CN111458585B - 基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法及装置，本发明的自动检测方法包括获取被测试就地化线路保护装置的全站***配置文件；将被测试就地化线路保护装置与测试装置进行物理接线搭建自动检测***；根据全站***配置文件自动构建地化线路保护装置的测试用例；通过所述测试用例采用闭环模式完成就地化线路保护装置的自动检测。本发明能够在全站***配置文件的解析上实现就地化线路保护装置测试用例模型自动构建，闭环模式完成就地化线路保护的一键自动检修测试，不仅提升自动检测效率，还突破了自动测试工具在新建智能变电站无法大范围应用的限制。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站的设备测试技术，具体涉及一种基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法及装置。
背景技术
从国家电网公司自2009年启动智能变电站试点建设之后截止目前，国内建设约5000多座智能变电站，包括第一代智能变电站和第二代智能站。智能变电站由于高度的***集成化、合理的结构布局，在经济节能环保等方面取得了一定的成效。然而，在实际的运用中，也暴露了不少问题。特别是在智能变电站的运维检修方面，繁重的检修工作量和高额的检修成本极大的制约着智能变电站的发展。为了实现电网供电高可靠和变电站运检高效的目标，国家电网公司在2018年启动就地化保护的智慧变电站试点建设工作。就地化保护智慧变电站的控制核心设备是就地化保护，即实现二次保护就地化，保护功能模块化，整站控制智能化。就地化保护装置是保护电网安全的关键部件之一，如何对数量庞大的二次就地化保护装置进行有效检测、监控和管理是就地化保护智慧变电站安全稳定运行亟待解决的关键问题。
依照智能变电站建设的相关标准规范，110kV及以下电压等级就地化线路保护采用为数字SV报文，220kV及以上电压等级就地化线路保护的采样数据为模拟量信号，而在其检修调试方面，存在以下问题：①就地化线路保护装置无液晶显示结构，采用数字继电保护测试仪+模拟继保测试仪+管理机的手动检测模式进行相关功能检修调试，使用测试设备、工具种类多，操作繁琐，自动化程度低；②目前市场上已有相关的就地化线路保护自动测试仪器，但是其应用主要依靠进行测试模板的配置，首次测试时配置模板耗时较长，且模板的通用性较差，应用推广面有限；③在新建就地化智能变电站联调方面，不同的变电站有不同的线路规划设计，对应的线路保护配置均不相同，目前的自动测试工具无法根据全站***配置文件（SCD）文件灵活自动生成相关线路保护的测试用例，无法在新建就地化智能变电站联调方面大面积应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法及装置，本发明能够在全站***配置文件的解析上实现就地化线路保护装置测试用例模型自动构建，闭环模式完成就地化线路保护的一键自动检修测试，不仅提升自动检测效率，突破了自动测试工具在新建智能变电站无法大范围应用的限制。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法，实施步骤包括：
1）获取被测试就地化线路保护装置的全站***配置文件；
2）将被测试就地化线路保护装置与测试装置进行物理接线搭建自动检测***；
3）根据全站***配置文件自动构建地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板；
4）根据功能检测模板和性能检测模板进行功能和性能的自动检测，生成检测报告。
可选地，步骤3）的详细步骤包括：根据全站***配置文件中的保护事件数据集、保护定值数据集、保护压板数据集三者确定被测试就地化线路保护装置的功能类型；根据功能类型、被测试就地化线路保护装置的设备型号及厂家，结合预设的通道映射模型、控制检测模型生成被测试就地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板，所述通道映射模型包含被测试就地化线路保护装置、测试装置之间以全站***配置文件的虚通道作为媒介的映射关系，所述控制检测模型包括针对就地化线路保护装置的保护逻辑条件的故障计算模型。
可选地，所述通道映射模型包括就地化线路保护装置、测试装置之间物理通道映射模型和保护逻辑映射模型，所述物理通道映射模型采用虚拟通道与物理通道结合的方法，通过全站***配置文件的虚拟通道作为媒介实现测试装置的输出通道、被测试就地化线路保护装置的采样通道进行映射匹配，全站***配置文件的虚拟通道包括第一遥测电流虚通道、第二遥测电压虚通道、遥信虚通道、出口虚通道，测试装置的输出通道包括电流输出通道、电压输出通道、开出通道、开入通道，被测试就地化线路保护装置的采样通道包括电流采样通道、电压采样通道、位置采集通道、跳闸出口通道，所述电流输出通道通过第一遥测电流虚通道与电流采样通道形成映射匹配，所述电压输出通道通过第二遥测电压虚通道与电压采样通道形成映射匹配，所述开出通道通过遥信虚通道与位置采集通道形成映射匹配，所述开入通道通过出口虚通道与跳闸出口通道形成映射匹配；所述保护逻辑映射模型采用测试装置的判据条件与被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件进行逻辑关联的方式进行映射匹配以实现自动检测***的通道映射建模，所述被测试就地化线路保护装置的判据条件包括电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据，所述测试装置的判据条件包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件设置和动作事件报告，其中动作条件设置包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板。
可选地，所述进行逻辑关联的方式进行映射匹配具体是指将测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件两者之间设置中间的保护模型，所述保护模型包括距离保护、纵差保护、零序过流的保护模型，且每一种保护模型均为包括0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，当需要进行测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件之间的转换时，通过模糊匹配的方式将其中一方通过中间的保护模型映射到另一方。
可选地，步骤4）中根据功能检测模板进行功能的自动检测的步骤包括：
4.1A）获取功能检测模板中的所有保护功能；
4.2A）获取保护功能对应的保护逻辑条件，所述保护逻辑条件为电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据中的一种，将所有的保护功能根据所述通道映射模型和测试装置的保护逻辑自动检测模块进行关联，测试装置的保护逻辑自动检测模块包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件、动作事件报告判别，所述动作条件包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板的动作条件，将就地化线路保护装置的保护逻辑条件、测试装置的自动检测功能模块通过模糊匹配的方法分别与中间的保护模型进行模型映射，构建被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，最终实现就地化线路保护装置保护功能模块与测试装置检测功能模块的映射；
4.3A）如果保护功能动作定值映射到测试装置的保护定值门槛的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护定值，然后结合保护逻辑计算公式计算出模拟故障事件的电压和电流幅值、相位以及频率，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到保护控制字、保护压板的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护或压板的控制数值，然后判断保护控制字、保护压板是否正确投退，如果不正确投退则修改正确，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到出口位置判别、动作事件报告判别，则生成预测数据，跳转执行步骤4.5A）；
4.4A）测试装置模拟单相、相间故障；
4.5A）建立闭环自动检测模拟用例；
4.6A）测试装置获取被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间；如果0.9倍保护定值下可靠不动作检测正常，则判定可靠不动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.1倍保护定值下可靠动作检测保护动作，若跳闸出口位置也正常则判定可靠动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间正确，则判定保护动作出口时间检测正常，否则判定保护动作出口时间检测异常并记录异常内容。
可选地，步骤4.5A）中建立闭环自动检测模拟用例时采用一对多控制策略构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例，所述一对多控制策略按对象、类和实例化的模式构建模型，其中对象为保护逻辑功能，保护逻辑功能的对象由纵差保护对象、快速距离对象、接地距离对象、相间距离对象、零序过流对象、重合闸对象、三相不一致对象、过负荷对象和远跳与过压对象，不同的对象按照类和实例化处理：纵差保护对象按分相差动、零序差动进行分类和实例化处理，快速距离对象按快速距离进行类和实例化处理，接地距离对象按接地距离I段、接地距离II段、接地距离III段进行分类和实例化处理，相间距离对象按相间距离I段、相间距离II段、相间距离III段进行分类和实例化处理，零序过流对象按零序过流I段、零序过流II段、零序反时限进行分类和实例化处理，重合闸对象按单相重合闸和三相重合闸进行分类和实例化处理，三相不一致对象按不一致告警、不一致动作、不一致闭锁进行分类和实例化处理，过负荷对象按照过负荷告警和过负荷跳闸进行分类和实例化处理，远跳与过压按照远跳判别和过压判别进行分类和实例化处理，在不同类别的保护逻辑中，采用镶套运用一对多控制的控制理论，被测对象的保护逻辑按照逻辑计算判别公式、动作定值门槛、出口时间门槛、压板控制字设定、出口状态判别、动作时间报告判别进行分类和实例化处理，最后构建实现构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例。
可选地，步骤4）中根据性能检测模板进行性能的自动检测的步骤包括：
4.1B）根据所述通道映射模型和测试装置电压、电流、开出和开入通道与被测试就地化线路保护装置的遥测、遥信、出口自动进行映射关联；
4.2B）通过测试中装置向被测试就地化线路保护装置发送电压、电流、开出和开入信号；
4.3B）通过映射的通道获取被测试就地化线路保护装置的信号并计算性能指标；
4.4B）判断性能指标是否正常，如果正常则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测正常，否则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测异常并记录异常内容
此外，本发明还提供一种用于应用前述基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法的测试装置，包括核心控制单元、电流放大器单元、电压放大器单元、光数据通讯单元、开关量单元和电源单元，所述核心控制单元分别与电流放大器单元、电压放大器单元、光数据通讯单元、开关量单元相连，所述电源单元的供电输出端分别与核心控制单元、电流放大器单元、电压放大器单元、光数据通讯单元、开关量单元相连，所述电流放大器单元带有电流输出端口，电压放大器单元带有电压输出端口，光数据通讯单元带有开关量输出端口，开关量单元带有开关量输入端口。
可选地，所述核心控制单元为母板，所述电流放大器单元、电压放大器单元、光数据通讯单元、开关量单元和电源单元均为插设安装在母板上的独立板卡。
可选地，所述核心控制单元包括依次相连D/A模块、FPGA模块、控制器单元和通讯模块，所述D/A模块的输出端与电流放大器单元、电压放大器单元相连，所述FPGA模块分别与光数据通讯单元、开关量单元相连。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明的自动检测方法包括获取被测试就地化线路保护装置的全站***配置文件；将被测试就地化线路保护装置与测试装置进行物理接线搭建自动检测***；根据全站***配置文件自动构建地化线路保护装置的测试用例；通过所述测试用例采用闭环模式完成就地化线路保护装置的自动检测。本发明能够在全站***配置文件的解析上实现就地化线路保护装置测试用例模型自动构建，闭环模式完成就地化线路保护的一键自动检修测试，不仅提升自动检测效率，突破了自动测试工具在新建智能变电站无法大范围应用的限制。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例中映射模型构建的原理图。
图3为本发明实施例中的测试用例自动生成的原理结构图。
图4为本发明实施例方法的详细流程示意图。
图5为本发明实施例中测试装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法的实施步骤包括：
1）获取被测试就地化线路保护装置的全站***配置文件（简称SCD文件）；
2）将被测试就地化线路保护装置与测试装置进行物理接线搭建自动检测***；
3）根据全站***配置文件自动构建地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板；
4）根据功能检测模板和性能检测模板进行功能和性能的自动检测，生成检测报告。
本实施例中，步骤3）的详细步骤包括：根据全站***配置文件中的保护事件数据集、保护定值数据集、保护压板数据集三者确定被测试就地化线路保护装置的功能类型；根据功能类型、被测试就地化线路保护装置的设备型号及厂家，结合预设的通道映射模型、控制检测模型生成被测试就地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板，所述通道映射模型包含被测试就地化线路保护装置、测试装置之间以全站***配置文件的虚通道作为媒介的映射关系，控制检测模型包括针对就地化线路保护装置的保护逻辑条件的故障计算模型。
如图2所示，本实施例中通道映射模型包括就地化线路保护装置、测试装置之间物理通道映射模型和保护逻辑映射模型，所述物理通道映射模型采用虚拟通道与物理通道结合的方法，通过全站***配置文件的虚拟通道作为媒介实现测试装置的输出通道、被测试就地化线路保护装置的采样通道进行映射匹配，全站***配置文件的虚拟通道包括第一遥测电流虚通道、第二遥测电压虚通道、遥信虚通道、出口虚通道，测试装置的输出通道包括电流输出通道、电压输出通道、开出通道、开入通道，被测试就地化线路保护装置的采样通道包括电流采样通道、电压采样通道、位置采集通道、跳闸出口通道，所述电流输出通道通过第一遥测电流虚通道与电流采样通道形成映射匹配，所述电压输出通道通过第二遥测电压虚通道与电压采样通道形成映射匹配，所述开出通道通过遥信虚通道与位置采集通道形成映射匹配，所述开入通道通过出口虚通道与跳闸出口通道形成映射匹配；所述保护逻辑映射模型采用测试装置的判据条件与被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件进行逻辑关联的方式进行映射匹配以实现自动检测***的通道映射建模，所述被测试就地化线路保护装置的判据条件包括电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据，所述测试装置的判据条件包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件设置和动作事件报告，其中动作条件设置包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板。本实施例中，所述进行逻辑关联的方式进行映射匹配具体是指将测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件两者之间设置中间的保护模型，所述保护模型包括距离保护、纵差保护、零序过流的保护模型，且每一种保护模型均为包括0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，当需要进行测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件之间的转换时，通过模糊匹配的方式将其中一方通过中间的保护模型映射到另一方。参见图2，测试装置的电流输出通道、电压输出通道、开出量通道和开入量通道分别与全站***配置文件的电流遥测虚通道、全站***配置文件的电压遥测虚通道、全站***配置文件的遥信虚通道和全站***配置文件的出口虚通道进行一一建模映射，实现测试装置硬件结构通道与全站***配置文件虚拟控制通道的映射。同时，全站***配置文件的电流遥测虚通道、全站***配置文件的电压遥测虚通道、全站***配置文件的遥信虚通道和全站***配置文件的出口虚通道分别于就地化线路保护装置的电流采样通道、电压采样通道、断路器位置采集通道和跳闸出口位置通道进行一一映射，实现就地化线路保护装置的物理通道与全站***配置文件的虚拟通道映射，最终构建通过全站***配置文件的虚拟通道实现测试装置硬件结构输出物理通道和就地化线路保护装置的实际采样物理通道的一一映射，从而构建出测试装置的物理通道映射模型。参见图2，就地化线路保护装置的保护逻辑条件主要由电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据组成，测试装置的保护逻辑自动检测模块主要由保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件（保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板等）和动作事件报告判别组成，就地化线路保护装置、测试装置的自动检测功能模块构建自己的模型，通过模糊匹配的方法分别与距离保护、纵差保护、零序过流等各类保护进行模型映射，构建就地化线路保护的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，最终实现就地化线路保护装置保护功能模块与测试装置检测功能模块的映射,从而构建闭环测试用例自动生成的检测模型。
以某220kV就地化线路保护装置的模型为例，见下表，其采样关联模型主要有遥测、遥信和保护跳闸出口，在进行通道映射时，对于遥测，测试***模拟量电压、电流输出通道在识别逻辑节点为MMXU的模型时，根据关键字名称进行自动匹配映射；对于遥信，测试***输出根据SCD文件输出数字报文，并与逻辑节点为GGIO的遥信进根据关键字按名称类比进行自动匹配映射；对于跳闸出口，测试***监视出口模块根据SCD文件添加监视判别出口，并与逻辑节点为PTRC、RREC、PSCH的出口进根据关键字按名称类比进行自动匹配映射，则生成的映射关系如下表所示。
表1：映射关系表。
本实施例中，控制检测模型包括针对就地化线路保护装置的保护逻辑条件的故障计算模型，以就地化线路保护单相节点距离故障为例，其故障计算模型为：
U & =m*(1+K)*i*ZZDI
上式中，U & 为故障相电压，m 为常数系数，K为零序补偿系数，ZZDI为接地距离I段阻抗定值。构建接地距离I段A相接地故障时，交互获取线路保护整定参数K和ZZDI，映射动作出口检测，故障状态设置如下：当构建接地距离I段保护逻辑可靠动作模板时，设定m=0.95，故障电流I设定为In额定值，故障电压为U & =0.95*(1+K)*i*ZZDI；当构建接地距离I段保护逻辑可靠不动作模板时，设定m=1.05，故障电流I设定为In额定值，故障电压为U & =1.05*(1+K)*i*ZZDI；当构建接地距离I段保护出口时间测试模板时，设定m=0.8，故障电流I设定为In额定值，故障电压为U & =0.8*(1+K)*i*ZZDI；通过以上保护计算模型，配合采样通道自动映射，构建键自动生成相关就地化线路保护装置的自动检测测试用例。
如图4所示，本实施例步骤4）中根据功能检测模板进行功能的自动检测的步骤包括：
4.1A）获取功能检测模板中的所有保护功能；
4.2A）获取保护功能对应的保护逻辑条件，所述保护逻辑条件为电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据中的一种，将所有的保护功能根据所述通道映射模型和测试装置的保护逻辑自动检测模块进行关联，测试装置的保护逻辑自动检测模块包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件、动作事件报告判别，所述动作条件包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板的动作条件，将就地化线路保护装置的保护逻辑条件、测试装置的自动检测功能模块通过模糊匹配的方法分别与中间的保护模型进行模型映射，构建被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，最终实现就地化线路保护装置保护功能模块与测试装置检测功能模块的映射；
4.3A）如果保护功能映射到测试装置的保护定值门槛的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护定值，然后结合保护逻辑计算公式计算出模拟故障事件的电压和电流幅值、相位以及频率，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到保护控制字、保护压板的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护或压板的控制数值，然后判断保护控制字、保护压板是否正确投退，如果不正确投退则修改正确，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到出口位置判别、动作事件报告判别，则生成预测数据，跳转执行步骤4.5A）；
4.4A）测试装置模拟单相、相间故障；
4.5A）建立闭环自动检测模拟用例；
4.6A）测试装置获取被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间；如果0.9倍保护定值下可靠不动作检测正常，则判定可靠不动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.1倍保护定值下可靠动作检测保护动作，若跳闸出口位置也正常则判定可靠动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间正确，则判定保护动作出口时间检测正常，否则判定保护动作出口时间检测异常并记录异常内容。
如图3所示，本实施例步骤4.5A）中建立闭环自动检测模拟用例时采用一对多控制策略构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例，所述一对多控制策略按对象、类和实例化的模式构建模型，其中对象为保护逻辑功能，保护逻辑功能的对象由纵差保护对象、快速距离对象、接地距离对象、相间距离对象、零序过流对象、重合闸对象、三相不一致对象、过负荷对象和远跳与过压对象，不同的对象按照类和实例化处理：纵差保护对象按分相差动、零序差动进行分类和实例化处理，快速距离对象按快速距离进行类和实例化处理，接地距离对象按接地距离I段、接地距离II段、接地距离III段进行分类和实例化处理，相间距离对象按相间距离I段、相间距离II段、相间距离III段进行分类和实例化处理，零序过流对象按零序过流I段、零序过流II段、零序反时限进行分类和实例化处理，重合闸对象按单相重合闸和三相重合闸进行分类和实例化处理，三相不一致对象按不一致告警、不一致动作、不一致闭锁进行分类和实例化处理，过负荷对象按照过负荷告警和过负荷跳闸进行分类和实例化处理，远跳与过压按照远跳判别和过压判别进行分类和实例化处理，在不同类别的保护逻辑中，采用镶套运用一对多控制的控制理论，被测对象的保护逻辑按照逻辑计算判别公式、动作定值门槛、出口时间门槛、压板控制字设定、出口状态判别、动作时间报告判别进行分类和实例化处理，最后构建实现构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例。
如图4所示，本实施例步骤4）中根据性能检测模板进行性能的自动检测的步骤包括：
4.1B）根据所述通道映射模型和测试装置电压、电流、开出和开入通道与被测试就地化线路保护装置的遥测、遥信、出口自动进行映射关联；
4.2B）通过测试中装置向被测试就地化线路保护装置发送电压、电流、开出和开入信号；
4.3B）通过映射的通道获取被测试就地化线路保护装置的信号并计算性能指标；
4.4B）判断性能指标是否正常，如果正常则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测正常，否则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测异常并记录异常内容。
参见图4，本实施例基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法在测试装置根据全站***配置文件中就地化线路保护装置的选择和设备厂家的映射，由相关的自动映射模型构建对应就地化线路保护装置的自动检测测试用例，并进行物理接线连接。自动检测测试用例分位功能性自动检测用例和性能性自动检测用例对于功能性自动检测用例，其主要构建检测***与就地化线路保护的各个保护功能模块的保护逻辑公式、保护定值、保护压板控制字、保护跳闸出口位置及上送监控后台的保护事件报告等，构建就地化线路保护各保护功能模块在0.9倍额定值下保护可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍额定值下保护动作出口时间正常判别的功能性自动检测用例，以闭环模式对就地化线路保护装置的不同保护功能逻辑进行功能性自动检测；对于性能性自动检测用例，其主要构建检测***的电压、电流、开出和开入通道与就地化线路保护装置的遥测、遥信及跳闸出口位置的自动映射，以闭环模式对就地化线路保护装置的通道映射及采样数据精度做自动检测。
综上所述，本实施例基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法采用建模技术构建通道映射模型，实现物理通道映射建模和保护逻辑映射建模。对于物理通道映射建模，采用虚拟通道与物理通道结合的方法，通过SCD文件的虚拟通道作为媒介实现自动检测硬件***输出端口和就地化线路保护采样端口进行映射匹配；对于保护逻辑映射建模，采用测试装置保护检测模块的判据条件与就地化线路保护保护逻辑动作条件进行逻辑关联的方式进行映射匹配，实现测试装置的通道映射建模。通过模型预测的方法构建控制检测模型，使测试装置能够根据SCD文件的数据结构一键自动生成相关就地化线路保护装置的自动检测测试用例。测试装置以交互回放模式运行纵差保护、距离保护、零序过流等不同的自动检测测试用例，自动检测测试用例在一对多控制技术下对就地化线路保护进行保护逻辑相关定值、压板读写及对硬件***相关模拟量、数字量电压电流信号和开关量信息进行控制输出，在模型预测等相关闭环控制原理下完成就地化线路保护装置的功能和性能自动仿真测试，最终实现就地化线路保护的一键式自动检测。本实施例基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法通过模糊匹配和虚拟映射技术来解决就地化线路保护物理采样与上送IEC61850监控主站信息的映射、保护动作逻辑与故障计算模型的映射的问题，实现检测用例模型自动构建，最终在模型预测控制理论的判别下实现智慧变电站就地化线路保护快速一键式自动检测，最大程度提升线路保护装置一键自动测试效率，解决自动测试无法在新建智慧变电站联调环节大面积应用的问题，消除影响智慧变电站安全运行的不稳定因素。
如图5所示，本实施例还提供一种用于前述基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法的测试装置，包括核心控制单元1、电流放大器单元2、电压放大器单元3、光数据通讯单元4、开关量单元5和电源单元6，核心控制单元1分别与电流放大器单元2、电压放大器单元3、光数据通讯单元4、开关量单元5相连，电源单元6的供电输出端分别与核心控制单元1、电流放大器单元2、电压放大器单元3、光数据通讯单元4、开关量单元5相连，电流放大器单元2带有电流输出端口，电压放大器单元3带有电压输出端口，光数据通讯单元4带有开关量输出端口，开关量单元5带有开关量输入端口。
为了便于测试装置的安装和维护，本实施例中采用了模块化的方式，核心控制单元1为母板，电流放大器单元2、电压放大器单元3、光数据通讯单元4、开关量单元5和电源单元6均为插设安装在母板上的独立板卡，从而可方便地更换其中部分单元或者进行功能扩展。
核心控制单元1是整个测试装置的核心部件。如图5所示，本实施例中的核心控制单元1包括依次相连D/A模块11、FPGA模块12、控制器单元13和通讯模块14，D/A模块11的输出端与电流放大器单元2、电压放大器单元3相连，FPGA模块12分别与光数据通讯单元4、开关量单元5相连。本实施例中，控制器单元13采用ARM+DSP完成所有数据的计算处理，对外通过通讯模块14（以太网通讯口）与就地化线路保护装置的IEC61850通讯端口进行物理连接，实现MMS报文通讯；对内通过FPGA模块12实现光数据通讯单元4的光数字报文输出控制和开关量单元5的通道状态控制，通过D/A模块11实现电流放大器单元2、电压放大器单元3的控制输出。
电流放大器单元2具备6路交流模拟量输出通道，电流放大器单元2的最大负载为单相450VA，保证就地化线路保护装置电流采样。
电压放大器单元3具备6路交流模拟量输出通道，电压放大器单元3的最大负载为90VA，保证就地化线路保护装置的电压采样。
光数据通讯单元4具备8路光纤通讯接口，支持IEC61850协议的SV、GOOSE采样数据，以直采模式完整的模拟就地化线路保护装置的CT（电流互感器）、PT（电压互感器）采样，断路器位置采集，以直跳模式实现对断路器、开关进行三相跳闸位置出口订阅监测，满足光数字采样的就地化线路保护装置的各种采样需求，最终辅助自动检测***完成数字采样的就地化线路保护装置的闭环自动检测。
开关量单元5具备8路开入量接点和6路开出量接点，开出量接点采用继电器结构，能够以串入220V直流电源的模式为多间隔就地化线路保护独立提供断路器位置信息，开入量接点采用光耦结构，闭合及断开时间不超过100ns，快速开入量接点能够及时分别订阅到不同间隔的就地化线路保护装置的三相跳闸出口和重合闸出口接点位置，辅助测试装置完成就地化线路保护装置的自动检测。
电源单元6采用AC220电源供电，其将交流电源转换为5V直流电源，5V直流电源为其他单元提供供电电源。
本实施例的测试装置可应用在智慧变电站就地化线路保护装置的调试检修方面，其采用本实施例基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法的模型自动映射的方法实现了自动测试用例的一键式自动生成，解决了现有的线路保护装置自动测试***测试用例手动编辑时间长，测试用例通用性差，不适用智能变电站现场调试检修的问题。基于模型用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测***将二次保护的自动测试从实验室应用推广到了智能变电站的现场应用，为就地化线路保护的功能和性能同步自动测试检修提供了一种新的高校的自动检测手段，该技术可应用在其他类型二次保护装置的自动检测上，极大提高了就地化智能变电站检修维护效率，保证了电网的安全可靠运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法，其特征在于实施步骤包括：
1）获取被测试就地化线路保护装置的全站***配置文件；
2）将被测试就地化线路保护装置与测试装置进行物理接线搭建自动检测***；
3）根据全站***配置文件自动构建地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板；
4）根据功能检测模板和性能检测模板进行功能和性能的自动检测，生成检测报告；
步骤3）的详细步骤包括：根据全站***配置文件中的保护事件数据集、保护定值数据集、保护压板数据集三者确定被测试就地化线路保护装置的功能类型；根据功能类型、被测试就地化线路保护装置的设备型号及厂家，结合预设的通道映射模型、控制检测模型生成被测试就地化线路保护装置的功能检测模板和性能检测模板，所述通道映射模型包含被测试就地化线路保护装置、测试装置之间以全站***配置文件的虚通道作为媒介的映射关系，所述控制检测模型包括针对就地化线路保护装置的保护逻辑条件的故障计算模型；所述通道映射模型包括就地化线路保护装置、测试装置之间物理通道映射模型和保护逻辑映射模型，所述物理通道映射模型采用虚拟通道与物理通道结合的方法，通过全站***配置文件的虚拟通道作为媒介实现测试装置的输出通道、被测试就地化线路保护装置的采样通道进行映射匹配，全站***配置文件的虚拟通道包括第一遥测电流虚通道、第二遥测电压虚通道、遥信虚通道、出口虚通道，测试装置的输出通道包括电流输出通道、电压输出通道、开出通道、开入通道，被测试就地化线路保护装置的采样通道包括电流采样通道、电压采样通道、位置采集通道、跳闸出口通道，所述电流输出通道通过第一遥测电流虚通道与电流采样通道形成映射匹配，所述电压输出通道通过第二遥测电压虚通道与电压采样通道形成映射匹配，所述开出通道通过遥信虚通道与位置采集通道形成映射匹配，所述开入通道通过出口虚通道与跳闸出口通道形成映射匹配；所述保护逻辑映射模型采用测试装置的判据条件与被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件进行逻辑关联的方式进行映射匹配以实现自动检测***的通道映射建模，所述被测试就地化线路保护装置的判据条件包括电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据，所述测试装置的判据条件包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件设置和动作事件报告，其中动作条件设置包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板；
步骤4）中根据功能检测模板进行功能的自动检测的步骤包括：
4.1A）获取功能检测模板中的所有保护功能；
4.2A）获取保护功能对应的保护逻辑条件，所述保护逻辑条件为电流采样判据、电压采样判据、刀闸位置采样判据、跳闸出口状态判据、定值和压板设置判据、动作和事件报告上送判据中的一种，将所有的保护功能根据所述通道映射模型和测试装置的保护逻辑自动检测模块进行关联，测试装置的保护逻辑自动检测模块包括保护逻辑计算公式、出口位置判别、动作条件、动作事件报告判别，所述动作条件包括保护定值门槛、延时时间、保护控制字、保护压板的动作条件，将就地化线路保护装置的保护逻辑条件、测试装置的自动检测功能模块通过模糊匹配的方法分别与中间的保护模型进行模型映射，构建被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，最终实现就地化线路保护装置保护功能模块与测试装置检测功能模块的映射；
4.3A）如果保护功能映射到测试装置的保护定值门槛的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护定值，然后结合保护逻辑计算公式计算出模拟故障事件的电压和电流幅值、相位以及频率，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到保护控制字、保护压板的动作条件，则测试装置通过MMS报文获取保护或压板的控制数值，然后判断保护控制字、保护压板是否正确投退，如果不正确投退则修改正确，跳转执行步骤4.4A）；如果映射到出口位置判别、动作事件报告判别，则生成预测数据，跳转执行步骤4.5A）；
4.4A）测试装置模拟单相、相间故障；
4.5A）建立闭环自动检测模拟用例；
4.6A）测试装置获取被测试就地化线路保护装置的不同保护功能在0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间；如果0.9倍保护定值下可靠不动作检测正常，则判定可靠不动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.1倍保护定值下可靠动作检测保护动作，若跳闸出口位置也正常则判定可靠动作检测正常，否则判定可靠不动作检测异常并记录异常内容；如果1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间正确，则判定保护动作出口时间检测正常，否则判定保护动作出口时间检测异常并记录异常内容；
步骤4）中根据性能检测模板进行性能的自动检测的步骤包括：
4.1B）根据所述通道映射模型和测试装置电压、电流、开出和开入通道与被测试就地化线路保护装置的遥测、遥信、出口自动进行映射关联；
4.2B）通过测试中装置向被测试就地化线路保护装置发送电压、电流、开出和开入信号；
4.3B）通过映射的通道获取被测试就地化线路保护装置的信号并计算性能指标；
4.4B）判断性能指标是否正常，如果正常则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测正常，否则判定被测试就地化线路保护装置的性能检测异常并记录异常内容。
2.根据权利要求1所述的基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法，其特征在于，所述进行逻辑关联的方式进行映射匹配具体是指将测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件两者之间设置中间的保护模型，所述保护模型包括距离保护、纵差保护、零序过流的保护模型，且每一种保护模型均为包括0.9倍保护定值下可靠不动作、1.1倍保护定值下可靠动作、1.2倍保护定值下测试保护动作出口时间和出口位置状态的固定检测模型模板，当需要进行测试装置的判据条件、被测试就地化线路保护装置的逻辑动作条件之间的转换时，通过模糊匹配的方式将其中一方通过中间的保护模型映射到另一方。
3.根据权利要求1所述的基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法，其特征在于，步骤4.5A）中建立闭环自动检测模拟用例时采用一对多控制策略构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例，所述一对多控制策略按对象、类和实例化的模式构建模型，其中对象为保护逻辑功能，保护逻辑功能的对象由纵差保护对象、快速距离对象、接地距离对象、相间距离对象、零序过流对象、重合闸对象、三相不一致对象、过负荷对象和远跳与过压对象，不同的对象按照类和实例化处理：纵差保护对象按分相差动、零序差动进行分类和实例化处理，快速距离对象按快速距离进行类和实例化处理，接地距离对象按接地距离I段、接地距离II段、接地距离III段进行分类和实例化处理，相间距离对象按相间距离I段、相间距离II段、相间距离III段进行分类和实例化处理，零序过流对象按零序过流I段、零序过流II段、零序反时限进行分类和实例化处理，重合闸对象按单相重合闸和三相重合闸进行分类和实例化处理，三相不一致对象按不一致告警、不一致动作、不一致闭锁进行分类和实例化处理，过负荷对象按照过负荷告警和过负荷跳闸进行分类和实例化处理，远跳与过压按照远跳判别和过压判别进行分类和实例化处理，在不同类别的保护逻辑中，采用镶套运用一对多控制的控制理论，被测对象的保护逻辑按照逻辑计算判别公式、动作定值门槛、出口时间门槛、压板控制字设定、出口状态判别、动作时间报告判别进行分类和实例化处理，最后构建实现构建就地化线路保护装置的闭环自动检测模拟用例。
4.一种用于应用权利要求1～3中任意一项所述基于用例自动构建的就地化线路保护装置自动检测方法的测试装置，其特征在于，包括核心控制单元（1）、电流放大器单元（2）、电压放大器单元（3）、光数据通讯单元（4）、开关量单元（5）和电源单元（6），所述核心控制单元（1）分别与电流放大器单元（2）、电压放大器单元（3）、光数据通讯单元（4）、开关量单元（5）相连，所述电源单元（6）的供电输出端分别与核心控制单元（1）、电流放大器单元（2）、电压放大器单元（3）、光数据通讯单元（4）、开关量单元（5）相连，所述电流放大器单元（2）带有电流输出端口，电压放大器单元（3）带有电压输出端口，光数据通讯单元（4）带有开关量输出端口，开关量单元（5）带有开关量输入端口。
5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述核心控制单元（1）为母板，所述电流放大器单元（2）、电压放大器单元（3）、光数据通讯单元（4）、开关量单元（5）和电源单元（6）均为插设安装在母板上的独立板卡。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述核心控制单元（1）包括依次相连D/A模块（11）、FPGA模块（12）、控制器单元（13）和通讯模块（14），所述D/A模块（11）的输出端与电流放大器单元（2）、电压放大器单元（3）相连，所述FPGA模块（12）分别与光数据通讯单元（4）、开关量单元（5）相连。
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