摘要：不同类型的继电保护装置其基础通用平台基本一致，区别在于保护应用的不同；保护应用的算法逻辑已经比较成熟且趋于稳定，因此通用平台的软件质量对保护装置的选择性、速动性、灵敏性、可靠性的四性要求起着非常重要的作用。目前智能变电站继电保护装置通用平台的测试方法以人工配合继电保护测试仪输出、人工检查装置测试结果为主，测试效率低下且覆盖度低，无法保证测试结果的准确性。对此，提出了一种基于ATS系统的继电保护装置平台软件的自动测试方法，该方法基于国电南自自主研发的一套自动测试系统，通过Lua编写脚本语言，使用测试模板编辑编写测试用例，并执行测试用例来验证装置的输出。此方法适用于不同厂家的继电保护装置平台软件，适用于不同电压等级、不同保护类型的保护装置，做到了继电保护装置通用平台的自动测试，能极大的提高研发和测试效率。
关键词：继电保护装置；通用平台；平台软件；自动测试；ATS
0 引言
近年来随着智能变电站的大量运行，继电保护检验的工作量也成倍增加，继电保护装置通用平台的自动测试需求也越来越多，传统的方式是，将继电保护测试仪器和继电保护装置连接，再通过人工的方式去测试，最终根据装置的输出结果进行判断。采用这种方式，主要有以下几个缺点：第一，人工的测试覆盖度比较低，很难保证所有的测试项目都能覆盖。第二，测试报告输出的格式不统一，实验报告的整理需要花费大量的时间。并且测试报告由人工来整理，比较难保证数据的正确性和可靠性。第三，测试主要针对保护功能来进行，对平台的性能测试很少，无法保证通用平台的测试结果。第四。通用平台的测试需要针对功能和性能测试全覆盖，测试步骤比较繁琐，逻辑性较强对测试人员的素质要求较高，相对于保护功能测试，平台测试提高了测试人员的准入门槛。
本文从继电保护装置通用平台的测试需求出发，在基于国电南自自主开发的ATS自动测试系统的基础上提出了一种继电保护装置平台软件的全自动测试方法，减少了人力资源的投入，提高了研发效率、测试效率和测试质量。
1测试方法概述
本文涉及的ATS自动测试系统软件采用平台化的设计思路，该系统的执行方法如图1所示
图1 测试流程图
首先是编写测试模板，进而选择需要测试的项目，再和测试仪器进行通讯，来判断测试结构是否符合预期。这种测试方法做到了以下几个功能：
1、完整的闭环测试流程，使用Lua编写测试脚本，开发设计了测试模板编辑模块，测试用例执行模块和测试报告输出模块，由测试方案制定者根据系统提供的测试模板编写测试用例，最终的测试用户只用去执行对应的测试用例，就可以得到最终的测试报告。
2、提供良好接口功能，能够和市场上主流的继电保护测试仪通讯如昂立、博电、欧姆克朗等。能适用于不同电压等级、不同保护类型的保护装置平台。如国电南自的EDP平台、NPS平台、LPS平台等。提供了大量的函数接口给使用者可以基于ATS系统做二次开发，如过程层GOOSE和SV配置参数接口、站控层MMS通讯接口等。
3、测试用例编写方便，在设计的过程中提供了多个测试模板，用户可以重复的套用。
4、 支持解析SCD、CCD、CID、ICD文件，做到了智能变电站的二次设备一键式测试功能，对软件平台的功能和性能测试结果一键导出。
5、测试报告输出，执行测试用例的时候，系统自动根据测试结果与预期设计进行对比，自动输出成word或pdf格式的测试报告，每个测试报告含测试时间、测试人员、测试结果等重要参数，测试报告还针对不同用户的需求能做到二次编辑。
2.平台软件的测试
2.1平台功能测试
功能测试以黑盒测试为主，用于检查平台软件的设计是否符合保护应用的需求。对于继电保护装置平台软件所需要测试的模块主要含人机界面HMI、底层通讯交互弄快CPU、站控层通讯IEC61850、103、内部调试工具等。
基于ATS测试软件设计，系统通过控制测试仪的输出和监控MMS通讯报文以及测试仪反馈来验证测试结果。目前功能测试主要针对修改保护定值、软压板、硬压板、信息规范验证、保护出口功能检验、过程层GOOSE、SV一致性测试、DLT860通信一致性测试、检修功能、时间同步管理、通信能力检验、一键下装CID、CCD文件等。
以定值测试为例，ATS测试系统在编写测试用例时首先通过自动解析SCD、CID或ICD文件获取装置定值信息，如图2所示，获取每个定值的范围、步长、类型。ATS提供接口去进行Int、Float、Bool不同类型定值的测试，包括边界值、超范围值、范围值、非法值等。
图2 ATS系统自动解析模型配置
2.2平台性能测试
性能测试主要验证平台软件对各种正常、异常、峰值、压力、攻击、边界或其他异常负载情况下系统平台的指标。考察各种情况下平台软件运行时的指数如：CPU利用率、CPU空闲率、内存占用率、内存是否泄漏、文件系统利用率、内部通信、逻辑图扫描等参数。针对于继电保护装置通用平台软件，设计的测试方案包含
1、过程层网络风暴、过程层网络压力；主要测试平台软件在过程层通讯在各种情况下的性能指标。
2、站控层网络压力、站控层网络安全、网络攻击；主要测试平台软件在站控层通讯在各种情况下的性能指标。
3、文件系统压力测试。主要测试平台记录日志、读写文件的性能指标。
在设计的时候考虑性能测试主要针对的是过程层和站控层的通讯报文， ATS系统能够自动去编辑通讯报文，自动侦测装置发送的报文，在设计测试用例的时候，提供了修改GOOSE、SV报文（包括st、sq的修改），网络流量、网络攻击报文、网络风暴报文等参数的接口。
执行性能测试用例的时候，ATS会自动的读取装置内部信息，重要的参数指标如：cpu和内存占用率等，自动的与预定的门槛值进行判断。
3.结语
本文所研究的方案可以实现平台软件的功能及性能全自动测试；适用于各种电压等级、各种类型的保护装置的开发和测试工作。
目前基于ATS系统的继电保护装置平台软件的自动测试方法已经在国电南自平台软件的开发、维护过程中开始大规模使用；基于这种测试方法的自动测试软件极大提高研发效率、测试效率，有效的提高了继电保护装置测试工作的效率与质量，缩短了平台软件的研发和测试周期，产生了良好的效益。
参考文献:
[1] 王忠，张晓莉，李忠安等 继电保护装置自动测试系统设计，2015,43(5):130-135
[2]胡再超，姚亮，张尧 智能继电保护装置的自动测试方法，江苏电机工程，2013,32(1):53-55
[3] 杨涛,胡勇,罗列琥 智能变电站继电保护SV及GOOSE输入自动测试方法,浙江电力,2017,36(7):1-5
[4] 高峰，刘佳言 继电保护装置自动测试系统设计探讨，科研，2017(2):00240-00240
[5] 温东旭，杨辉，王旭宁等 电力保护装置保障性自动测试方案研究与实践，电力系统保护与控制，2015(10):135-138
作者简介:
秦昌嵩(1989-)，双学士，工程师，研究方向为测试技术，电力系统控制
论文作者:秦昌嵩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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