几个方面，对终端的通信协议进行一致性测试，还能模拟通信协议中可能出现的各种问题，以错误帧的形式对终端做否定性测试；
2、上下行通信协议的检测实现了被测远方电量采集终端的闭环检测，即由主站设置生成的被测数据，通过现场数据模拟模块，通过下行的645协议，传至被测终端，再通过102协议，传至模拟主站，从而完成了数据闭环传送，保证了数据的完整性和一致性，为***的全自动检测提供了技术保障。
3、对远方电量采集终端开展基本功能和通信规约测试时，采用全自动检测技术，尽量减少测试人员的参与，提高检测效率；
4、检测结果可广泛应用于远方电量采集自动化***的建设，有效降***面临的安全隐患，提高电网安全稳定运行水平，提高自动化***的可靠性。
远方电量采集终端检测技术的开展，使得对电能量远方终端在功能、性能及通信规约等方面开展综合测试成为了现实。它为远方电量自动化***的建设和发展提供了技术基础，为电能量远方终端的完善和技术进步提供了帮助，保证了自动化***的统一管理、可靠运行、易于扩展、维护方便。各种新技术在检测技术研究中的应用，为自动测试技术未来发展积累技术和经验。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
下发检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；
按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧；
下发终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；
所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储；
下发主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传；
将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；
将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果；
所述检测方法还包括模拟通信协议中出现的问题，以错误帧的形式对所述远方电量采集终端做否定性测试；
所述用于检测的基础电能量数据包括：
电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累计量数据和/或事件数据；
所述的下行通信协议包括：DL/T645-2007通信协议或DL/T645-1997通信协议。
2.如权利要求1所述的远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述上行通信协议包括IEC60870-5-102通信协议。
3.如权利要求1所述的远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述主站召唤命令是指以IEC60870-5-102通信协议格式组成的命令。
4.如权利要求1所述的远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，将其分类存储，包括：
根据所述下行数据帧的数据类型，包括电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累计量数据、事件数据的不同，进行分类存储。
5.如权利要求1所述的远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述终端召唤命令通过RS485通道、光纤通道或者网络通道进行下发。
6.如权利要求1所述的远方电量采集终端检测方法，其特征在于，所述上行数据帧通过网络接口、调制解调器的电话接口、RS232接口或者光线接口进行上传。
7.一种远方电量采集终端检测***，包含被测的远方电量采集终端，其特征在于，所述检测***还包括：
主站模拟装置，用于下发检测命令及主站召唤命令；
现场数据生成装置，用于根据所述的检测命令，生成用于检测的基础电能量数据；
模拟电能表装置，用于按照下行通信协议的数据格式，将所述的基础电能量数据打包成下行数据帧，并根据所述远方电量采集终端下发的终端召唤命令，将所述下行数据帧传送至所述远方电量采集终端；
被测远方电量采集终端，用于解析所述下行数据帧，生成下行数据并将其分类存储，根据所述主站模拟装置下发的主站召唤命令，从所述分类存储的下行数据帧中取出对应的数据，并根据上行通信协议的数据格式，生成对应的上行数据帧并上传至所述主站模拟装置；
所述主站模拟装置还包括数据解析模块，用于将所述上行数据帧进行解析，生成上传电能量数据；
数据对比处理装置，用于将所述上传电能量数据与所述基础电能量数据进行比较，生成对所述远方电量采集终端的检测结果；
所述检测***还包括：否定性测试装置，用于模拟通信协议中出现的问题，以错误帧的形式对所述远方电量采集终端做否定性测试；
所述主站模拟装置用于检测的基础电能量数据包括：
电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累计量数据和/或事件数据；
所述的下行通信协议包括：DL/T645-2007通信协议或DL/T645-1997通信协议。
8.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述上行通信协议包括IEC60870-5-102通信协议。
9.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述主站模拟装置下发的主站召唤命令是指以IEC60870-5-102通信协议格式组成的命令。
10.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述远方电量采集终端解析所述下行数据帧，将其分类存储，包括：
根据所述下行数据帧的数据类型，包括电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累积量数据、事件数据的不同，进行分类存储。
11.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述远方电量采集终端下发的召唤命令通过RS485通道、光纤通道或者网络通道进行下发。
12.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述远方电量采集终端包括网络接口、调制解调器的电话接口以及RS232输出端口，用于将生成的上行数据帧通过所述网络接口、调制解调器的电话接口、RS232接口或者光纤接口进行上传至所述主站模拟装置。
13.如权利要求7所述的远方电量采集终端检测***，其特征在于，所述检测***还包括数据库，用于对所述基础电能量数据、上传电能量数据以及检测结果进行存储。
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