本发明涉及一种用于变电站二次设备预制舱的测试系统及方法，属于智能变电站模块化建设技术领域。
背景技术：
变电站模块化建设是新一代智能变电站建设的重要模式之一，通过采用预制式组合设备，可以实现整套二次设备由厂家集成至预制舱内，最大化实现工厂化加工，在工厂内完成相关配置、配线、调试等工作，二次设备预制舱整体配送至变电站现场，就近布置于配电装置附近，减少现场接线，减少设计、施工工作量，有效提升工艺质量，缩短建设周期，提高变电站建设效率。
目前，二次设备预制舱的调试通常分为厂内联调和现场调试，厂内联调是指二次设备在运至变电站现场进行安装之前，在设备厂家或具备条件的第三方验证机构进行智能二次设备的功能和性能验证试验。通常二次设备的厂内联调按照变电站实际组网情况连接，进行采样、设备功能验证、互操作性验证等各种试验。厂内联调的主要内容包括全站配置检查、SCD文件规范性检查、采样值检查、设备功能验证、互操作性验证试验等内容。
然而，由于二次设备预制舱的高度集成化，内部空间狭小，舱内试验的难度大，与常规变电站的调试方式相比具有较大的差异，没有很好的发挥出智能站的优势，因此，有必要发挥智能变电站的优势，设计符合二次设备预制舱的调试方式，提高其调试效率，是当前急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有的二次设备预制舱的高度集成化，内部空间狭小，舱内试验的难度大，与常规变电站的调试方式相比具有较大差异的问题。本发明的用于变电站二次设备预制舱的测试系统及方法，能够准确、可靠、快速的实现了对变电站二次设备预制舱的高效测试，解决二次设备预制舱内部体积狭小，缺乏测试方法的问题，满足了智能变电站模块化建设大规模推广的测试需求，提高了测试效率，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于变电站二次设备预制舱的测试系统，其特征在于：包括一体化测试平台、光纤接口、测试工作站、交换机、IEC61850网络报文分析仪和被测变电站二次设备预制舱，
所述被测变电站二次设备预制舱为被测对象，通过其内部的纤接口柜接收二次设备运行所需的电压信号、电流信号、一次设备状态信号和外部控制信号；
所述一体化测试平台，受测试工作站的控制，仿真电网运行的电流、电压和一次设备状态信号，通过光纤接口给被测变电站二次设备预制舱提供仿真运行环境，同时通过光纤接口接收被测变电站二次设备预制舱的反馈数据；
所述光纤接口，与被测变电站二次设备预制舱内的光纤接口柜相连接，将一体化测试平台的信号输入至被测变电站二次设备预制舱内的二次设备；
所述测试工作站，用于向一体化测试平台发送数据仿真指令，并向IEC61850网络报文分析仪发送启停指令，配置测试系统的测试策略，接收一体化测试平台反馈的测试数据，根据测试策略和反馈数据，分析得到测试结果；
所述IEC61850网络报文分析仪，用于接收测试工作站的启停指令，通过网络监听方式记录交换机的网络报文，分析网络报文并生成分析报告，并将分析报告数据反馈给测试工作站；
所述交换机，将被测变电站二次设备预制舱中的各类网络报文集中发送至IEC61850网络报文分析仪；
所述一体化测试平台通过光纤接口与被测变电站二次设备预制舱相连接，所述被测变电站二次设备预制舱通过交换机与IEC61850网络报文分析仪相连接，所述一体化测试平台还通过测试工作站与IEC61850网络报文分析仪相连接。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统，其特征在于：所述分析报告为XML文件。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统，其特征在于：所述一体化测试平台，受测试工作站的控制，仿真电网运行的电流、电压和一次设备状态信号，其的信号仿真规模可根据实际情况扩展或裁减。
基于上述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），将一体化测试平台、光纤接口、测试工作站、交换机、IEC61850网络报文分析仪和被测变电站二次设备预制舱进行连接，测试工作站执行其的测试内容；
步骤（2），若测试工作站的测试内容无法完成时，根据IEC61850网络报文分析仪的分析报告，测试工作站获得被测变电站二次设备预制内的问题设备，并对问题设备进行单设备检验，处理问题设备，重新准备其的性能测试；
步骤（3），在完成测试工作站的测试内容后，测试工作站执行整个测试系统的性能测试，IEC61850网络报文分析仪生成分析报告，并发送给测试工作站，测试工作站进行分析报告处理，输出测试结果，完成测试。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：步骤（1），测试工作站执行其的测试内容，包括GOOSE报文规范性测试、SV报文规范性测试、输入和输出虚端子验证和继电保护功能测试。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：所述GOOSE报文规范性测试，利用报文分析软件检验具有GOOSE 发送能力的被测二次设备产生的GOOSE 报文的完整性、正确性、规范性；
所述 SV报文规范性测试，测试工作站通过其内部的基准合并单元或合并单元仿真器向具有SV 接受能力的保护设备、测控单元及其他二次设备发送符合DL/T860 标准的SV报文，检验被测设备的SV 接收能力，并进行采样值精度检验；
所述输入和输出虚端子验证，包括验证装置配置文件和版本；数据模型； 被测设备发送和接收GOOSE变位的正确性；被测设备接收SV采样的正确性；以上验证有一项不合格，则该输入和输出虚端子验证测试为不合格；
所述继电保护功能测试，包括继电保护装置的功能验证以及各项保护的定值校验。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：步骤（2），对问题设备进行单设备检验，包括单设备一致性测试和通信功能检验，
所述单设备一致性测试，包括装置配置文件和版本是否有效；数据模型是否正确；模型与映射方式是否正常；
所述通信功能检验，包括装置收发信息是否正常；数据传输正确性；通信功能正常与否；通信过程是否有中断现象。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：步骤（3），测试工作站执行整个测试系统的性能测试，包括设备间信息交互测试、继电保护整组行为及时间测试、自动化系统性能测试、雪崩检验和网络性能测试。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：所述设备间信息交互测试，包括验证继电保护装置间的启动失灵、闭锁重合闸、联跳信息交互响应的正确性；验证监控系统的五防联闭锁信号交互的正确性；
所述继电保护整组行为及时间测试，包括系统故障过程中，验证保护设备之间功能配合的正确性以及动作顺序的正确性；测试从故障开始至继电保护跳闸命令发出整个过程的时间，作为继电保护整组动作时间；
所述自动化系统性能测试，包括遥测、遥信、遥控功能正确性验证，遥测精度测试，遥信SOE时间测试；系统响应时间：遥测变化传输到站控层的时间，状态量变化传输到站控层的时间，遥控执行时间；系统负荷率指标检验：CPU正常负荷率，事故下CPU负荷率，网络正常负荷率，事故下网络负荷率；
所述雪崩检验，在设定故障模式下，进行雪崩检验，获得网络负荷率，CPU负荷率，事件顺序记录情况，遥测、遥信、遥调、遥控执行情况；
所述网络性能测试，包括 GOOSE报文网络性能测试，在给定的网络负载流量下，测试保护测控设备与智能终端之间跳闸、合闸的正确性以及响应时间，并模拟网络中某一二次设备出问题，错误发送 GOOSE报文情况下，测试网络中其他的二次设备的响应情况及性能；
采样值网络性能测试，在不同背景流量下，测试 SV报文 采样值是否有丢包或错序，测试测控、计量功能的采样精度；
站控层网络性能测试，在不同网络流量下，测试保护测控设备与监控后台之间的通信性能，包括 MMS 报文的延时、保护或遥信事件 MMS 的丢包率、监控后台下发命令，保护测控装置对命令响应的正确性以及响应时间。
本发明的有益效果是：本发明的用于变电站二次设备预制舱的测试系统及方法，能够准确、可靠、快速的实现了对变电站二次设备预制舱的高效测试，解决二次设备预制舱内部体积狭小，缺乏测试方法的问题，满足了模块化建设变电站的大规模建设测试需求，提高了测试效率，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的系统框图。
图2是本发明的用于变电站二次设备预制舱的测试方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的用于变电站二次设备预制舱的测试系统及方法，能够准确、可靠、快速的实现了对变电站二次设备预制舱的高效测试，解决二次设备预制舱内部体积狭小，缺乏测试方法的问题，满足了智能变电站模块化建设大规模推广的测试需求，提高了测试效率，如图1所示，包括
包括一体化测试平台、光纤接口、测试工作站、交换机、IEC61850网络报文分析仪和被测变电站二次设备预制舱，
所述被测变电站二次设备预制舱为被测对象，通过其内部的纤接口柜接收二次设备运行所需的电压信号、电流信号、一次设备状态信号和外部控制信号；
所述一体化测试平台，受测试工作站的控制，仿真电网运行的电流、电压和一次设备状态信号，通过光纤接口给被测变电站二次设备预制舱提供仿真运行环境，同时通过光纤接口接收被测变电站二次设备预制舱的反馈数据；
所述光纤接口，与被测变电站二次设备预制舱内的光纤接口柜相连接，将一体化测试平台的信号输入至被测变电站二次设备预制舱内的二次设备；
所述测试工作站，用于向一体化测试平台发送数据仿真指令，并向IEC61850网络报文分析仪发送启停指令，配置测试系统的测试策略，接收一体化测试平台反馈的测试数据，根据测试策略和反馈数据，分析得到测试结果；
所述IEC61850网络报文分析仪，用于接收测试工作站的启停指令，通过网络监听方式记录交换机的网络报文，分析网络报文并生成分析报告，并将分析报告数据反馈给测试工作站；
所述交换机，将被测变电站二次设备预制舱中的各类网络报文集中发送至IEC61850网络报文分析仪；
所述一体化测试平台通过光纤接口与被测变电站二次设备预制舱相连接，所述被测变电站二次设备预制舱通过交换机与IEC61850网络报文分析仪相连接，所述一体化测试平台还通过测试工作站与IEC61850网络报文分析仪相连接。
所述分析报告为XML文件。
所述一体化测试平台，受测试工作站的控制，仿真电网运行的电流、电压和一次设备状态信号，其的信号仿真规模可根据实际情况扩展或裁减。
如图2所示，基于上述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，包括以下步骤，
步骤（1），将一体化测试平台、光纤接口、测试工作站、交换机、IEC61850网络报文分析仪和被测变电站二次设备预制舱进行连接（可选择光纤、网线或导线等进行连接），测试工作站执行其的测试内容，其中，测试工作站执行其的测试内容，包括GOOSE报文规范性测试、SV报文规范性测试、输入和输出虚端子验证和继电保护功能测试。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：所述GOOSE报文规范性测试，利用报文分析软件检验具有GOOSE 发送能力的被测二次设备产生的GOOSE 报文的完整性、正确性、规范性；
所述 SV报文规范性测试，测试工作站通过其内部的基准合并单元或合并单元仿真器向具有SV 接受能力的保护设备、测控单元及其他二次设备发送符合DL/T860 标准的SV报文，检验被测设备的SV 接收能力，并进行采样值精度检验；
所述输入和输出虚端子验证，包括验证装置配置文件和版本；数据模型； 被测设备发送和接收GOOSE变位的正确性；被测设备接收SV采样的正确性；以上验证有一项不合格，则该输入和输出虚端子验证测试为不合格；
所述继电保护功能测试，包括继电保护装置的功能验证以及各项保护的定值校验；
步骤（2），若测试工作站的测试内容无法完成时，根据IEC61850网络报文分析仪的分析报告，测试工作站获得被测变电站二次设备预制内的问题设备，并对问题设备进行单设备检验，处理问题设备，重新准备其的性能测试，其中对问题设备进行单设备检验，包括单设备一致性测试和通信功能检验，
所述单设备一致性测试，包括装置配置文件和版本是否有效；数据模型是否正确；模型与映射方式是否正常；
所述通信功能检验，包括装置收发信息是否正常；数据传输正确性；通信功能正常与否；通信过程是否有中断现象 ；
步骤（3），在完成测试工作站的测试内容后，测试工作站执行整个测试系统的性能测试，IEC61850网络报文分析仪生成分析报告，并发送给测试工作站，测试工作站进行分析报告处理，输出测试结果，完成测试，其中测试工作站执行整个测试系统的性能测试，包括设备间信息交互测试、继电保护整组行为及时间测试、自动化系统性能测试、雪崩检验和网络性能测试。
前述的用于变电站二次设备预制舱的测试系统的测试方法，其特征在于：所述设备间信息交互测试，包括验证继电保护装置间的启动失灵、闭锁重合闸、联跳信息交互响应的正确性；验证监控系统的五防联闭锁信号交互的正确性；
所述继电保护整组行为及时间测试，包括系统故障过程中，验证保护设备之间功能培训的正确性以及动作顺序的正确性；测试从故障开始至继电保护跳闸命令发出整个过程的时间，作为继电保护整组动作时间；
所述自动化系统性能测试，包括遥测、遥信、遥控功能正确性验证，遥测精度测试，遥信SOE时间测试；系统响应时间：遥测变化传输到站控层的时间，状态量变化传输到站控层的时间，遥控执行时间；系统负荷率指标检验：CPU正常负荷率，事故下CPU负荷率，网络正常负荷率，事故下网络负荷率；
所述雪崩检验，在设定故障模式下，进行雪崩检验，获得网络负荷率，CPU负荷率，事件顺序记录情况，遥测、遥信、遥调、遥控执行情况；
所述网络性能测试，包括 GOOSE报文网络性能测试，在给定的网络负载流量下，测试保护测控设备与智能终端之间跳闸、合闸的正确性以及响应时间，并模拟网络中某一二次设备出问题，错误发送 GOOSE报文情况下，测试网络中其他的二次设备的响应情况及性能；
采样值网络性能测试，在不同背景流量下，测试 SV报文 采样值是否有丢包或错序，测试测控、计量功能的采样精度；
站控层网络性能测试，在不同网络流量下，测试保护测控设备与监控后台之间的通信性能，包括 MMS 报文的延时、保护或遥信事件 MMS 的丢包率、监控后台下发命令，保护测控装置对命令响应的正确性以及响应时间。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。