０引言

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能變電站的推廣和應用取得了不錯 的 進 展。當前智能變電站都是基于ＩＥＣ６１８５０標準建設的，具有變電站內部設備之間的信息共享以及互操作的功能，能夠自動完成信息的采集、測量、控制、保護和檢測等基本功能。智能變電系統(tǒng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡化能力是其與傳統(tǒng)變電站相比的優(yōu)勢，在其中應用了非常多的智能決策系統(tǒng)，而且其二次系統(tǒng)也發(fā)生了顯著的變化。在智能變電站中智能保護裝置的性能也得到了顯著的提高，智能化程度越來越高，這與計算機技術、通信技術和嵌入式技術等先進的技術不斷發(fā)展并且應用到智能保護裝置之中有著密切的關系，高速處理器和電子式互感器等性能優(yōu)異設備的應用也起到了重要的作用。在這樣的背景下，繼電保護裝置的測量測試裝置也需要提升其性能，來滿足不斷提升的要求［１－３］。

在繼電保護裝置性能不斷提升的背景下，對繼電保護測試裝置的要求也在不斷地提高，而當前的繼電保護裝置的測試水平還不夠，大多還采用傳統(tǒng)的測試模式，測試的自動化水平較低，還需要測試人員通過手動來操作數(shù)字保護測試儀，對保護裝置的動作情況進行檢測，驗證保護定值以及邏輯功能等，由測試人員手動記錄測量的結果，并且進行相應的判斷和分析，這個過程不僅測量效率較低，而且結果還會受到測試人員的經(jīng)驗、能力和態(tài)度等原因的影響，準確性難以保證。此外，由于不同廠家生產(chǎn)的測試設備之間差異性較大，控制軟件和控制接口等都存在很大的不同，設備之間的差異性導致智能變電站信息共享和互操作等功能受到影響，不能夠完全實現(xiàn)。而且數(shù)字化檢測軟件和保護裝置之間存在的通信障礙也對繼電保護測試裝置的性能造成了影響，這種情況直接造成了定值、壓板等的讀取和修改等一系列功能不能夠實現(xiàn)，十分不利于繼電保護裝置測量工作的進行［４－５］。

通過建立智能變電站繼電保護裝置自動測試平臺，能夠加強智能變電站內部信息的共享，提升二次設備之間的互操性，本文在ＩＥＣ６１８５０標準的基礎之上，提 出 了 一 種智能變電站數(shù)字保護裝置的自動測試平臺及其構建方法。分層結構和模塊化思想是建設的核心，應用該平臺可以對智能變電站數(shù)字保護裝置進行高效率的閉環(huán)測試，此外，該平臺還能夠提供二次開發(fā)平臺，實現(xiàn)測試方案的編輯工作，并且還具有自動生成標準格式測試報告的能力，極大地提升了繼電保護測試裝置的自動化水平和標準化程度，并且促進了測試效率的提升，能夠有效地滿足智能化繼電保護裝置的需求。

１ 自動測試平臺總體設計

１．１ 系統(tǒng)的基本要求

自動測試平臺的設計應滿足標準化測試、測試提示信息標準化和報告標準化等要求，同時測試的過程應滿足閉環(huán)性、透明化以及良好的拓展性等方面的功能要求。平臺的設計主要包括硬件結構的設計以及軟件結構的設置。其中硬件的設計應滿足規(guī)劃平臺的整體布局，實現(xiàn)測試裝置和電子設備二者之間的有效隔離；軟件結構設計需要滿足自動閉環(huán)測試的需求，在設計中應用了分層結構與模塊化的設計理念［６－７］。

１．２ 系統(tǒng)原理及功能

在智能變電站中，繼電保護裝置的性能得到了提升，其在跳閘方式和采樣等方面和傳統(tǒng)的繼電保護裝置有所區(qū)別，但是其在電力系統(tǒng)中所起到的作用并沒有發(fā)生變化，同時在其測試原理方面也和傳統(tǒng)測試裝置沒有什么不同，因此本文中設計的自動測試平臺的原理和傳統(tǒng)的繼電保護測量裝置是相同的，都是基于使用要求以及相關規(guī)程的。而且由于采樣環(huán)節(jié)發(fā)生了變化，繼電保護裝置數(shù)字化測試儀硬件結構得到了簡化，通過這樣的方式使得電力故障仿真數(shù)據(jù)的精度得到了提升，同時提高了方針數(shù)據(jù)模型的復雜性，有效地豐富了自動測試平臺的功能。使其不僅具備了閉環(huán)測試、標準格式輸出以 及ＩＥＣ６１８５０信 息 解 析 等 功能，還使整個測試過程實現(xiàn)了自動化［８］。

１．３ 自動測試平臺的硬件結構設計

自動測試平臺應具有信息共享和便捷的數(shù)據(jù)操作等方面的功能，并且通過測試終端能夠發(fā)布各種測試命令，包括信息的采集、測量、控制、保護等，同時還需要在測試終端實現(xiàn)標準化測試報告形成的功能，從而實現(xiàn)繼電保護測試裝置的“一鍵式”操控。為此本文設計的自動測試平臺采用如圖１所示的硬件結構。

自動測試平臺的測試終端由測試機或者個人電腦（ＰＣ）組成。測試機／ＰＣ、數(shù)字 保 護 裝 置、數(shù)字保護測試儀三部分分別與自動測試平臺相連接，構成自動測試平臺的通信鏈路，同時數(shù)字保護測試儀和保護裝置之間通過光纖進行了連接。

１．４ 自動測試平臺軟件結構框架

自動測試平臺軟件可以說是整個平臺的核心，其安裝在測試終端之內，此自動測試平臺采用了分層結構和模塊化的設計思想，具體的軟件框架如圖２所示。

本文設計的自動測試平臺的軟件系統(tǒng)包含了測試方案開發(fā)層、自動測試層和測試儀接口層等三部分。接口層的功能是提供測試服務接口，該系統(tǒng)應用的是組件對象模型（ＣＯＭ）接口；自動測試模塊主要包含了控制中心模塊、制造報文規(guī)范 和 通 信 模 塊（ＭＭＳ）；測 試 方 案 開 發(fā) 層 主 要 包含測試方案開發(fā)模塊、測試子模板庫、設備數(shù)據(jù)模型、測試方案數(shù)據(jù)接 口 庫，其主要功能是針對保護裝置來完成二次開發(fā)工作，具有測試方案的編輯以及子模板的測試等功能。

２ 自動測試平臺層次設計和模塊功能

２．１ 測試儀器接口層設計

在測試儀器接口層的設計過程中，必須要使其具有良好的可拓展性，使之在面臨不同類型的被測設備時都能夠應用，從而保證自動測量平臺的智能性和通用性，因此在接口選擇時選擇了 ＣＯＭ 接口，其能夠被自動測試控制中心調用，從而實現(xiàn)各類不同類別的保護裝置的功能測試。測試層接口的消息通知選用的是 Ｗｉｎｄｏｗｓ消息，通過其來完成測試控制中心模塊測試狀態(tài)變化的通知工作。在自動測試平臺的應用過程中，由于不同數(shù)字保護裝置的保護原理并不相同，因此需要根據(jù)其原理來判斷分析所需應用的測試方法［９］。

２．２ 測試方案開發(fā)層

測試過程中，針對不同的被測裝置，測量的方法也有所區(qū)別，需要應用不同的測試方案，這就需要平臺能夠進行測試方案的獨立開發(fā)。因此在系統(tǒng)的設計過程中要求測試方案的開發(fā)層具備測試方案和測試子模板二次開發(fā)的功能。本文設計的自動測試平臺能夠通過設備數(shù)據(jù)模型、測試方案數(shù)據(jù)接口庫和測試子模板庫等來實現(xiàn)自動測試方案的生成。

２．２．１ 設備數(shù)據(jù)模型設計

設備數(shù)據(jù)模型是用來獲取被測保護裝置信息的，包括各種數(shù)據(jù)集的詳細信息和特性曲線等。其可以是ＩＥＤ 能力描述文件（ＩＣＤ），也 可 以 是 通 過 ＭＭＳ通信模塊從被測裝置獲取的信息［１０］。

２．２．２ 測試子模板庫設計。

測試子模板庫中包含了線性度測試、保護功能測試、遙信測試、遙控測試和報文異常測試等用來記錄和保存數(shù)字保護裝置各功能測試的子模板。測試方案是從測試項目集合中生成的，而這一集合則是由子模板通過實例化而形成的項目集合，子模板是由測試方法相同的基本測試功能抽象化而來的。通過這樣的方式來自動生產(chǎn)測試方案，能夠有效地提升測試方案的開發(fā)效率。

２．２．３ 測試方案數(shù)據(jù)接口庫設計

測試方案數(shù)據(jù)接口庫是可擴展語言（ＸＭＬ）文件，能夠保存保護測試功能的屬性數(shù)、故障參數(shù)以及結果參數(shù)等信息。

２．２．４ 測試方案設計

測試模板文件中記錄的是被測裝置的設備數(shù)據(jù)模型信息，文件是基于 ＸＭＬ語 言 的，而報告模板文件中則描述了測試模板中的參數(shù)數(shù)據(jù)和報告標準格式等內容，*終測試結果將會以 ｗｏｒｄ文檔的格式寫入。測試方案的開發(fā)則是這兩種模板的編輯過程，其中測試模板的編輯內容包括測試裝置測試標準流程、各項目的測試方法以及測試結果的判斷方法等內容，而報告模板編輯主要是進行測試模板數(shù)據(jù)和報告文檔位置之間聯(lián)系的建立。

在實際的測試過程中，測試方案模板的開發(fā)工作的**步是獲取被測裝置的設備數(shù)據(jù)模型，然后對其中的數(shù)據(jù)進行分析。之后根據(jù)獲取的信息在測試子模板庫中選擇相應的子模板，并進行子模板的實例化，在之后就可以進行測試以及報告模板文件的編輯和生成，這樣整個測試方案的生成工作就完成了。除了自動生成測試報告之外用戶也可以通過手動編輯來完成測試方案的生成。

２．３ 自動測試層

自動測試層的主要內容是實現(xiàn)被測保護裝置的測試工作，主要包括自動測試控制中心和 ＭＭＳ通信模塊。

２．３．１ 自動測試控制中心設計

自動測試控制中心能夠提供測試實驗過程中的人機對話，打開測試方案并且執(zhí)行其中的測試項目，并對測試結果合格與否進行自動的判斷。完成結果的判斷之后會將測試結果保存至標準報告模板，然后自動輸出測試報告，包括標準報告以及系統(tǒng)測試記錄庫 ＸＭＬ 標準報告兩部分。同時，在完成了測試過程之后，系統(tǒng)測試記錄庫會記錄整個測試過程中的詳細信息，包括測試項目的測試次數(shù)以及測試已返回的測試結果數(shù)據(jù)等。

２．３．２ ＭＭＳ通信模塊設計

自動測試層中的 ＭＭＳ模塊的功能是和數(shù)字保護裝置進行通信，自動測試程序能夠對其和開放標準 ＣＯＭ 接 口進行調用。開放接口中包含數(shù)據(jù)訪問接口和命令接口兩部分。其中前者的功能是讀取被測數(shù)字保護裝置的各種數(shù)據(jù)集以及告警 報 告 的 數(shù) 據(jù)， 后者可以進行定制的讀取和修改、保護測量值的讀取等內容。

２．３．３ 測試流程設計

開始自動測試之后，測試控制中心會先打開已經(jīng)編制好的測試方案，然后根據(jù)其進行測試項目的測試工作。測試的流程根據(jù)項目的不同而有所差異，因此需要對不同的測試項目進行相應的流程設計，主要包括保護功能測試項目測試流程、通信命令項目測試流程、硬件檢測項目執(zhí)行流程、系統(tǒng)參數(shù)錄入項目執(zhí)行流程等幾部分的設計。

３ 自動測試平臺的整體測試流程設計

智能變電站繼電保護裝置自動測試平臺的測試流程主要分為子模板編輯、測試方案編輯以及自動測試等三個步驟。其中，子模板編輯并不是每次測試中都需要進行的步驟，其主要目的是進行子模板庫的豐富，如果庫中已經(jīng)包含了測試所需要的子模板，方案開發(fā)模塊可以直接進行加載，并不需要再次進行編輯。測試方案的編輯是確定詳細的測試方案的過程，其需要根據(jù)子模板庫以及設備數(shù)據(jù)模型來制定。自動測試過程是通過自動測試控制中心通過加載測試方案來進行的，測試完成之后會保存并輸出標準格式的測試報告。

４ 結語

該平臺的設計基于分層結構和模塊化思想，能夠進行高效的閉環(huán)自動測試。該平臺能夠根據(jù)被測繼電保護裝置原理的不同，自動進行測試方案的開發(fā)和拓展，在測試完成之后能夠自動形成標準格式的測試報告。通過應用該自動測試平臺有效解決了當前繼電測量裝置中存在的不足，提升了工作效率，實現(xiàn)了規(guī)范、標準和高效的自動測試。