CN105388370B - 一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法，包括加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则,提取被测间隔层联闭锁逻辑运算关联的信号量和逻辑运算结果对应的索引Reference；自动生成联闭锁逻辑测试任务序列，判断测试场景中的测控装置；其中，每一条测试任务包含联闭锁逻辑测试的一次设备名称和描述、关联的信号量和对应的值、索引和联闭锁逻辑预计结果；构建支持联闭锁逻辑自动化闭环测试的多场景，获取在测试场景下的联闭锁逻辑运算的结果；对逻辑运算结果进行评估。该方法适用于站内本地和远方调度自动化闭环测试，可避免改扩建需要停电运行装置，提高了测试效率，节约调试人工费时费力的工作成本，有利于保证防误闭锁逻辑的正确性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***自动化技术领域，具体涉及一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法。
背景技术
智能变电站作为智能电网的重要建设环节，截止目前国网公司已有1000多座智能变电站建成投运。为了防止误操作，规定了变电站五防运行规程，即是防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂(合)接地线(接地开关)，防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)，防止误入带电间隔五种防误，可分为站控层五防和间隔层五防，智能变电站间隔层五防是由位于间隔层的测控装置实现，间隔层五防是由位于间隔层的测控装置实现。间隔层的联闭锁信息通过GOOSE进行传输，对间隔层联闭锁逻辑的测试是智能变电站调试过程最重要的环节，具体的测试方法与传统调试并无差别，需要搭建好站控层、间隔层、过程层设备的现场运行环境，对每一个逻辑状态进行测试验证，不仅要验证正确的条件，还需要对各种异常情况进行测试，在调试过程中出现错误时很难准确定位，导致大量重复工作，如果测试不到位可能出现严重的安全事故，是占用现场调试时间较多的一项工作，另外智能变电站改扩建时需要对现有装置停运方可测试，影响电网运行。因此，亟需要开展支持多场景的智能变电站间隔层联闭锁逻辑测试的研究。
文献《基于间隔模型的图-库-规则-操作票自动生成方法》(电力***自动化,2015,39(3):84～89)提出了自动生成五防规则和操作票的方案，其主要思路是：首先，建立包含典型一次间隔和典型二次间隔的典型间隔模型，然后，基于该模型分别研究了一次设备接线图-库自动生成、防误规则自动生成、操作票自动生成的方法。主要解决了人工配置五防联闭锁规则耗时效率低下问题。
文献《基于服务追踪和预约逻辑的多间隔联闭锁实现方案》(电力***自动化，2014，38(3):155～160)提出了含预约逻辑的多间隔联闭锁实现方案，分析了多间隔联闭锁的预约机制，介绍了IEC 61850-7-2第2版中关于控制命令状态机和服务追踪技术，提出了含预约逻辑变量的闭锁功能逻辑节点CILO闭锁模型以及基于控制命令解析的预约逻辑算法。主要解决多主体操作不同间隔设备的并发行为而导致的误操作问题。
文献《智能化变电站间隔间五防闭锁的实现方式》(电工技术，2014,10：18-19)通过已有的MMS网络，应用GOOSE通信方式，跨间隔采集传输所需要的开入位置等联锁信息，通过模型文件建立订阅关系。结合装置自身灵活的PLC逻辑实现五防功能。主要解决测控及测保一体装置间五防闭锁功能的应用，对智能化变电站间隔间、装置间互相通信新的问题，优化网络结构，满足智能化变电站通信和五防要求。
综上，目前在智能变电站防误闭锁方面开展了研究，研究的重点内容是防误闭锁逻辑规则自动化生成、智能变电站间隔与多间隔防误闭锁实现方案等，对于智能变电站间隔层联闭锁逻辑虚拟置值的测试方法尚未见报道。
发明内容
为了弥补上述不足，本发明提出一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法，采用虚拟置值的方式完成对智能变电站间隔层联闭锁逻辑自动化闭环校验，可以实现厂内对联闭锁逻辑的测试，避免目前需要到现搭建运行环境方可测试的弊端。
本发明的目标是采用下述技术方案实现的：
一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法，所述方法包括：
(1)加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则,提取被测间隔层联闭锁逻辑运算关联的信号量和逻辑运算结果对应的索引Reference；
(2)自动生成联闭锁逻辑测试任务序列，判断测试场景中的测控装置；其中，每一条测试任务包含联闭锁逻辑测试的一次设备名称和描述、关联的信号量和对应的值、索引和联闭锁逻辑预计结果；
(3)构建支持联闭锁逻辑自动化闭环测试的多场景，获取在测试场景下的联闭锁逻辑运算的结果；
(4)对逻辑运算结果进行评估。
优选的，步骤(1)中，SCD模型用于描述一次设备模型与二次设备模型关联关系和二次设备模型之间的虚回路关联关系。
进一步地，根据SCD模型遵循的IEC 61850标准和国家电网公司《Q/GDW 1396—2012IEC61850工程继电保护应用模型》规范，获取联闭锁逻辑所需位置信息的二次设备模型之间的虚回路。
优选的，所述加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则，即在虚拟内存中建立SCD模型数据库和间隔层联闭锁逻辑规则集合。
优选的，所述间隔层联闭锁逻辑运算由间隔层测控装置实现，该测控装置支持本间隔和跨间隔联闭锁功能；
所述间隔层测控装置以IEC 61850模型为基础，支持取代功能约束的数据模板，构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型。
优选的，所述步骤(1)中，间隔层联闭锁逻辑规则用于描述每一条逻辑关联的电压、电流模拟量，以及开关、隔离开关和接地刀闸的位置量；
所述电流模拟量和开关位置量，皆包括名称、描述、运算逻辑和与其对应的一次设备路径。
进一步地，所述构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型包括，间隔层联闭锁逻辑开关位置采用GOOSE通信方式，将测试功能模块部署在智能变电站远动网关机上；
定义DO模式下的EnaOp表示五防闭锁接点的允许/闭锁状态，对正反向联闭锁逻辑进行判断，当判断结果为允许操作时，将EnaOp置为true，否则置为false；
当DO的LckMod等于2时，设置装置为间隔层五防方式，启动测控装置进行联闭锁逻辑判断。
进一步地，所述间隔层测控装置，包括五防闭锁逻辑节点数据集和对应的报告控制块，用于订阅报告。
优选的，所述步骤(2)中，联闭锁逻辑测试任务序列即基于逻辑规则生成的正反向逻辑任务序列，包括被测试逻辑值取代Reference和描述、参与运算的关联逻辑信号取代Reference和描述、逻辑运算预计值取代Reference、正反逻辑标识。
优选的，所述步骤(2)中，自动生成联闭锁逻辑测试任务序列包括：通过逻辑规则中的一次设备路径准确定位SCD模型的一次设备模型，根据一次设备模型与二次设备模型关联关系检索获得被测试IED；依据二次设备模型之间的虚回路关联关系检索获得被测试IED关联的跨间隔IED；其中，
所述被测试的IED分别通过站控层访问点S1、逻辑设备和逻辑节点的顺序，组织逻辑信号量、逻辑运算结果用于虚拟置值的取代Reference。
优选的，所述步骤(2)中，判断测试场景中的测控装置包括，
若测试场景中的测控装置为单台，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性intAddr为接收外部数据的本地数据建立索引，将跨间隔的数据对象转换为测控装置的数据对象，根据该测控装置的数据对象获得跨间隔的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference；
若测试场景中为多台测控装置，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性提取外部数据的索引，基于索引组织跨间隔IED中的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference。
优选的，所述步骤(3)的多场景，包括新建智能变电站场景、改扩建智能变电站场景和调度远方场景；其中，
所述改扩建智能变电站场景的联闭锁自动化闭环测试不需要当前运行装置停电参与测试，仅对扩建间隔进行测试；
所述调度远方场景的联闭锁自动化闭环测试包括，在测试功能模块中添加远程操控、测试结果自动回执功能，该功能能够对远方调度启停命令进行安全权限认证。
优选的，所述联闭锁逻辑自动化闭环测试方法包括，依次加载测试任务序列，提取每一条测试任务序列中的逻辑运算量的取代Reference，进行批量取代虚拟置值；
将所述测控装置虚拟置值的五防数据品质位substituted置1，当测控装置五防逻辑判断模块检测到数据品质位substituted置1时，将数据接口采集的GOOSE输入数据或者测控装置自采数据转变为取代虚拟置值；
提取上述每一条测试任务序列中的逻辑运算结果的取代Reference，批量取代虚拟置值，获取联闭锁逻辑预计结果。
优选的，所述步骤(4)包括：采用站控层网络的GetDataValue()服务依次获取间隔层测控装置的逻辑运算结果；并与联闭锁预计逻辑结果进行对比，获取联闭锁逻辑评估结果；
所述联闭锁预计逻辑结果，包括逻辑无效、允许操作和禁止操作；
所述逻辑评估结果，包括合格、不合格、异常和未测。
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果一致时，评估为合格；
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果不一致时，则为不合格；
当测控装置的逻辑运算结果不是逻辑无效、允许操作和禁止操作，则评估为异常；
逻辑未测试则评估为未测。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
本发明采用虚拟置值的方式完成对智能变电站间隔层联闭锁逻辑自动化闭环校验，可以实现厂内对联闭锁逻辑的测试，避免了目前需要到现场搭建运行环境方可测试的弊端。
同时本方法支持站内本地和远方调度自动化闭环测试，可避免改扩建需要停电运行装置，提高测试效率，节约调试人工费时费力的工作成本，有利于保证防误闭锁逻辑的正确性。
附图说明
图1为一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法流程图；
图2为单IED测试结构示意图；
图3为多IED测试结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法，所述方法包括：
(1)加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则,提取被测间隔层联闭锁逻辑运算关联的信号量和逻辑运算结果对应的索引Reference；
步骤(1)中，SCD模型用于描述一次设备模型与二次设备模型关联关系和二次设备模型之间的虚回路关联关系。
间隔层联闭锁逻辑规则用于描述每一条逻辑关联的电压、电流模拟量，以及开关、隔离开关和接地刀闸的位置量；所述电流模拟量和开关位置量，皆包括名称、描述、运算逻辑和与其对应的一次设备路径。
根据SCD模型遵循的IEC 61850标准和国家电网公司《Q/GDW 1396—2012IEC61850工程继电保护应用模型》规范，获取联闭锁逻辑所需位置信息的二次设备模型之间的虚回路。
加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则，即在虚拟内存中建立SCD模型数据库和间隔层联闭锁逻辑规则集合。
间隔层联闭锁逻辑运算由测控装置实现，该测控装置支持本间隔和跨间隔联闭锁功能；
所述间隔层测控装置以IEC 61850模型为基础，支持SV取代功能约束的数据模板，构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型。
变电站“五防”联闭锁运行规程，即是防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂(合)接地线(接地开关)，防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)，防止误入带电间隔五种防误，可分为站控层五防和间隔层五防；智能变电站间隔层五防由位于间隔层的测控装置予以实现。
所述构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型包括，间隔层联闭锁逻辑开关位置采用GOOSE通信方式，将测试功能模块部署在智能变电站远动网关机上；
定义DO模式下的EnaOp表示五防闭锁接点的允许/闭锁状态，对正反向联闭锁逻辑进行判断，当判断结果为允许操作时，将EnaOp置为true，否则置为false；
当DO的LckMod等于2时，设置装置为间隔层五防方式，启动测控装置进行联闭锁逻辑判断。
间隔层测控装置还包括，五防闭锁逻辑节点数据集datSet和对应的报告控制块，用于订阅报告。
例如五防逻辑模型配置如表1所示：
表1联闭锁CILO
(2)自动生成联闭锁逻辑测试任务序列，判断测试场景中的测控装置；其中，每一条测试任务包含联闭锁逻辑测试的一次设备名称和描述、关联的信号量和对应的值、索引和联闭锁逻辑预计结果；
步骤(2)中，联闭锁逻辑测试任务序列即基于逻辑规则生成的正反向逻辑任务序列，包括被测试逻辑值取代Reference和描述、参与运算的关联逻辑信号取代Reference和描述、逻辑运算预计值取代Reference、正反逻辑标识。
如IED模型配置的五防联闭锁Inputs中元素如下：
步骤(2)自动生成联闭锁逻辑测试任务序列包括：通过逻辑规则中的一次设备路径准确定位SCD模型的一次设备模型，根据一次设备模型与二次设备模型关联关系检索获得被测试IED；依据二次设备模型之间的虚回路关联关系检索获得被测试IED关联的跨间隔IED；其中，
所述被测试的IED分别通过站控层访问点S1、逻辑设备和逻辑节点的顺序，组织逻辑信号量、逻辑运算结果用于虚拟置值的取代Reference。
判断测试场景中的测控装置包括：如图2所示，若测试场景中的测控装置为单台，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性intAddr为接收外部数据的本地数据建立索引，将跨间隔的数据对象转换为测控装置的数据对象，根据该测控装置的数据对象获得跨间隔的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference；
如图3所示，若测试场景中为多台测控装置，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性提取外部数据的索引，基于索引组织跨间隔IED中的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference。
(3)构建支持联闭锁逻辑自动化闭环测试的多场景，获取在测试场景下的联闭锁逻辑运算的结果；
步骤(3)的多场景，包括新建智能变电站场景、改扩建智能变电站场景和调度远方场景；其中，所述改扩建智能变电站场景的联闭锁自动化闭环测试不需要当前运行装置停电参与测试，仅对扩建间隔进行测试；
所述调度远方场景的联闭锁自动化闭环测试包括，在测试功能模块中添加远程操控、测试结果自动回执功能，该功能能够对远方调度启停命令进行安全权限认证。
所述联闭锁逻辑自动化闭环测试方法包括，依次加载测试任务序列，提取每一条测试任务序列中的逻辑运算量的取代Reference，进行批量取代虚拟置值；
将所述测控装置虚拟置值的五防数据品质位substituted置1，当测控装置五防逻辑判断模块检测到数据品质位substituted置1时，将数据接口采集的GOOSE输入数据或者测控装置自采数据转变为取代虚拟置值；
提取上述每一条测试任务序列中的逻辑运算结果的取代Reference，批量取代虚拟置值，获取联闭锁逻辑预计结果。
(4)对逻辑运算结果进行评估。
步骤(4)包括：采用站控层网络的GetDataValue()服务依次获取间隔层测控装置的逻辑运算结果；并与联闭锁逻辑预计结果进行对比，获取联闭锁逻辑评估结果；
所述联闭锁预计逻辑结果，包括逻辑无效、允许操作和禁止操作；
所述逻辑评估结果，包括合格、不合格、异常和未测。
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果一致时，评估为合格；
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果不一致时，则为不合格；
当测控装置的逻辑运算结果不是逻辑无效、允许操作和禁止操作，则评估为异常；
逻辑未测试则评估为未测。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，这些变更、修改或者等同替换，其均在其申请待批的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种变电站间隔层联闭锁逻辑自动闭环测试方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则,提取被测间隔层联闭锁逻辑运算关联的信号量和逻辑运算结果对应的索引Reference；
(2)自动生成联闭锁逻辑测试任务序列，判断测试场景中的测控装置；其中，每一条测试任务包含联闭锁逻辑测试的一次设备名称和描述、关联的信号量和对应的值、索引和联闭锁逻辑预计结果；
所述步骤(2)中，自动生成联闭锁逻辑测试任务序列包括：通过逻辑规则中的一次设备路径准确定位SCD模型的一次设备模型，根据一次设备模型与二次设备模型关联关系检索获得被测试IED；依据二次设备模型之间的虚回路关联关系检索获得被测试IED关联的跨间隔IED；其中，
所述被测试的IED分别通过站控层访问点S1、逻辑设备和逻辑节点的顺序，组织逻辑信号量、逻辑运算结果用于虚拟置值的取代Reference；
(3)构建支持联闭锁逻辑自动化闭环测试的多场景，获取在测试场景下的联闭锁逻辑运算的结果；
(4)对逻辑运算结果进行评估。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，SCD模型用于描述一次设备模型与二次设备模型关联关系和二次设备模型之间的虚回路关联关系。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述SCD模型遵循的IEC 61850标准和国家电网公司《Q/GDW 1396—2012IEC 61850工程继电保护应用模型》规范，获取联闭锁逻辑所需信息的二次设备模型之间的虚回路。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加载SCD模型与间隔层联闭锁逻辑规则，即在虚拟内存中建立SCD模型数据库和间隔层联闭锁逻辑规则集合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间隔层联闭锁逻辑运算由间隔层测控装置实现，该测控装置支持本间隔和跨间隔联闭锁功能；
所述间隔层测控装置以IEC 61850模型为基础，支持取代功能约束的数据模板，构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，间隔层联闭锁逻辑规则用于描述每一条逻辑关联的电压、电流模拟量，以及开关、隔离开关和接地刀闸的位置量；
所述电流模拟量和开关位置量，皆包括名称、描述、运算逻辑和与其对应的一次设备路径。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述构建DO模式下的五防闭锁逻辑节点CILO模型包括，间隔层联闭锁逻辑开关位置采用GOOSE通信方式，将测试功能模块部署在智能变电站远动网关机上；
定义DO模式下的EnaOp表示五防闭锁接点的允许/闭锁状态，对正反向联闭锁逻辑进行判断，当判断结果为允许操作时，将EnaOp置为true，否则置为false；
当DO的LckMod等于2时，设置装置为间隔层五防方式，启动测控装置进行联闭锁逻辑判断。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述间隔层测控装置，包括五防闭锁逻辑节点数据集和对应的报告控制块，用于订阅报告。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，联闭锁逻辑测试任务序列即基于逻辑规则生成的正反向逻辑任务序列，包括被测试逻辑值取代Reference和描述、参与运算的关联逻辑信号取代Reference和描述、逻辑运算预计值取代Reference、正反逻辑标识。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，判断测试场景中的测控装置包括，
若测试场景中的测控装置为单台，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性intAddr为接收外部数据的本地数据建立索引，将跨间隔的数据对象转换为测控装置的数据对象，根据该测控装置的数据对象获得跨间隔的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference；
若测试场景中为多台测控装置，被测试IED关联的跨间隔IED，依据被测试IED模型Inputs中元素ExtRef的属性提取外部数据的索引，基于索引组织跨间隔IED中的逻辑运算量对应的虚拟置值的取代Reference。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)的多场景，包括新建智能变电站场景、改扩建智能变电站场景和调度远方场景；其中，
所述改扩建智能变电站场景的联闭锁自动化闭环测试不需要当前运行装置停电参与测试，仅对扩建间隔进行测试；
所述调度远方场景的联闭锁自动化闭环测试包括，在测试功能模块中添加远程操控、测试结果自动回执功能，该功能能够对远方调度启停命令进行安全权限认证。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述联闭锁逻辑自动化闭环测试方法包括，依次加载测试任务序列，提取每一条测试任务序列中的逻辑运算量的取代Reference，进行批量取代虚拟置值；
将所述测控装置虚拟置值的五防数据品质位substituted置1，当测控装置五防逻辑判断模块检测到数据品质位substituted置1时，将数据接口采集的GOOSE输入数据或者测控装置自采数据转变为取代虚拟置值；
提取上述每一条测试任务序列中的逻辑运算结果的取代Reference，批量取代虚拟置值，获取联闭锁逻辑预计结果。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：采用站控层网络的GetDataValue()服务依次获取间隔层测控装置的逻辑运算结果；并与联闭锁逻辑预计结果进行对比，获取联闭锁逻辑评估结果；
所述联闭锁预计逻辑结果，包括逻辑无效、允许操作和禁止操作；
所述逻辑评估结果，包括合格、不合格、异常和未测；
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果一致时，评估为合格；
当测控装置的逻辑运算结果与预计逻辑结果不一致时，则为不合格；
当测控装置的逻辑运算结果不是逻辑无效、允许操作和禁止操作，则评估为异常；
逻辑未测试则评估为未测。
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