一種數字電能表iec61850符合性測試方法及其系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種數字電能表IEC61850符合性測試方法及其系統，所述方法包括數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查和MMS模型動態檢測；所述系統包括數字化電能表測試儀、符合性測試控制儀、網絡交換機和光交換機；所述數字化電能表測試儀、光交換機、被測數字化電能表、網絡交換機和符合性測試控制儀依次連接；所述符合性測試控制儀包括人機交互模塊、時鐘模塊、測試儀控制模塊、測試用例存儲模塊、結果分析模塊和MMS接收模塊。本發明提供的技術方案實現了數字化電能表IEC61850協議符合性測試，保證了不同廠家智能變電站數字化計量設備之間的互聯互通，可用于數字化電能表等數字化計量設備協議符合性的實驗室評估。
【專利說明】
一種數字電能表IEC61850符合性測試方法及其系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種測試方法，具體講涉及一種數字電能表IEC61850符合性測試方法及其系統。
【背景技術】
[0002]隨著電子式互感器、智能化一次設備和微電子技術等技術日趨成熟，智能變電站或數字化變電站已成為一種發展的趨勢。在數字化變電站中，電能表和互感器已不再構成電氣回路，而是光纜將電子式電壓電流互感器、智能化一次設備等進行連接以便傳輸數字化信號。數字化電能表與合并單元或電子式互感器基本已經采用高可靠性的光纖通訊方式。數字化電能表將是智能變電站電能計量重要設備，所以數字化變電站的電能表的需求量也會越來越大。
[0003]數字化電能表的接口方式和工作原理與傳統的電能表相比發生了根本性的改變，其輸入為以太網類型的數據幀，在傳輸系統帶寬足夠的情況下，電能表有功電能計量在理論上沒有誤差。但是數字電能表除了基本誤差之外，數字接口部分還有很多其他項目需要檢測，如數字報文異常時電能表能否正常工作，協議符合性測試等。尤其是對數字化電能表協議符合性測試的重要性由于數字化電能表屬于網絡設備而顯得尤為重要，協議存在不統一，不僅影響互聯互通，而且可能會由于協議理解不一致造成電量數據的丟失或錯誤。針對這個問題，有必要研究一種數字化電能表IEC61850符合性測試系統或方法來解決數字化電能表測試面臨協議符合性問題，滿足對數字化電能表的測試要求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明提供了一種數字電能表IEC61850符合性測試方法及其系統。該方法采用ICD模型文件靜態檢查和MMS模型動態測試完成數字化電能表的規約符合性測試。所述數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查包括采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件與IEC61850規約及國網電能計量擴展規約標準是否一致，測試結果可以在上位機中直觀的展示；所述MMS模型動態檢測包括根據電能表的MMS模型，編輯測試用例庫，測試軟件按照測試用例控制測試裝置發送SV報文給被測數字化電能表，接收被測數字化電能表發出的MMS報文，和測試用例中的預設結果進行對比，構成閉環測試系統，判斷動態檢測電能表麗S模型是否功能正確。
[0005]本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
[0006]—種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其改進之處在于，所述方法包括數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查和MMS模型動態檢測；
[0007]所述數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查包括采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件與IEC61850規約及國網電能計量擴展規約標準是否一致；
[0008]所述麗S模型動態檢測包括根據電能表的麗S模型，編輯測試用例庫，測試軟件按照測試用例控制測試裝置發送SV報文給被測數字化電能表，接收被測數字化電能表發出的MMS報文，和測試用例中的預設結果進行對比，構成閉環測試系統，判斷動態檢測電能表MMS模型是否功能正確。
[0009]優選的，所述數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查包括
[0010](2.1)檢查功能類節點是否符合要求；
[0011](2.2)依次檢查各功能邏輯節點是否符合要求；
[0012](2.3)依次與計量設備模型進行對比從而檢查邏輯節點類；
[0013](2.4)與標準版本是否一致；
[0014](2.5)否則列寫不一致說明；
[0015](2.6)結束。
[0016]進一步地，所述步驟(2.1)包括導入被測數字化電能表I⑶模型文件后，采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件是否滿足標準要求，逐條判斷基本邏輯節點、計量、測量、告警、存檔記錄、采樣輸入邏輯節點是否定義、邏輯節點內數據對象和數據屬性是否按照標準要求進行定義。
[0017]進一步地，所述步驟(2.4)包括節點、對象、屬性的結構類型是否與標準一致。
[0018]進一步地，所述步驟(2.5)檢查結果以文字形式，按照“告警”和“錯誤”分類展示。
[0019]優選的，所述MMS模型動態檢測包括
[0020](6.1)導入模型文件數據；
[0021](6.2)提取相關61850模型數據；
[0022](6.3)建立遙信、遙控、定值、遙測表和控制參引表；
[0023](6.4)控制量特征字導入并保存；
[0024](6.5)測試用例編輯、導入并保存；
[0025](6.6)執行動態檢查用例表；
[0026](6.7)執行后輸出動態測試結果；
[0027](6.8)結束。
[0028]本發明基于另一目的提供的一種數字化電能表的IEC61850符合性測試系統，其改進之處在于，所述系統包括數字化電能表測試儀、符合性測試控制儀、網絡交換機和光交換機；
[0029]所述數字化電能表測試儀、光交換機、被測數字化電能表、網絡交換機和符合性測試控制儀依次連接；
[0030]所述符合性測試控制儀包括人機交互模塊、時鐘模塊、測試儀控制模塊、測試用例存儲模塊、結果分析模塊和MMS接收模塊。
[0031]優選的，所述測試儀控制模塊和測試用例存儲模塊相連接，通過以太網RJ45接口與數字化電能表測試儀相連接；
[0032]所述數字化電能表測試儀包括以太網接口、CPU模塊、SV采樣值生成模塊和光電轉換模塊；
[0033]所述以太網接口、CPU模塊、SV采樣值生成模塊和光電轉換模塊依次連接；
[0034]所述CPU模塊接收以太網接口模塊指令，SV采樣值生成模塊按照CPU指揮產生異常事件模擬SV報文，通過光電轉換模塊輸出SV以太網報文。
[0035]優選的，所述被測數字化電能表將測試電量數據與異常事件告警信息通過RJ45以太網接口經過網絡交換機返回符合性測試控制儀，符合性測試控制儀中MMS接收模塊接收被測數字化電能表返回事件響應結果以及返回時間與測試用例存儲模塊中預期值進行比較判斷被測數字化電能表響應是否正確；
[0036]判斷響應時間是否符合要求，完成一個測試用例的協議符合性測試。
[0037]優選的，所述符合性測試控制儀中測試儀控制模塊讀取下一個測試用例，控制數字化電能表測試儀模擬產生另外一種工況，MMS接收模塊被測數字化電能表的返回結果，判斷結果是否正確，完成異常事件等不同測試用例的測試，完成被測數字化電能表的規約符合性測試。
[0038]與現有技術比，本發明的有益效果為:
[0039]本發明數字化電能表IEC61850符合性測試方法可廣泛用于智能變電站電能計量設備，實現了數字化電能表IEC61850協議符合性測試，保證了不同廠家智能變電站數字化計量設備之間的互聯互通，可用于數字化電能表等數字化計量設備協議符合性的實驗室評估。
[0040]為了保證智能變電站設備間的正確數據交互，檢測數字化電能表MMS模型是數字化電能表符合性測試的重要內容。本測試系統可以完成數字化電能表符合性測試的全部項目。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發明提供的一種數字電能表IEC61850符合性測試系統示意圖
[0042]圖2為本發明提供的數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查流程圖。
[0043]圖3為本發明提供的麗S模型動態檢測流程圖。
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0045]本發明解決了目前的電能表測試方法無法測試協議一致性，影響互聯互通的問題。
[0046]其包括數字化電能表的I⑶模型文件靜態檢查和MMS模型動態檢測兩部分。
[0047]該測試系統由測試裝置和測試軟件構成。測試裝置用來輸出數字化電能表檢測需要的包括電流、電流SV采樣值信息的網絡報文；測試軟件是測試裝置的上位機軟件，控制測試裝置按照測試用例模擬輸出各種異常工況，接收被測數字化電能表返回測試結果并對測試結果進行分析。
[0048]電能表IEC61850規約符合性測試系統的ICD文件靜態檢查方法，采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件與IEC61850規約及國網電能計量擴展規約標準是否一致，測試結果可以在上位機中直觀的展示。具體為:，在導入被測數字化電能表ICD模型文件后，采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件是否滿足標準要求，逐條判斷基本邏輯節點、計量、測量、告警、存檔記錄、采樣輸入等邏輯節點是否定義、邏輯節點內數據對象、數據屬性是否按照標準要求進行了定義，必須有的節點、對象、屬性是否都具備，節點、對象、屬性的結構類型是否與標準一致。檢查結果以文字形式，按照“告警”和“錯誤”分類展示。
[0049]數字化電能表麗S模型動態測試方法，根據電能表的麗S模型，編輯測試用例庫，測試軟件按照測試用例控制測試裝置發送SV報文給被測數字化電能表，接收被測數字化電能表發出的MMS報文，和測試用例中的預設結果進行對比，構成閉環測試系統，判斷動態檢測電能表MMS模型是否功能正確。具體為:根據電能表的IEC61850MMS模型，自動編輯測試用例庫，控制測試裝置逐個按照測試用例生成相應的SV采樣值報文模擬各種工況，測試被測數字化電能表對各種工況的響應是否符合標準要求。
[0050]本發明一種數字電能表IEC61850符合性測試系統，其包括:數字化電能表測試儀
1、被測數字化電能表2、符合性測試控制儀3、網絡交換機4、光交換機5。符合性測試控制儀3中測試儀控制模塊讀取測試用例存儲模塊中的I條測試用例，經過以太網RJ45接口控制數字化電能表測試儀I產生不同的失壓、斷相、采樣值丟幀等異常事件。數字化電能表測試儀I以太網接口模塊接收符合性測試控制儀3發出的指令，數字化電能表測試儀I中CPU模塊接收以太網接口模塊指令，SV采樣值生成模塊按照CPU指揮產生異常事件模擬SV報文，通過光電轉換模塊輸出SV以太網報文。SV報文經過光交換機5轉發給不同被測數字化電能表2。被測數字化電能表2根據輸入采樣值報文得到電能，并進行相關的異常判斷。
[0051]被測電能表2將測試電量數據與異常事件告警信息通過RJ45以太網接口經過網絡交換機4返回符合性測試控制儀3，符合性測試控制儀3中麗S接收模塊接收電能表返回事件響應結果以及返回時間與測試用例存儲模塊中預期值進行比較判斷被測電能表響應是否正確，并判斷響應時間是否符合要求，并完成一個測試用例的協議符合性測試。符合性測試控制儀3按照中測試儀控制模塊重新讀取下一個測試用例，控制數字化電能表測試儀I模擬產生另外一種工況，MMS接收模塊被測數字化電能表2的返回結果，判斷結果是否正確，循環往復，完成所有異常事件等不同測試用例的測試，完成被測數字化電能表2的規約符合性測試。
[0052]實施例:
[0053]從打開的被測數字化電能表I⑶文件中提取電能表的IEC61850模型數據，根據模型建立被測數字化電能表的遙信、遙控、定值參數引表。將被測數字化電能表的邏輯節點中文描述作為編輯測試用例的一個參數:控制字。測試人員針對控制字特征量進行測試用例的編輯，編輯各類異常模擬工況，以失壓事件為例，測試人員編輯本測試用例包括幾個狀態，正常狀態輸出電壓、電流值、持續時間、異常狀態輸出電壓、電流值、持續時間，編輯預設電能表應該返回的信息，如失壓事件邏輯節點應該置1，表示事件發生，以及電能表應該返回的時間限值。編輯完成的測試用例導入到測試系統中，系統對測試用例進行按照測試次數、相別不同進行實例化，仍以失壓測試為例，實例化為A相失壓1、A相失壓2、A相失壓3、B相失壓1、B相失壓2、B相失壓3、C相失壓1、C相失壓2、C相失壓3。實例化后開始自動測試，測試軟件逐條按照測試用例控制電能表測試儀按照狀態持續時間和輸出電壓、電流值模擬不同的異常事件，接收被測數字化電能表返回麗S報文，解析麗S報文響應節點，判斷被測數字化電能表是否響應和動作情況是否與測試用例的預設結果一致，返回時間是否符合標準要求。一條用例測試完畢執行下一條測試用例，循環遍歷所有測試用例，完成被測數字化電能表IEC61850的MMS符合性動態測試。
[0054]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人員參照上述實施例依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述方法包括數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查和MMS模型動態檢測； 所述數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查包括采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件與IEC61850規約及國網電能計量擴展規約標準是否一致； 所述麗S模型動態檢測包括根據電能表的麗S模型，編輯測試用例庫，測試軟件按照測試用例控制測試裝置發送SV報文給被測數字化電能表，接收被測數字化電能表發出的MMS報文，和測試用例中的預設結果進行對比，構成閉環測試系統，判斷動態檢測電能表MMS模型是否功能正確。2.如權利要求1所述的一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述數字化電能表的ICD模型文件靜態檢查包括 (2.1)檢查功能類節點是否符合要求； (2.2)依次檢查各功能邏輯節點是否符合要求； (2.3)依次與計量設備模型進行對比從而檢查邏輯節點類； (2.4)與標準版本是否一致； (2.5)否則列寫不一致說明； (2.6)結束。3.如權利要求2所述的一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述步驟(2.1)包括導入被測數字化電能表ICD模型文件后，采用語句走讀對比，判斷被測ICD文件是否滿足標準要求，逐條判斷基本邏輯節點、計量、測量、告警、存檔記錄、采樣輸入邏輯節點是否定義、邏輯節點內數據對象和數據屬性是否按照標準要求進行定義。4.如權利要求2所述的一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述步驟(2.4)包括節點、對象、屬性的結構類型是否與標準一致。5.如權利要求2所述的一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述步驟(2.5)檢查結果以文字形式，按照“告警”和“錯誤”分類展示。6.如權利要求1所述的一種數字電能表IEC61850符合性測試方法，其特征在于，所述MMS模型動態檢測包括 (6.1)導入模型文件數據； (6.2)提取相關61850模型數據； (6.3)建立遙信、遙控、定值、遙測表和控制參引表； (6.4)控制量特征字導入并保存； (6.5)測試用例編輯、導入并保存； (6.6)執行動態檢查用例表； (6.7)執行后輸出動態測試結果；(6.8)結束。7.一種數字化電能表的IEC61850符合性測試系統，其特征在于，所述系統包括數字化電能表測試儀、符合性測試控制儀、網絡交換機和光交換機； 所述數字化電能表測試儀、光交換機、被測數字化電能表、網絡交換機和符合性測試控制儀依次連接； 所述符合性測試控制儀包括人機交互模塊、時鐘模塊、測試儀控制模塊、測試用例存儲模塊、結果分析模塊和MMS接收模塊。8.如權利要求7所述的一種數字化電能表的IEC61850符合性測試系統，其特征在于，所述測試儀控制模塊和測試用例存儲模塊相連接，通過以太網RJ45接口與數字化電能表測試儀相連接； 所述數字化電能表測試儀包括以太網接口、CPU模塊、SV采樣值生成模塊和光電轉換豐吳塊； 所述以太網接口、CPU模塊、SV采樣值生成模塊和光電轉換模塊依次連接； 所述CPU模塊接收以太網接口模塊指令，SV采樣值生成模塊按照CPU指揮產生異常事件模擬SV報文，通過光電轉換模塊輸出SV以太網報文。9.如權利要求7所述的一種數字化電能表的IEC61850符合性測試系統，其特征在于，所述被測數字化電能表將測試電量數據與異常事件告警信息通過RJ45以太網接口經過網絡交換機返回符合性測試控制儀，符合性測試控制儀中MMS接收模塊接收被測數字化電能表返回事件響應結果以及返回時間與測試用例存儲模塊中預期值進行比較判斷被測數字化電能表響應是否正確； 判斷響應時間是否符合要求，完成一個測試用例的協議符合性測試。10.如權利要求7所述的一種數字化電能表的IEC61850符合性測試系統，其特征在于，所述符合性測試控制儀中測試儀控制模塊讀取下一個測試用例，控制數字化電能表測試儀模擬產生另外一種工況，MMS接收模塊被測數字化電能表的返回結果，判斷結果是否正確，完成異常事件等不同測試用例的測試，完成被測數字化電能表的規約符合性測試。
【文檔編號】G01R35/04GK105824001SQ201510005592
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月6日
【發明人】陳松方, 白靜芬, 林繁濤, 趙莎, 盧達, 王曄, 劉佳, 章欣, 左嘉, 徐英輝, 楊湘江, 趙兵
【申請人】國家電網公司, 中國電力科學研究院, 國網浙江省電力公司