一种基于多协议转换的稳控装置检测调试系统及方法与流程

本发明属于电力系统安全稳定控制系统技术领域，特别涉及一种基于多协议转换的稳控装置检测调试系统及方法。

背景技术：

安全稳定控制系统是保证电网安全稳定运行的重要防线。它是当电力系统出现紧急状态后，通过执行各种紧急控制措施，使电力系统恢复到正常运行状态下的控制系统。电力系统的安全稳定控制又包括预防控制、紧急控制和恢复控制。特别是采用特高压交、直流输电技术实现区域电网互联，安全稳定控制系统是保障大电网安全稳定运行的主要措施和手段。

区域安全稳定控制系统通常由一个主站、若干个子站和若干个执行站组成，主站通常设在枢纽变电站，汇总各子站的运行工况信息，对区域电网进行状态估计和安全估计，根据控制策略执行控制命令和向子站发出控制命令。子站装设在比较重要的变电站，采集子站运行工况信息并传给主站，子站根据站内的控制策略执行控制命令并响应主站控制命令，同时将控制命令下发到执行站。执行站则接收传来的控制命令，执行就地控制，并将结果及采集信息上传至上级站点。

综上，从安全稳定控制系统构成及功能可以看出，由于装置的空间位置分布，需要检测调试人员在各稳控站点通过测试设备施加模拟量的方式来提供本地采集数据，具有协调配合难度较大，电力系统复杂工况实现困难，现场检测调试费时耗力效率较低的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于多协议转换的稳控装置检测调试系统及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明能够实现安全稳定控制系统工程的闭环检测调试，可大幅减少检测调试人员，实现自动化检测调试，能够提高调试效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种基于多协议转换的稳控装置检测调试系统，包括：检测调试上位机、多协议智能转换装置和对时模块；

所述检测调试上位机用于发送预先编辑的测试用例；所述检测调试上位机用于完成被测稳控装置的报文信息解析并与所述测试用例预设结果进行对比，生成检测调试结果；

所述多协议智能转换装置用于接收所述测试用例，并根据所述测试用例中预设的内容转换成设定的通信协议，指派到多协议智能转换装置的预设协议物理接口，按照指令设定的触发时刻完成指令下发到被测稳控装置；所述多协议智能转换装置用于与被测稳控装置站控层网络相连，透传被测稳控装置的报文信息给检测调试上位机；

所述对时模块用于保证所述多协议智能转换装置、检测调试上位机、被测稳控装置时钟时间差在预定的精度内。

本发明的进一步改进在于，所述多协议智能转换装置的数量为多个，用于分别设置于被测稳控装置侧；

其中，所述多协议智能转换装置具备ft3、hdlc、tcp/udp、iec61850mms报文的协议转换及数据透传功能中的一个或多个。

本发明的进一步改进在于，检测调试上位机与多协议转换装置之间数据通信时均增加数据加密和数据解密处理；检测调试上位机能够同时接入多个不同厂站的多协议转换装置。

本发明的进一步改进在于，所述多协议智能转换装置中，接收所述测试用例之后还包括：反馈接收测试用例完成报文至检测调试上位机；

所述检测调试上位机还用于根据多协议智能转换装置反馈报文计算网络通信工况，作为测试用例编辑时设定的指令执行时刻和测试用例间下发周期的设定参考值。

本发明的进一步改进在于，所述检测调试上位机中，发送预先编辑的测试用例的步骤具体包括：基于预先编辑生成的测试用例，按照顺序采用tcp/udp通信协议下发测试用例，下发周期以完成上次检测任务并留有一定预设时间裕度为原则设定。

本发明的进一步改进在于，所述检测调试上位机还用于：当所有测试用例执行完毕，将检测调试项目信息及对应的结果汇总成检测报告，输出格式为word或者pdf格式的检测报告文档。

本发明的进一步改进在于，所述多协议智能转换装置接收的测试用例中若定义了稳控装置执行站终端模拟功能，则所述多协议智能转换装置还用于通过逻辑运算功能完成稳控装置子站下发的切机切负荷指令，并将结果反馈给检测调试上位机。

本发明的进一步改进在于，所述多协议智能转换装置包括1块接口cpu插件和多块通信扩展插件；

所述接口cpu插件用于接收枢纽变电站的上位机下发的通信配置文件，接收61850mms远方修改厂站端稳控装置的定值、软压板控制命令报文；根据配置文件中包含的mac地址将收到的通信数据文件向对应的通信扩展插件转发；

所述多块通信扩展插件用于接收并解析所述接口cpu插件转发的配置数据文件，按照通信扩展插件的串口发送设置将配置数据转换为被测稳控装置匹配的通信协议数据并向其发送；用于接收被测稳控装置发送的串口通信数据，转换为以太网数据包发送接口插件，再经有线通信方式或无线通信方式上送检测调试上位机；

所述接口cpu插件用于接收站控层mms远方控制命令报文并通过本插件其他以太网接口向厂站端被测稳控装置透传，以修改被测稳控装置的定值、软压板数据信息；用于接收被测稳控装置动作反馈mms报文，透传上送至检测调试上位机；

所述通信扩展插件输出串口通信报文用于模拟被测厂站稳控装置接入的其他站点稳控装置发送的通信报文；或者，所述通信扩展插件输出串口通信报文为被测厂站稳控装置的本地数据报文。

本发明的进一步改进在于，所述多协议智能转换装置硬件采用外设设备树描述技术，接口cpu插件与通信扩展插件之间通信联接采用板间可配置方式实现，采用以太网通信协议；通信扩展插件中的软件模块根据设备树描述文件、通信配置文件完成串口通信协议转换功能，实现与被测稳控装置之间的通信功能；所述多协议智能转换装置中的多块通信扩展插件相互独立，根据被测稳控装置需要具体接入的通信协议单独配置。

本发明的一种基于多协议转换的稳控装置检测调试方法，基于本发明上述的系统，用于电力系统安全稳定控制系统中稳控装置检测调试，包括以下步骤：

所述检测调试上位机发送预先编辑的测试用例；

所述多协议智能转换装置接收所述测试用例，并根据所述测试用例中预设的内容转换成设定的通信协议，指派到多协议智能转换装置的预设协议物理接口，按照指令设定的触发时刻完成指令下发到被测稳控装置；所述多协议智能转换装置透传被测稳控装置的报文信息给检测调试上位机；

所述检测调试上位机完成被测稳控装置的报文信息解析并与所述测试用例预设结果进行对比，生成检测调试结果；

其中，通过所述对时模块保证所述多协议智能转换装置、检测调试上位机、被测稳控装置时钟时间差在预定的精度内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的系统是以多协议智能转换装置为核心构成的稳控系统功能调试系统，具备对时功能，通过对时系统保障多协议智能检测装置、检测系统主机、被测稳控装置时钟时间差在一定的精度内，多协议智能转换装置能够与检测调试上位机通信并接收测试用例，与被测稳控装置通信执行测试用例，完成被测稳控装置的信息反馈；多协议智能转换装置具备设定下发指令时刻功能，保证了信号的一致性，从而形成稳控系统工程的闭环检测调试。采用上位机给被部署在不同厂站的测稳控装置置数的方式而非采用测试仪加量方法，可大幅减少检测调试人员，并可实现自动化检测调试，解决了复杂稳控策略检测困难的问题，本发明检测方法适用范围广，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种支持稳控系统工程便捷调试的检测系统的架构示意图。

图2是本发明实施例中，支持稳控系统工程便捷调试的检测系统的通信方式示意图。

图3是本发明实施例的一种支持稳控系统工程便捷调试的检测方法的流程示意框图。

图4是本发明实施例中，硬件部署示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

针对目前安全稳定控制系统检修耗时长、人员投入多及检修困难等问题，本发明实施例提供了一种支持稳控系统工程便捷调试的多协议转换方法，通过多协议智能转换装置使检测调试上位机和被测稳控装置通信，该装置就近部署在被测装置侧，与检测系统主机通过电力sdh网络或5g、4g、电力无线专网等方式通信，完成测试用例执行及结果反馈，从而构成稳控系统工程的闭环检测调试，可大幅减少检测调试人员，并可实现自动化检测调试，本检测方法及系统适用范围广，具有良好的应用前景。

请参阅图1至图4，本发明的一种基于多协议转换的稳控装置检测调试系统，包括：检测调试上位机、多协议智能转换装置和对时模块；

所述检测调试上位机用于发送预先编辑的测试用例；所述检测调试上位机用于完成被测稳控装置的报文信息解析并与所述测试用例预设结果进行对比，生成检测调试结果；

所述多协议智能转换装置用于接收所述测试用例，并根据所述测试用例中预设的内容转换成设定的通信协议，指派到多协议智能转换装置的预设协议物理接口，按照指令设定的触发时刻完成指令下发到被测稳控装置；所述多协议智能转换装置用于与被测稳控装置站控层网络相连，透传被测稳控装置的报文信息给检测调试上位机；

所述对时模块用于保证所述多协议智能转换装置、检测调试上位机、被测稳控装置时钟时间差在预定的精度内。

本发明具体实施例中包括：

1)多协议智能转换装置主要由1块接口cpu插件和多块通信扩展插件构成；

2)由接口插件接收放置在各省网电科院或稳控主站所在的枢纽变电站的上位机下发的通信配置文件，接收61850mms远方修改厂站端稳控的定值、软压板控制命令报文；

3)接口插件根据配置文件中包含的mac地址将收到的通信数据文件向对应的通信扩展插件转发，通信扩展插件接收并解析该配置数据文件，按照该插件的串口发送设置将配置数据转换为被测稳控装置匹配的通信协议数据并向其发送，同时接收被测稳控装置发送的串口通信数据，转换为以太网数据包发送接口插件，再经电力sdh网络有线通信方式或5g、4g、电力无线专网等无线通信方式上送检测调试上位机；

4)接口插件将接收的站控层mms远方控制命令报文直接通过本插件其他以太网接口向厂站端被测稳控装置透传，用于修改被测稳控装置的定值、软压板等数据信息，同时接收被测稳控装置动作反馈mms报文，透传上送至检测调试上位机，形成闭环检测系统；

5)接收插件接收对时系统的时标信息，实现与稳控测试系统上位机、厂站端稳控装置的时间同步功能。

本发明实施例中的多协议智能转换装置中：

1)该装置硬件采用外设设备树描述技术，接口cpu插件与通信扩展插件之间通信联接采用板间可配置方式实现，采用以太网通信协议，扩展插件个数可根据实际功能需求灵活剪裁；

2)扩展插件中的软件模块根据设备树描述文件、通信配置文件完成串口通信协议转换功能，具体包括串口协议类型、报文发送间隔、协议编码方式等，实现与被测稳控装置之间的通信功能；

3)同一装置中的通信扩展插件相互独立，根据被测稳控装置需要具体接入的通信协议单独配置；

4)该装置具备ft3、hdlc、tcp/udp、iec61850mms报文的协议转换或数据透传功能；

5)该装置是实现稳控系统设备工程调试的中间关键核心环节，用于向上以远程通信方式与测试系统的上位机连接，向下与厂站端被测稳控装置通信，各环节均为双向通信方式，数据信息下发与接收反馈信互不影响。

示例性的，多协议智能转换装置的硬件架构，还可以采用将接口cpu插件加通信扩展cpu插件的组合方式修改为两插件合一的硬件架构。多协议智能转换装置的通信协议转换功能，除了采用本发明所述通信协议转换方式，还可以增加支持除了ft3、hdlc、tcp/udp、iec61850mms之外其他的通信协议转换功能。

本发明实施例中，通信扩展插件输出串口通信报文用于模拟稳控系统工程中被测厂站稳控接入的其他站点稳控装置发送的通信报文，或者是被测厂站稳控装置本地从机上送的本地间隔接入模拟量、间隔故障判别结果等本地数据报文。

本发明实施例中，检测调试上位机、多协议转换装置以及被测稳控装置均具有对时信号接收功能，可保证测试系统设备时标的一致性；检测调试上位机与多协议转换装置之间数据通信时均增加数据加密和数据解密处理；检测调试上位机可同时接入多个不同厂站的多协议转换装置，满足分布式多站点稳控系统工程功能调试需求。

结合图2和图4，本发明实施例提供的支持稳控系统工程便捷调试的检测系统设备部署及通信方式，可完成不受地理位置限制的现场安全稳定控制装置的检测调试。

请参阅图3，本发明实施例的一种基于多协议转换的稳控装置检测调试方法，具体包括以下步骤：

步骤1：通过对时系统对所有检测设备与被测设备进行对时，检测设备主要包括检测调试上位机、多协议智能转换装置，被测设备包括稳控系统主站装置、子站装置、执行站装置；

步骤2：编辑生成测试用例，根据需要的检测调试项目，首先判别检测调试项目类别及涉及的稳控策略复杂程度，如检测调试项目加量内容比较简单，则根据检测调试项目需要直接填入电压、电流值生成测试用例；否则，则采用电力系统仿真工具生成电力系统正常和异常工况断面信息，将获取到的断面信息转换成检测调试所需的电压、电流有效值生成测试用例；

步骤3：根据步骤2确定的信息，结合sdh网络或电力无线专网通信可靠性及通信延时情况，考虑一定的时间裕度，设定多协议智能转换装置指令执行时刻，并根据检测调试项目预设安全稳定控制系统反馈结果，生成测试用例；

步骤4：检测调试上位机根据用户编辑生成的测试用例，按照顺序采用tcp/udp通信协议下发测试用例，下发间隔以完成上次检测任务并留有一定时间裕度为原则设定，多协议智能转换装置收到一个测试用例后立即反馈一个接收测试用例完成报文，检测调试上位机根据多协议智能转换装置反馈报文计算网络通信工况，作为测试用例编辑时设定的指令执行时刻和测试用例间下发周期的设定参考值，此过程在所有检测设备和被测设备完成对时后先行运行几次，测试过程中运行此功能同时作为通信网络异常与否的标志；

步骤5：多协议智能转换装置接收到测试用例后，进行报文解析，解析测试用例内容，根据用例中预设的内容转换成设定的通信协议，指派到多协议智能转换装置的ft3协议物理接口或hdlc协议物理接口，按照指令设定的触发时刻完成指令下发到被测装置；同时，测试用例中若定义了稳控系统执行站终端模拟功能，多协议智能转换装置除完成执行下发到稳控系统子站稳控装置外，还通过逻辑运算功能完成稳控系统子站下发的切机切负荷指令，并将结果反馈给检测系统上位站；

步骤6：多协议智能转换装置与被测稳控装置站控层网络相连，透传站控层iec61850mms报文给检测调试上位机，由检测调试上位机完成被测装置的报文信息解析并与当前测试用例预设结果进行对比，生成本次检测调试项目结果，待指定的所有测试用例执行完毕，将检测调试项目信息及对应的结果汇总成检测报告，输出格式为word或者pdf格式的文档。

示例性的，本发明方法包括：通过电力sdh网络有线通信方式或5g、4g、电力无线专网等无线通信方式，接收放置在省电科院或枢纽变电站的稳控测试系统上位机下发的测试用例数据文件，完成通信报文解析，并将接收的数据报文按照稳控系统工程设备的通信协议要求，转换为厂站端稳控装置需要的通信数据，下发给稳控装置，同时接收稳控装置发出的通信报文，转换为以太网报文上送上位机；另外接收上位机下发的修改定值、软压板等61850mms控制命令，并向厂站端稳控装置转发，同时接收稳控装置反馈的61850mms报文，上送上位机，形成闭环测试系统，接收对时系统的时标信息，实现与稳控测试系统上位机、厂站端稳控装置的时间同步功能。该方法可支持以太网与稳控的2mhdlc、标准5mft3之间的协议转换，以及其他厂家稳控装置使用的串口通信协议转换，为厂站稳控装置提供本站采集数据以及其他远方厂站稳控的通信数据，支持站控层mms报文的接收及透传功能。本发明的一种支持稳控系统工程便捷调试的多协议转换方法与装置，可用于构建闭环检测调试系统，解决区域电网安全稳定控制系统设备分布式配置，因空间位置造成的设备检修耗时长、人员投入多及检修困难等问题，检测系统及方法适用范围广，具有良好的应用前景。

综上，本发明以多协议智能转换装置为核心构成稳控系统功能调试系统具备对时功能，通过对时系统保障多协议智能检测装置、检测系统主机、被测稳控装置时钟时间差在一定的精度内，多协议智能转换装置能够与检测调试上位机通信并接收测试用例，与被测稳控装置通信执行测试用例，同时完成被测稳控装置的信息反馈，多协议智能转换装置具备设定下发指令时刻功能，保证了信号的一致性，从而形成稳控系统工程的闭环检测调试。采用上位机给被部署在不同厂站的测稳控装置置数的方式而非采用测试仪加量方法，可大幅减少检测调试人员，并可实现自动化检测调试，解决了复杂稳控策略检测困难的问题，本检测系统及方法适用范围广，具有良好的应用前景。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。