變電站在線監測智能電子設備自動化測試研究

雍明月，張秉楠，高 尚，李林廣

（北京電力工程有限公司，北京 100071）

變電站整體化監控系統是為了對所有變電站的實際全景數據進行統一的收集和管理，繼而將收集到的數據運用到智能化報警和數據綜合分析上的一種監測手段。在線監測的電子設備是一種智能化的操作設備，它是監控系統整體化的關鍵組成部分，它的運行是按相對應的標準實行在線實時監測和穩定通信的。隨著我國智能化設備的不斷更新發展和自動化技術日新月異的提升，智能電子設備與在線監測的自動化技術兩者在融合過程中出現了很多的問題，這對變電站的在線監測數據產生了一系列不良影響，急需技術人員針對這些問題做出相應的分析和指導，達到智能化電子設備與自動化檢測技術的完美結合，最終實現在線智能化監測。

1 在線監測智能電子設備的功能

在線檢測的智能化電子設備的功能主要包括下面三個方面：

（1）對收集到的設備信息進行有效加工和處理，按照處理得出的結果進行分析，架構一個與之對應的數據整體模型，再利用通信的服務端口提供數據信息采集、服務方式的設置以及訪問模型等實際性應用功能，在這些功能的基礎上整理和分析收集到的設備數據信息。

（2）報警信息的監測傳輸具有周期性，它在處理接收到的報警信息和監測數據時，包括緩存和非緩存兩種處理模式。在對報警信息的上傳過程中，其主要選擇的功能就是ACSI（抽象通信服務接口）中的報告服務功能，它實現了控制塊各項參數的最優化配置，可以做到實際控制與監測數據信息的傳送情況。

（3）利用ACSI的報告、定值、控制服務去完成模型控制參數與計算機模型數據參數的對時及數據召喚的相應功能。

2 在線監測智能電子設備的測試應用

在線監測的IED采集處理變壓器等設備的狀態信息數據都是通過以IEC 61850為參考標準，完成與綜合應用服務器等站控層裝置的連接通信。對前面在線監測的智能化電子設備的功能內容進行歸納整理再加以分析，可以得出ACSI的各項功能在智能設備的在線監測中所占比重很大，智能化電子設備的在線監測很多應用功能都依賴于ASCI的功能服務。除此之外，ACSI中的功能服務是可以被設備調用的，可以將其中的各項功能轉變為測試的腳本。

3 在線監測智能電子設備測試方法

在線監測技術工藝主要通過電子設備里功能測試這一個機制，將測試腳本作為測試的案例對通信服務這一機制進行有效控制，然后對響應的報文進行分析和計算，以達到建立閉環的作用。進行在線監測的智能化電子設備的自動化測試時，用文字的描述去處理測試的結果，是為了更方便地使用這種測試方法去研究處理測試腳本的自動化困難問題；用文字的形式去解釋每項功能，最后作為整個測試結果的提交文件。自動化測試系統的事先定義是可以在實際操作的流程中囊括以下在線監測IED的整體全部功能，測試前預先選用實例，再用相對應的測試平臺將要測試的實例轉換為自動化的測試腳本，對需要輸入的數據進行合理的選擇，連同測試的腳本一起輸入到相對應的自動化測試引擎里，讓它可以自動地操作執行。上面所述的整體簡略操作流程如圖1所示。

圖1 在線監測智能電子設備實驗測試流程

4 自動化功能測試技術分析

從自動化監測技術長期發展中可以看出，功能測試這一方面的應用方式基本都依賴于人工控制的測試用例，而此次的研究活動中提出了不同于人工智能的自動化監測方式——腳本設計，這種技術方法既可以調高在線監測效率，又可以有助于自動化功能的測試，還能解決人工測試中存在問題和困難。

因為測試腳本的數據內容里包括了可拓展性標記語言，所以必須保證設備腳本其描述語言的獨立性，這樣才能為設備中的任意一項功能相呼應的測試腳本提供保障。為了解決在設備運行過程中出現的疑難雜癥，達到通信測試的檢查結果和總體測試的結果對比分析的目的，要求測試的環境需要有模塊化應用。與此同時，還可以實現抽象化的具體操作流程，把監測腳本的語言元素定義到對應的自動化測試過程中，從而實現不同空間的運用。對于研究過程中側視腳本這一部分，需要注意的是各種用例具備的功能是不盡相同的，因此在每個空間的任一元素的應用過程中，它所對應的元素也是不同的，這樣才能保障測試腳本在測試過程中實現自動化這一操作要求。

4.1 自動化測試測試腳本設計

不同功能的測試用例主要是通過對IED的每個功能進行在線監測的，監測各個功能的測試步驟和測試結果，人工測試的操作方法是通過測試工作人員完成測試過程中的流程步驟，去逐一地完成所有測試步驟，將測試得出的實際結果和測試前預期的結果進行對比分析。文章針對自動化測試腳本取代人工操作進行了一系列研究，根據XML語言為在線監測IED的功能性對應的測試設計一種腳本語言，這樣就會讓各個功能在測試中都會生成相呼應的腳本進行測試。為了避免重復性的實驗操作，可以開啟測試環境的功能，在測試過程中進行通信測試和測試結果的檢查分析，通過模塊化思想抽象表達相同的監測操作，這就是自動化測試中的測試語言腳本這一元素。

不同的任意的腳本元素會被定義到相對應的操作空間和執行流程，不同的功能在進行測試時使用與自己相對應的測試腳本元素，將組成不同自動化測試內容的測試腳本。

4.2 功能測試用例生成測試腳本

（1）儲存測試時各個功能的測試用例。自動化測試系統能夠任意地提取功能的測試用例，再利用用戶輸入測試數據信息和已經建立的測試序列去架構不同的測試腳本。與此同時，需要架構完整的測試序列，這是為了達到通信服務內容儲存的完整性和有效性。

（2）設計生成測試的腳本。此次測試研究的過程中，是以智能化電子設備的數據監測傳播功能為主要的監測點，對測試用例在測試過程中生成腳本的過程進行全面的分析監測。首先收取測試列表中的測試數據，然后為腳本測試的測試過程提供數據參數的變量分析，接著按照研究工作人員給出的數據展開測試腳本的流程，最后對測試結果進行分析。

（3）尋找測試實驗的測試序列，要求在測試實驗的活動過程中全部按照對應要求的標準去執行實施。數據監測具有的功能能夠保障測試序列的報告收取的形式和處罰形式。測試序列以通信服務的參數為基礎，在測試過程中自定義生成測試序列表，并按照數據的信息或者名稱去定位腳本的變量。若是測試的序列已經設置好測試執行時間，那么就需要在時間的元素中尋找對應定義腳本。

（4）依照不同腳本的定義測試結果在不同的測試序列中收集和整理產生的所有定義，還需要對這個過程的成本進行描述，不同的控制信息和測序數據結果應由測試序列進行對應儲存。綜合考慮分析測試工作人員給出的數據信息去架構測試的腳本，從而達到分隔測試數據和測試邏輯的目的。在對監測上傳功能進行測試時，應該關注狀態量的監測和模擬量的監測，在這兩者的總召喚性和周期性上，要對不同的任意的觸發方式下的傳輸功能進行測試。

（5）測試過程的控制執行是由自動化測試引擎負責的，它的接入組件部分對應測試的步驟。通過測試引擎的設計去改善和優化自動化測試腳本進而去保障入口輸入的統一性，做到對各個測試組件的集中控制，完成真正意義上的智能化電子的自動化監測。

5 在線監測智能電子設備自動化測試系統和實驗研究

此次研究探討的是變電站在線監測的智能設備其自動化的測試研究分析，以自動化的測試為基礎添加了原來沒有的測試腳本和新的測試引擎，可以有效地提升測試效率。分析理解變電站的在線監測智能電子設備測試完的實驗結果和它的測試過程，做到對自動化測試這一方法的全面性檢測，進而分析得出自動化測試這一測試方法的實際運用結果。

5.1 測試實驗環境

在實際的實驗操作過程中，架構測試實驗環境通常是在線監測的IED模擬和通信的客戶端模擬器以及自動化設計的測試系統在計算機上使用在線的監測IED模擬器。在一臺電腦上加載測試得出的監督模型文件信息及數據，在另一臺計算機上運行在線監測的IED自動化監測系統，這樣就可以同時建立多個不同的客戶端模擬器。與此同時，要求相關的工作人員必須在線監測IED，并發送服務的請求，再應用測試模擬器相對應的功能，以此收集報文和分析結果。

5.2 測試系統

測試系統是由三個不同的層組成的，分別是展示層、仿真層和測試層。展示層負責優化用戶接口的配置，優化配置是為了達到客戶端模擬器以及電子設備功能實施的目的；仿真層的數據信息庫用來儲存測試的數據和測試的腳本；而測試層則是利用測試腳本進行測試解析，執行發揮數據庫的儲存功能，完成測試用例向測試腳本的轉化。

5.3 測試實驗

測試實驗環境由在線電子設備模擬器和自動化測試系統以及客戶的通信端模擬器進行架構；測試的過程和結果需要在特定的條件下進行研究和分析，最終上傳監測的測試數據。

6 結束語

綜上所述，此次研究提出了在線監測設備的自動化測試實驗的方法，依據測試過程設計了測試系統，描述了有關的數據庫，對測試引擎、客戶端通信模擬器和測試腳本的功能進行了仔細闡述，以期在日后的測試實驗過程中不斷地完善改進變電站中智能化電子設備的自動化在線監測技術。