摘要:智能管理單元是繼電保護就地化發展過程中出現的新設備，隨著就地化保護技術的逐漸成熟和推廣應用，智能管理單元的自動測試技術研究也提上日程。提出了一套就地化保護智能管理單元自動測試系統。該系統采用模塊化的設計理念，通過測試用例生成模塊自動生成測試數據，通過測試執行模塊控制用例在仿真環境的執行，通過通信模塊實現與被測智能管理單元，就地化保護裝置，測試儀的信息交互，通過結果處理模塊實現測試結果的自動判別，最終實現對就地化保護智能管理單元高效，可靠的閉環自動測試，實際應用表明，該自動測試系統能夠達到預期效果。

　　關鍵詞:就地化保護;智能管理單元;信息交互;自動判別

　　就地化保護是未來智能變電站繼電保護發展的重要方向之一，就地化保護裝置貼近一次設備就地布置保護裝置，采用電纜直接采樣，直接跳閘，減少中間傳輸環節，提升保護速動性與可靠性;運行環境惡劣，防護等級要求滿足隕孕遠苑;取消了操作鍵和顯示界面咱員原圓暫。智能變電站中所有就地化保護裝置的操作及顯示功能統一集中到智能管理單元上。智能管理單元作為就地化保護發展過程中的新設備，其功能可分為基本功能和高級功能。

　　其中，基本功能包括實現變電站內就地化保護裝置的集中界面展示，操作管理，備份管理，信息存儲，故障信息管理，遠程功能;高級功能包括繼電保護系統診斷，操作校核，帶負荷試驗，過程層自動配置，中間節點信息展示，自動生成主接線圖。對就地化無防護安裝的繼電保護裝置，必須配置智能管理單元。自動化測試是未來測試領域的發展趨勢，鑒于自動化測試在傳統繼電保護測試中的成功應用經驗。

　　本文提出了一種智能變電站就地化保護智能管理單元自動測試系統。該系統采用模塊化的設計理念，通過測試用例生成模塊自動生成測試數據，通過測試執行模塊控制用例在仿真環境的執行，通過通信模塊實現與被測智能管理單元，就地化保護裝置，測試儀的信息交互，通過結果處理模塊實現測試結果的自動判別，最終實現對就地化保護智能管理單元基本功能高效，可靠的閉環自動測試。

　　智能管理單元自動測試的可行性分析智能管理單元采用隕耘悅遠員愿緣園協議通過接入保護專網實現與就地化保護裝置的信息交互，通過保護專網能接收到就地化保護裝置的所有數據信息，接收的數據一方面用來實現對保護專網上就地化保護裝置的界面集中展示，信息配置，備份等咱猿原怨暫，另一方面采用隕耘悅遠員愿緣園協議上送給站控層的醞醞雜網。

　　就地化保護裝置通過保護專網也能接收到智能管理單元發出的所有指令。由于智能管理單元與就地化保護裝置的互聯互通，保護裝置的自動測試技術在一定程度上可以直接應用到智能管理單元的測試。并且，智能管理單元與保護專網，站控層醞醞雜網的通信都采用隕耘悅遠員愿緣園協議，國際通用標準的使用進一步為智能管理單元自動測試的實施提供了便利。系統由測試控制軟件和硬件組成。其中，硬件包括測試機轅孕悅，測試儀，交換機，就地化保護裝置等。

　　測試控制軟件部署在測試機上;測試儀由測試軟件控制用來給就地化保護裝置加故障量;交換機用來連接測試機，就地化保護裝置和被測對象智能管理單元;就地化保護裝置用來產生測試用例的真實數據源，以提高測試環境的仿真程度。系統軟件部分的設計將在下一節作詳細介紹。系統控制軟件的功能設計如圖圓所示，自動測試系統的軟件部分主要有用例編輯模塊，測試執行邏輯控制模塊，保護裝置仿真模塊，通信模塊，測試儀接口控制模塊，主站仿真模塊，結果處理模塊和報告生成模塊等組成。

　　其中，測試執行邏輯控制模塊主要功能是實現對測試用例執行任務鏈表的建立以及測試任務執行邏輯的控制，該模塊的實現方法可以直接繼承保護裝置的自動測試系統對應模塊;測試儀接口控制模塊主要功能是實現對測試儀的控制，控制測試儀根據用例情況給保護裝置加故障量，其相關實現方法保護裝置自動測試系統中也有對應模塊;測試報告生成模塊主要功能是實現測試報告的自動生成，生成內容及格式允許用戶自定義，該模塊的實現也可以直接應用保護裝置自動測試系統的對應模塊。以下重點介紹智能管理單元自動測試系統特有的，或與保護裝置有重大區別的功能模塊的設計。

　　測試用例編輯模塊的設計測試用例編輯模塊的主要功能是實現測試用例的編輯，測試人員使用該模塊完成測試用例的設計。由于智能管理單元的核心功能是保護裝置數據的采集，顯示和上送，不像保護裝置那樣有很復雜的保護邏輯，所以用例編輯時，很大程度上實現了自動化，測試人員在設計用例時只需要選擇測試項目，測試系統根據測試項目自動生成相對應的測試用例，用例名稱以測試項目命名。

　　本測試系統主要實現的是智能管理單元的信息采集和遠程功能兩大核心的功能的自動測試。實現原理是測試用例中的實際值是從智能管理單元中獲取，而預期值是直接從就地化保護裝置中獲取。因為智能管理單元的數據最終是從保護裝置中采集的。圓援圓援圓保護裝置仿真模塊的設計按規定每個智能管理單元管理的就地化保護裝置不能少于圓緣緣個，實際測試中，每個管理單元管理這么多保護裝置不太現實。保護裝置仿真模塊的主要功能是實現對就地化保護裝置的功能模擬，根據虛擬隕孕模擬就地化保護裝置的核心功能與智能管理單元進行信息交互。

　　該仿真模塊允許用戶設置需要虛擬裝置個數及隕孕網段等參數。需要說明的是本測試系統中功能測試時主要數據主要來自真實的就地化保護裝置，虛擬出的裝置主要配合實際裝置測試，以提高測試環境的仿真程度。圓援圓援猿通信模塊的設計通信模塊的主要功能是實現自動測試系統控制軟件與智能管理單元的通信，與就地化保護裝置的通信。

　　具體是完成醞醞雜報文的解析，支持隕耘悅遠員愿緣園，國網員園猿等多種標準協議。測試數據及控制命令通過該模塊下發給智能管理單元和就地化保護裝置，智能管理單元和就地化保護裝置的反饋信息及上送數據也是通過該模塊。同時，通信模塊還具有控制切換箱選擇給就地化保護裝置加故障量的功能。圓援圓援源主站仿真模塊的設計智能管理單元的功能之一是與站控制設備進行信息交互，其中主要是與主站之間的信息交互，如，向主站主動上送保護信息及轉發主站下發的控制命令給裝置等。主站仿真模塊的主要功能是實現對主站的功能模擬，模擬主站接收智能管理單元上送的保護信息，以及模擬一些對保護裝置的控制命令給智能管理單元，用以測試智能管理單元與站控層設備信息交互的功能。

　　結果處理模塊的設計結果處理模塊的主要功能是實現一個測試用例執行完成后，執行結果的判斷以及執行過程信息與用例的關聯。該模塊從智能管理單元里獲取實際值，從就地化保護裝置中獲取預期值，比較判斷用例執行結果。測試用例的執行結果很重要，但測試過程信息也同樣重要，因為有些問題的測試過程是很難重現，為了分析和定位小概率問題，在該模塊中實現了測試過程信息與測試用例的關聯。這樣，有助于小概率問題的快速分析和定位。

　　測試流程設計測試系統的軟件部分是整個自動測試系統的控制中心，測試用例生成，保護裝置仿真，主站仿真，測試執行，測試結果處理，測試報告生成等每個過程都需要測試軟件的參與，在系統工作過程中有以下幾項需要重點說明:員冤測試用例設計，測試用例設計時，測試人員只需要選擇測試項目就可以，與測試項目相對應的測試用例全部自動生成。智能管理單元的主要功能有數據采集，遠程功能，信息存儲和故障信息管理等。這幾項功能分別對應的測試項:數據采集有保護裝置內部環境數據和保護裝置信息數據兩大測試項，細分為電源電壓，軟，硬壓板等圓員個子測試項;遠程功能有主動上送，信息召喚和遠方操作三大項，細分為突發信息上送，模擬量召喚和遠方投退壓板等員愿個子測試項。測試人員在選擇測試項時，如果是針對測試，只選關注的測試子項即可，如果是全面測試，直接點擊生成測試用例，則系統默認生成全部測試項的測試用例。

　　測試執行，測試執行即是測試用例的執行，測試用例來自兩個地方，一個是用例編輯的用例可以直接進行測試執行;另一個就是用例庫中的用例，需要選擇執行。測試執行是整個自動測試過程中最重要的一步，其牽涉的模塊多，數據量大，邏輯復雜，是自動測試成敗的關鍵。測試執行的過程中，會從用例編輯模塊那里獲取測試數據，調用裝置仿真模塊和主站仿真模塊完成對智能管理單元的模擬操作，然后通過通信模塊和測試儀接口控制模塊把操作命令和控制命令發出，最后通過結果處理模塊讀取測試執行數據，判別出執行結果，并管理過程信息。

　　測試報告生成，在執行完成所有的待測試用例后，測試人員可以根據實際需要，定制生成自己想要的測試報告。報告的內容可選項有，執行失敗的用例報告，也可以按測試項目生成報告，測試項目在用例設計環節已經詳細給出，這里不再贅述。報告格式可以是孕閱云或宰燥則鑿。源冤問題分析與定位，測試系統提供了問題分析與定位的功能，利用該功能可以查找問題用例執行的所有過程信息及被測對象當時的狀態信息，測試人員通過該功能可以方便地分析和定位問題。

　　自動測試系統關鍵技術及實現，測試項目用例全自動生成測試用例自動生成技術一直是自動測試領域中難題，至今業界都沒有統一的方法來徹底解決。本文提出的測試用例生成是以測試項目為導向，以測試覆蓋率為目標，以等價類劃分法，隨機法，窮盡法等多種方法相結合的測試用例自動生成技術。智能管理單元的數據采集功能測試，采用窮盡法生成用例，即從智能管理單元處讀取所有的保護裝置數據，預期值直接從保護裝置中獲取，這樣就生成了一套完整的數據采集功能測試用例。

　　智能管理單元遠程功能測試，定值區切換項目采用隨機的方法生成測試用例，定值修改采用等價類劃分方法生成用例。其他數據信息的主動上送等功能測試也都是采用這三種方法自動生成對應的用例，這里不再詳述。智能管理單元應用環境仿真被測對象應用環境的搭建無論在手動測試還是自動測試都是重點也是難點，因為應用環境搭建的好壞直接決定著被測對象功能測試的成敗。

　　一邊連接著保護專網與保護裝置進行數據交互，另一邊連接站控層醞醞雜網與站控層設備進行數據傳輸。其特點是關聯的設備多，網絡環境復雜，所以智能管理單元的應用環境仿真是一大難題。本測試系統采用兩個獨立的模塊分別仿真保護專網上裝置和站控層設備。保護裝置仿真模塊主要包括模型管理，醞醞雜應用和鄖韻韻雜耘仿真等功能咱員園。站控層設備主要是對主站功能的仿真，主要功能包括接收智能管理單元主動上送的數據信息，以及召喚模擬量，定值數據，歷史數據及其他文件的功能。

　　圖像信息識別技術自動測試系統在對智能管理單元的顯示功能測試時，需要自動識別顯示屏上的關鍵信息。該技術的具體實現分兩步:員冤顯示屏信息高清圖像的采集，采集圖像時需要連續抓拍三張高清圖像，在三張圖像信息相似度達到一定的值穴這個值系統允許用戶自定義時才對圖像進一步信息提取處理。以保證抓拍圖像的信息的可靠性;圖像信息提取，通過對原始圖像進行預處理，字符區域定位，字符提取，字符分割，文字識別等過程完成圖像中關鍵信息的提取。

　　實用應用效果智能管理單元自動測試系統目前支持的項目主要數據采集功能，數據顯示功能，遠程操作和信息存儲功能等四大核心基礎功能，細分為保護裝置內部環境數據信息采集，保護裝置信息數據采集，主動上送，遠方操作等幾十個項目。并且在集團公司新智能管理單元產品的研發測試中廣泛使用，特別是在問題分析和定位過程中得到測試人員和研發人員的一致好評。另外，由于系統采用模塊化的設計結構，各個模塊之間獨立性強，保證了系統的可擴展性。經實踐證明該測試系統明顯提高了測試的效率，全面性和規范性。

　　結束語今后的研究方向是進一步把智能管理的單元的繼電保護系統診斷，操作校核，帶負荷試驗，過程層自動配置等高級功能也納入全自動測試的范疇，另外，支持多智能管理單元的自動測試也是下一步研究的重點。隕栽技術改變電力，相信在不久的將來，隨著人工智能，大數據，物聯網和云計算等新技術的發展，電力系統的自動化測試技術將會迎來更大的突破。

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