智能终端报文压力的检测系统的制作方法

智能终端报文压力的检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种智能终端报文压力的检测系统，包括继电保护测试仪、网络性能测试仪、交换机以及被测的智能终端，其中，继电保护测试仪通过光纤与交换机相连接；网络性能测试仪通过光纤与交换机相连接；交换机通过光纤与智能终端相连接；智能终端通过电缆与继电保护测试仪、网络性能测试仪相连接；继电保护测试仪，用于向交换机发送跳闸报文；网络性能测试仪，用于向交换机发送背景报文；交换机，用于接收跳闸报文以及背景报文，并发送至智能终端；智能终端，用于接收跳闸报文以及背景报文，并输出智能终端对应的压力系数。达到检验被测智能终端的数据处理性能和数据处理策略的目的，同时测试了其对正常报文的响应能力。
【专利说明】智能终端报文压力的检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型关于电力系统中的智能变电站【技术领域】，特别是关于智能变电站中智能终端的检测【技术领域】，具体的讲是一种智能终端报文压力的检测的系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内智能电网正处于高速发展时期，智能变电站是智能电网的重要支撑节点，继电保护作为智能变电站的重要二次设备之一，是保障电力系统安全稳定运行的基础，智能终端作为继电保护相关设备，其性能测试对保证智能变电站安全稳定运行有重要影响。
[0003]在智能变电站中，智能终端位于继电保护装置、测控装置与一次断路器之间，相当于常规变电站中断路器操作箱。智能终端将IEC61850中定义的面向对象通用变电站事件，即GOOSE信号，转化为硬接点，并带有常规操作箱回路，接入断路器跳合闸回路，以及刀闸分合回路。同时，智能终端采集断路器以及刀闸位置等硬接点开入量信号，转化为GOOSE信号上送至继电保护装置以及测控装置。对于智能变电站来说，继电保护装置通过智能终端所采集的信息来判断断路器运行方式是否正常，运行人员通过此信息来决定下一步工作计划，因此，智能终端采集信息是否精确直接影响全站的正常运行。
[0004]对智能终端的性能标准有《Q/GDW441—2010智能变电站继电保护技术规范》、《Q/GDW428—2010智能变电站智能终端技术规范》以及《智能变电站继电保护通用技术条件(意见征求稿)》、《IEC61850工程继电保护应用模型(意见征求稿)》、《智能变电站继电保护检验规范(意见征求稿)》和《智能变电站继电保护检测规范(意见征求稿)》等，根据这些标准的要求可以得出，即在任何网络运行工况流量冲击下，装置均不应死机或重启，不发出错误报文，响应正确报文的延时不应大于lms。因此，使用适当的测试工具，对智能终端的网络性能进行测试，对于智能终端的性能检测具有重要意义。
[0005]现有技术中，对智能终端的报文压力测试有如下方式:(1)采用数字式继电保护测试仪按照毫秒级或百微秒级的速度发送跳闸报文，跳闸报文只能设置为所有内容均不变的一帧报文，报文的冲击流量约为几百kb/s到IMb/s，报文冲击流量较小，远小于智能终端接收报文的最大能力100Mb/S，因此测试强度远远不够。(2)采用专用的网络测试仪发送随机报文，流量可从OMb/s到100Mb/S随意设置，但是报文均不是被测智能终端订阅的跳闸报文，甚至可能不是有效的G00SE报文。背景报文对智能终端的冲击较小，即使是100Mb/S的背景报文，由于报文不是被测智能终端订阅的报文，因此被测智能终端对报文的处理较为简单，对被测智能终端网络性能的测试不够充分。
[0006]因此，如何对智能终端的网络性能进行有效测试是本领域拭待解决的技术难题。实用新型内容
[0007]本实用新型实施例提供了一种智能终端报文压力的检测的系统，依据国家电网公司企业标准要求、智能终端设备特点，制定了智能终端报文压力的检测方案，达到检验被测智能终端的数据处理性能和数据处理策略的目的，同时测试了其对正常报文的响应能力。
[0008]本实用新型的目的是，提供一种智能终端报文压力的检测系统，包括继电保护测试仪、网络性能测试仪、交换机以及被测的智能终端，其中，所述的继电保护测试仪通过光纤与所述的交换机相连接；所述的网络性能测试仪通过光纤与所述的交换机相连接；所述的交换机通过光纤与所述的智能终端相连接；所述的智能终端通过电缆与所述的继电保护测试仪、网络性能测试仪相连接；所述的继电保护测试仪，用于向所述的交换机发送跳闸报文；所述的网络性能测试仪，用于向所述的交换机发送背景报文；所述的交换机，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并发送至所述的智能终端；所述的智能终端，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并输出所述智能终端对应的压力系数。
[0009]优选的，所述的跳闸报文的报文状态号和序列号正常变化。
[0010]优选的，所述的背景报文的报文状态号和序列号不变化。
[0011]优选的，所述的跳闸报文与所述的背景报文为同一内容的报文。
[0012]优选的，所述的跳闸报文与所述的背景报文为不同内容的报文。
[0013]优选的，所述的智能终端为分相智能终端。
[0014]优选的，所述的继电保护测试仪为数字式继电保护测试仪。
[0015]优选的，所述的交换机为光交换机。
[0016]本实用新型的有益效果在于，首次提出了能够检测智能终端网络性能的测试，并通过此检验了不同厂家智能终端的网络性能，对智能终端性能检测有重要意义。测试能够逼真地模拟网络风暴，因此该对智能终端测试的结果能够充分地反应智能终端的网络性能，达到检验被测智能终端的数据处理性能和数据处理策略的目的，同时测试了其对正常报文的响应能力。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式一的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式二的结构示意图；
[0021]图4为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式三的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式四的结构示意图；
[0023]图6为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统中继电保护测试仪的电路原理图；[0024]图7为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统中智能终端的电路原理图；
[0025]图8为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统中网络性能测试仪的电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]本实用新型实施例提供了一种智能终端报文压力的检测的系统，依据国家电网公司企业标准要求，智能终端设备特点，制定了智能终端报文压力的检测的方案，达到检验被测智能终端的数据处理性能和数据处理策略的目的，同时测试了其对正常报文的响应能力。
[0028]下面首先介绍本实用新型的缩略语和关键术语:
[0029]报文压力测试:使用被测的智能终端订阅的GOOSE报文作为背景流量(即背景报文)，对被测的智能终端进行流量冲击测试，在背景流量冲击下向被测的智能终端发送正常报文(即跳闸报文)，同时测试被测的智能终端对正常报文的响应。
[0030]GOOSE:面向通用对象的变电站事件(G00SE-Generic Object Oriented
Substation Event)是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。
[0031]ST、SQ:根据IEC61850标准，在G00SE报文中对报文状态号和序列号的标记。
[0032]跳闸报文:被测的智能终端订阅的G00SE报文，跳闸报文的指令为有效，且报文状态号ST和序列号SQ正常变化；
[0033]背景报文即背景流量:被测的智能终端订阅的G00SE报文，背景报文的指令为无效，且报文状态号ST和序列号SQ不变化,报文信息与跳闸报文均相同，一巾贞ST、SQ不变的报文以一定速率重复发送的报文流。
[0034]G00SE控制块:智能终端订阅的G00SE指令的集合，智能终端以G00SE控制块为单位对G00SE报文进行解析处理，不同的G00SE控制块即对应不同内容的报文。
[0035]SOE (Sequence Of Event,事件顺序记录系统)作为智能变电站自动化的重要组成部分，负责记录智能变电站中各种电力设备发生遥信变位(如断路器变位)时的变位时间、变位原因、开关跳闸时相应的遥测量值(如相应的三相电流、有功功率等)，并形成SOE记录，以便于事后分析。因此，对于被测智能终端是否满足分辨率要求，需读取智能终端上记录的SOE分析得知。
[0036]智能终端在智能变电站中处于关键位置，对其可靠性要求极高，在任何时候都要可靠动作，不出现拒动和误动的情况。在智能变电站应用中，智能终端作为智能断路器与继电保护装置、测控装置之间重要的枢纽，对智能变电站的正常运行起着决定性的作用。智能终端将IEC61850协议中定义的面向对象的智能变电站通用事件，即G00SE信号，转化为传统继电器输出的接点；同时将采集到的断路器位置，刀闸位置等等一次信息，转化为G00SE信号上送至继电保护装置、测控装置。国家电网公司对于智能终端有着严格的标准，对智能终端各项性能进行了约束与规定。
[0037]图1为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的结构示意图，由图1可知，该系统包括继电保护测试仪100、网络性能测试仪200、交换机300以及被测的智能终端400，
[0038]其中，所述的继电保护测试仪100通过光纤与所述的交换机300相连接；
[0039]所述的网络性能测试仪200通过光纤与所述的交换机300相连接，也即继电保护测试仪100和网络性能测试仪200的GOOSE数据发送光口分别通过光纤连接至光交换机300 ；
[0040]所述的交换机300通过光纤与所述的智能终端400相连接，也即交换机通过一对光纤连接至被测智能终端；
[0041]所述的智能终端400通过电缆与所述的继电保护测试仪100、网络性能测试仪200相连接，也即被测智能终端的开出接点通过电缆连接回数字式继电保护测试仪、网络性能测试仪的开入。
[0042]所述的继电保护测试仪100，用于向所述的交换机300发送跳闸报文，所述的跳闸报文的报文状态号和序列号正常变化；
[0043]所述的网络性能测试仪200，用于向所述的交换机300发送预定速率的背景报文，所述的背景报文的报文状态号和序列号不变化。在检测之前，首先生成一帧能够为被测的智能终端执行的GOOSE报文(可以手动编辑，也可以通过数字继电保护测试仪生成)，然后把这帧GOOSE报文写入网络性能测试仪，网络性能测试仪可以按照预定速率重复发送该帧报文，这样就能够由网络性能测试仪生成有效背景流量即背景报文。
[0044]所述的交换机300，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并发送至所述的智能终端；
[0045]所述的智能终端400，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并输出所述智能终端对应的压力系数。
[0046]对智能终端的跳闸报文压力的测试分为如下两种情形:
[0047]1、继电保护测试仪发送的跳闸报文与网络性能测试仪发送的背景报文使用同一GOOSE控制块，既作为背景流量又作为正常报文，也即跳闸报文与背景报文为同一内容的报文，该种方式侧重对智能终端在跳闸报文冲击下对报文处理能力的测试；
[0048]2、继电保护测试仪发送的跳闸报文与网络性能测试仪发送的背景报文使用不同GOOSE控制块，一个GOOSE控制块作为背景流量，另一个GOOSE控制块作为正常报文，也即跳闸报文与背景报文为不同内容的报文，该种方式侧重对智能终端在跳闸报文冲击下指令响应时间的测试。
[0049]下面结合上述两种情形，对本实用新型提供的一种智能终端报文压力的检测的系统进行具体介绍。
[0050]图2为本实用新型提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式一的结构示意图，由图2可知，在该种实施方式中，数字式继电保护测试仪可通过数字式继电保护测试仪来实现。网络性能测试仪发送的背景流量和数字式继电保护测试仪发送的正常报文为同一 GOOSE控制块，该控制块为被测智能终端能够执行的控制块，其中至少包含一条被测智能终端能够执行的指令，命名该GOOSE控制块中其中一条可执行指令为a。背景流量中的指令a为FLASE，ST、SQ均不变化，预定速率为F ;数字式继电保护测试仪发送的GOOSE报文指令a为TRUE，ST、SQ正常变化。在实施方式一中，智能终端解析接收到的所述的跳闸报文以及所述的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出输出所述智能终端对应的压力系数，具体的工作过程如下所示:
[0051]当所述的硬接点开出显示跳闸报文以及背景报文均执行时，智能终端生成增加速率指令。在该实施方式中，查看智能终端的硬接点开出，判断指令a是否执行。若每一次的数据变位都能够证实指令被执行，则说明智能终端在此速率的背景流量下能够正常工作；否则，则说明智能终端在此速率的背景流量下不可以正常工作。
[0052]向网络性能测试仪发送增加速率指令，此处的增加速率指令用于指示网络性能测试仪增加背景流量的速率。增加速率指令中指示背景流量的速率按照预定的步长进行增加，按照一个步长、两个步长、三个步长……依次进行增加。
[0053]网络性能测试仪根据增加速率指令、预定速率以及预先设定的步长确定增加后速率。设预定速率为50%，预先设定的步长为2%，则若增加速率指令中指示增加一个步长，则该步骤确定出的增加后速率即为52% ;若增加速率指令中指示增加4个步长，则该步骤确定出的增加后速率即为58%。其后判断所述增加后速率是否达到100%，当判断为是时，输出所述智能终端对应的压力系数，即输出100%;当判断为否时，向交换机发送增加后速率的背景报文；即若确定模块确定出的增加后速率为58%，则发送速率为58%的背景报文至交换机。
[0054]智能终端还包括解析跳闸报文以及增加后速率的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出判断所述的跳闸报文以及背景报文是否均执行，当判断为是时，智能终端生成增加速率指令，否则输出智能终端对应的压力系数，即输出增加后速率减去预先设定的步长。若确定出的增加后速率为58%，在该速率下判断为否，则说明智能终端在该速率下不能够正常工作，在上一个速率56%时智能终端能够正常工作，则所述智能终端对应的压力系数为 58%-2%=56%。`
[0055]也即，跳闸报文与所述的背景报文为同一内容的报文时，若智能终端在预定速率下能够正常工作，则根据增加速率指令不断增加背景流量的速率，直到背景流量达到100%，则100%即为报文压力系数，或者直到智能终端不能够正常工作，则智能终端能够工作的最大的速率即为智能终端的压力系数。
[0056]图3为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式三的结构示意图，由图3可知，在该种实施方式中，智能终端可通过分相智能终端来实现，网络性能测试仪发送的背景流量和数字式继电保护测试仪发送的正常报文为同一GOOSE控制块，该控制块为被测智能终端能够执行的控制块，其中至少包含一条被测智能终端能够执行的指令，命名该GOOSE控制块中其中一条可执行指令为a。背景流量中的指令a为FLASE，ST、SQ均不变化，预定速率为F ;数字式继电保护测试仪发送的GOOSE报文指令a为TRUE，ST、SQ正常变化。在实施方式二中，智能终端解析接收到的所述的跳闸报文以及所述的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出输出所述智能终端对应的压力系数，具体的工作过程如下所示:
[0057]当硬接点开出未显示跳闸报文以及背景报文均执行时，智能终端生成降低速率指令。在该实施方式中，查看智能终端的硬接点开出，判断指令a是否执行。若每一次的数据变位都能够证实指令被执行，则说明智能终端在此速率的背景流量下能够正常工作；否则，则说明智能终端在此速率的背景流量下不可以正常工作。
[0058]向网络性能测试仪发送降低速率指令，此处的降低速率指令用于指示网络性能测试仪降低背景流量(即背景报文)的速率。降低速率指令中指示背景流量的速率按照预定的步长进行降低，按照一个步长、两个步长、三个步长……依次进行降低。
[0059]网络性能测试仪根据降低速率指令、预定速率以及预先设定的步长确定降低后速率。设预定速率为50%，预先设定的步长为2%，则若降低速率指令中指示降低一个步长，则该步骤确定出的降低后速率即为48% ;若降低速率指令中指示增加4个步长，则该步骤确定出的降低后速率即为42%。向交换机发送降低后速率的背景报文。即若确定出的降低后速率为42%，则发送速率为42%的背景报文至交换机。
[0060]智能终端解析跳闸报文以及降低后速率的背景报文，生成硬接点开出，根据所述的硬接点开出判断跳闸报文以及背景报文是否均执行，当判断为否时，智能终端生成降低速率指令，否则输出所述智能终端对应的压力系数，即输出降低后速率。即若确定出的降低后速率为42%，在该速率下，判断为是，则说明在该速率下智能终端能够正常工作，在上一个速率44%时不能正常工作，则所述智能终端对应的压力系数即为42%。
[0061]也即，所述的跳闸报文与所述的背景报文为同一内容的报文时，若智能终端在预定速率下不能够正常工作，则降低背景报文的速率，直到智能终端能够正常工作，则被测智能终端能够正常工作的最大的速率即为被测智能终端的压力系数。
[0062]图4为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式三的结构示意图，由图4可知，在该种实施方式中，交换机可通过光交换机来实现，网络性能测试仪发送的背景流量和数字式继电保护测试仪发送的正常报文为不同GOOSE控制块，这两个GOOSE控制块都是被测智能终端能够执行的控制块，且都分别至少包含一条被测智能终端能够执行的指 令。设背景流量的GOOSE控制块为B，B中可执行的指令为b ;设数字继电保护测试仪的GOOSE控制块为C，C中可执行的指令命名为c ;指令b和指令c为具有不同动作行为的指令。背景流量中的指令b为TRUE，ST、SQ均不变化；数字式继电保护测试仪发送的GOOSE报文中指令c为TRUE，ST、SQ正常变化。在实施方式三中，智能终端解析接收到的所述的跳闸报文以及所述的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出输出所述智能终端对应的压力系数，具体的工作过程如下所示:
[0063]当硬接点开出显示跳闸报文以及背景报文均执行，且执行时间满足预定要求时，智能终端生成增加速率指令。在该实施方式中，查看智能终端的硬接点开出，判断指令b、c是否有对应的硬接点开出，是否已被智能终端执行，并且执行时间是否满足预定要求。若每一次的指令b和指令c都能够被执行，并且动作时间满足要求，则说明智能终端在此速率的背景流量下能够正常工作；如果指令b或指令c有一条没有执行或两条都没有执行，或者动作时间不满足要求，则说明智能终端在此速率的背景流量下不能正常工作。
[0064]网络性能测试仪发送增加速率指令，此处的增加速率指令用于指示网络性能测试仪增加背景流量的速率。增加速率指令中指示背景流量的速率按照预定的步长进行增加，按照一个步长、两个步长、三个步长……依次进行增加。
[0065]网络性能测试仪根据增加速率指令、所述的预定速率以及预先设定的步长确定增加后速率。设预定速率为50%，预先设定的步长为2%，则若增加速率指令中指示增加一个步长，则该步骤确定出的增加后速率即为52% ;若增加速率指令中指示增加4个步长，则该步骤确定出的增加后速率即为58%，判断所述增加后速率是否达到100%，当判断为是时，输出所述智能终端对应的压力系数，即输出100% ;否则，向交换机发送增加后速率的背景报文，即若确定出的增加后速率为58%，则发送速率为58%的背景报文至交换机。
[0066]智能终端解析跳闸报文以及增加后速率的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出判断跳闸报文以及背景报文是否均执行，且执行时间是否满足预定要求，当判断为是时，智能终端生成增加速率指令，否则输出智能终端对应的压力系数，即输出增加后速率减去预先设定的步长。若确定出的增加后速率为58%，判断为否，则说明智能终端在该速率下不能够正常工作，在上一个速率56%时智能终端能够正常工作，则当前智能终端能够正常工作的最大的速率即为压力系数，所述智能终端对应的压力系数为当前增加后速率58%-2%=56%。
[0067]也即，跳闸报文与所述的背景报文为不同内容的报文时，若智能终端在预定速率下能够正常工作，则根据增加速率指令不断增加背景流量的速率，直到背景流量达到100%，则100%即为报文压力系数，或者直到智能终端不能够正常工作，则智能终端能够工作的最大的速率即为智能终端的压力系数。
[0068]图5为本实用新型实施例提供的一种智能终端报文压力的检测的系统的实施方式四的结构示意图，由图5可知，在该种实施方式中，网络性能测试仪通过光口网络性能测试仪来实现，网络性能测试仪发送的背景流量和数字式继电保护测试仪发送的正常报文为不同GOOSE控制块，这两个GOOSE控制块都是被测智能终端能够执行的控制块，且都分别至少包含一条被测智能终端能够执行的指令。设背景流量的GOOSE控制块为B，B中可执行的指令为b ;设数字继电保护测试仪的GOOSE控制块为C，C中可执行的指令命名为c ;指令b和指令c为具有不同动作行为的指令。背景流量中的指令b为TRUE，ST、SQ均不变化；数字式继电保护测试仪发送的GOOSE报文中指令c为TRUE，ST、SQ正常变化。在实施方式四中，智能终端解析接收到的所述的跳闸报文以及所述的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出输出所述智能终端对应的压力系数，具体的工作过程如下所示:
[0069]当硬接点开出未显示所述的跳闸报文和/或背景报文执行，或执行时间不满足预定要求时，智能终端生成降低速率指令。在该实施方式中，也即查看智能终端的硬接点开出，判断指令b、c是否已被智能终端执行，并且执行时间是否满足预定要求。若每一次的指令b和指令c都能够被执行，并且动作时间满足要求，则说明智能终端在此速率的背景流量下能够正常工作；如果指令b或指令c有一条没有执行或两条都没有执行，或者动作时间不满足要求，则说明智能终端在此速率的背景流量下不能正常工作。向所述的网络性能测试仪发送降低速率指令，此处的降低速率指令用于指示网络性能测试仪降低背景流量(即背景报文)的速率。降低速率指令中指示背景流量的速率按照预定的步长进行降低，按照一个步长、两个步长、三个步长......依次进行降低。
[0070]网络性能测试仪根据降低速率指令、预定速率以及预先设定的步长确定降低后速率。设预定速率为50%，预先设定的步长为2%，则若降低速率指令中指示降低一个步长，则该步骤确定出的降低后速率即为48% ;若降低速率指令中指示增加4个步长，则该步骤确定出的降低后速率即为42%。向所述的交换机发送降低后速率的背景报文，即若第二降低后速率确定模块确定出的降低后速率为42%，则发送速率为42%的背景报文至交换机。[0071]智能终端解析所述的跳闸报文以及降低后速率的背景报文，生成硬接点开出，根据硬接点开出判断所述的跳闸报文以及背景报文是否均执行，且执行时间是否满足预定要求，当判断为否时，智能终端生成降低速率指令，否则输出所述智能终端对应的压力系数，即输出降低后速率。即若确定出的降低后速率为42%，在该速率下，判断为是，则说明在该速率下智能终端能够正常工作，在上一个速率44%时不能正常工作，则所述智能终端对应的压力系数即为当前降低后速率42%。
[0072]也即，所述的跳闸报文与所述的背景报文为同一内容的报文时，若智能终端在预定速率下不能够正常工作，则降低背景报文的速率，直到智能终端能够正常工作，则被测智能终端能够正常工作的最大的速率即为被测智能终端的压力系数。
[0073]下面结合具体的实施例，对本实用新型提供的一种智能终端报文压力的检测的系统做详细说明。系统配置成如图5所示，其中继电保护测试仪为数字式继电保护测试仪，使用图5中的数字式继电保护测试仪发送跳闸报文。图6为该数字式继电保护测试仪的电路原理图，由图6可知,数字式继电保护测试仪由嵌入式ARM (Advanced RISC Machines)和数字信号处理器(DSP)来实现以太网通信功能和高效快速的数据处理功能，采用光纤以太网输出数据报文给被测保护装置，硬件组成如图6所示。在测试仪面板上设计有多路开关量输入和多路开关量输出端口。当被测装置出口回路采用硬接线时，开入量用于接收保护动作信号。开出量为被测设备提供状态信号，用于在试验时启动被测设备或为被测设备提供开入。测试仪通过GPS接口提供的GPS信号，可以实现多台测试仪的异地同步输出和同步触发。
[0074]如图5所示，本实施例中应用的智能终端为分相智能终端，图7为该分相智能终端的电路原理图，由图7可知，组成智能终端的插件有:电源插件、主DSP插件、开入板、开出板，操作回路插件，模拟量采集板。DSP插件负责GOOSE通信和装置运行管理；智能开入插件能够采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信息，然后通过DSP插件发送给保护和测控装置；智能开出插件能根据保护和测控装置通过GOOSE网送来的分、合闸命令驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器经DSP启动控制，保证其动作的可靠性；智能开出插件的跳、合闸出口接点连接至操作回路插件，由操作回路插件完成跳、合闸电流自保持功能，从而动作于断路器。
[0075]图8为网络性能测试仪的电路原理图，由图8可知，网络性能测试仪由上位机、报文发生器、微处理器、网络监控模块、通讯接口、以太网接口、光以太网接口等。上位机设置发送的报文格式、报文内容、发送方式、报文流量等，由微处理器来对下位机进行统一控制，报文由报文发生器来产生，通过光以太网端口或者电以太网端口来发送指定报文，由网络监控模块来监视端口流量。
[0076]由图5可知，数字继电保护测试仪和网络性能测试仪的GOOSE数据发送光口分别通过光纤连接至光交换机；交换机通过一对光纤连接至被测的分相智能终端；被测的分相智能终端的开出接点通过电缆连接回数字式继电保护测试仪以及网络性能测试仪的开入。
[0077]实施例一:
[0078]网络性能测试仪发送的背景报文即背景流量和数字式继电保护测试仪发送的跳闸报文都来自GOOSE块A，A被智能终端订阅，A中有可以为被测智能终端执行的指令a。
[0079]测试流程如下:[0080](I)数字式继电保护测试仪制作一帧GOOSE块A的报文，其中ST=x，SQ=y,指令a为FLASE，命名该报文为Gl。
[0081](2)把Gl报文写入网络性能测试仪，作为背景流量报文。
[0082](3)网络性能测试仪发送单一 Gl报文作为背景流量，设背景流量预定速率为F。
[0083](4)数字式继电保护测试仪发送GOOSE块A的报文，其中指令a为TRUE，ST、SQ正常变化，每5秒钟发一帧，连续发送12次。
[0084](5)在此过程中监视智能终端的硬接点开出，判断能否全部正确解析执行指令a的12帧跳闸报文；或者通过查看智能终端的硬接点开出，确认是否有12次指令a有效的记录。
[0085](6)若指令a的12帧跳闸报文全部被记录或正确解析，增大背景流量的速率，重复步骤I?5。
[0086](7)若在流量100%的情况下，被测智能终端仍然能够解析12帧跳闸报文，那么该智能终端的网络性能测试成绩即压力系数为100%。
[0087](8)若在流量Fl下12帧跳闸报文能够全部被智能终端正确执行或解析，在流量Fl+ Λ f下12帧跳闸报文没有全部被智能终端正确执行或解析，那么网络性能结束试验，被测智能终端的网络性能测试结果为F1。其中Λ f为设定的网络性能成绩分辨率，即步长。
[0088](9)若指令a的12帧跳闸报文没有全部记录或正确解析，减小背景流量的速率，重复步骤I?5。
[0089](10)若在流量Fl下12帧跳闸报文未能够全部被智能终端正确执行或解析，在流量Fl- Λ f下12帧跳闸报文全部被智能终端正确执行或解析，那么网络性能结束试验，被测智能终端的网络性能测试结果为Fl- Λ f。其中Λ f为设定的网络性能成绩分辨率，即步长。
[0090]实施例二:
[0091]设GOOSE块B、C都为被测智能终端订阅，且分别含有一帧能够被测智能终端执行的指令b、C0要求指令c执行时智能终端有接点闭合，能够被数字式继电保护测试仪侦测至IJ，一般指令c取跳合闸或分合刀闸指令。设网络性能测试仪发送的背景报文即背景流量为GOOSE块B，数字式继电保护测试仪发送GOOSE块C。
[0092]测试步骤如下:
[0093](I)数字式继电保护测试仪制作一帧GOOSE块B的报文，其中ST=x，SQ=y，指令B=I，命名该报文为Gl。
[0094](2)把Gl报文写入网络性能测试仪，作为背景流量报文。
[0095](3)网络性能测试仪发送单一 Gl报文作为背景流量，设背景流量速率为F。
[0096](4)数字式继电保护测试仪发送GOOSE块C的报文，其中指令c进行变位(由O到1，或从I到0)，ST、SQ正常变化，指令C每5秒钟变位一次，连续变位12次。
[0097](5)在此过程中监视智能终端的硬接点开出，判断能否全部正确执行指令c的12次变位，若指令c为跳闸指令，跳闸时间不应超过正常跳闸时间Ims ;在此过程中确认智能终端能够执彳T指令b。
[0098](6)全部正确执行指令c的12次变位，指令c为跳闸指令，跳闸时间不应超过正常跳闸时间Ims ;确认智能终端能够执行指令b，则重复步骤(I)?(5)。[0099](7)若在流量100%的情况下，被测智能终端仍然能够正确执行指令c的12次变位，跳闸时间未超过正常跳闸时间Ims，智能终端能够执行指令b，那么该智能终端的网络性能测试成绩为100%。
[0100](8)若在流量Fl下12次指令c的变位全部被正确执行，跳闸时间未应超过正常跳闸时间1ms，智能终端能够执行指令b，在流量Fl+ Λ f下12次指令c的变位没有全部被正确执行，或跳闸时间超过正常跳闸时间1ms，或智能终端能够执行指令b，那么网络性能结束试验，被测智能终端的网络性能测试结果为F1。其中Λ f为测试接受的网络性能成绩分辨率。
[0101](9)若指令c的12次变位没有全部被正确执行，或跳闸时间超过正常跳闸时间lms，智能终端不能够执行指令b，减小背景流量的速率，重复步骤I?5。
[0102](10)若在流量Fl下12次指令c的变位没有全部被正确执行，或跳闸时间超过正常跳闸时间1ms，或智能终端不能够执行指令b，在流量Fl- Λ f下12次指令c的变位全部被正确执行，且跳闸时间未超过正常跳闸时间1ms，智能终端能够执行指令b，那么网络性能结束试验，被测智能终端的网络性能测试结果为Fl- Δ f。其中Λ f为测试接受的网络性能成绩分辨率。
[0103]综上所述，本实用新型提供了一种智能终端报文压力的检测的系统，依据国家电网公司企业标准要求，智能终端设备特点，制定了智能终端报文压力的检测的方案，达到检验被测智能终端的数据处理性能和数据处理策略的目的，同时测试了其对正常报文的响应能力。
[0104]本实用新型的有益成果是:
[0105]I)首次实用新型了能够检测智能终端网络性能的测试，并通过此检验了不同厂家智能终端的网络性能，对智能终端性能检测有重要意义。测试能够逼真地模拟网络风暴，因此通过此对智能终端测试的结果能够充分地反应智能终端的网络性能。
[0106]2)通过试验，发现了某些厂家的智能终端的网络性能存在问题，抗报文冲击的能力较差，厂家针对问题进行了整改，消除了智能变电站运行中的隐患。试验成果为电网规划、设计及设备选型提供了有力的依据。
[0107]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例系统中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各系统的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0108]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种智能终端报文压力的检测系统，其特征在于，所述的智能终端报文压力的检测系统包括继电保护测试仪、网络性能测试仪、交换机以及被测的智能终端，其中，所述的继电保护测试仪通过光纤与所述的交换机相连接；所述的网络性能测试仪通过光纤与所述的交换机相连接；所述的交换机通过光纤与所述的智能终端相连接；所述的智能终端通过电缆与所述的继电保护测试仪、网络性能测试仪相连接；所述的继电保护测试仪，用于向所述的交换机发送跳闸报文；所述的网络性能测试仪，用于向所述的交换机发送背景报文；所述的交换机，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并发送至所述的智能终端；所述的智能终端，用于接收所述的跳闸报文以及所述的背景报文，并输出所述智能终端对应的压力系数。
2.根据权利要求1所述的智能终端报文压力的检测系统，其特征在于，所述的智能终端为分相智能终端。
3.根据权利要求1所述的智能终端报文压力的检测系统，其特征在于，所述的继电保护测试仪为数字式继电保护测试仪。
4.根据权利要求1所述的智能终端报文压力的检测系统，其特征在于，所述的交换机为光交换机。
【文档编号】H02J13/00GK203482218SQ201320429604
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】孟超, 马锁明, 高旭, 梁吉, 王丰, 刘苗, 刘平, 黄天啸, 辛光明, 王沛然, 张硕, 张思琪, 吴涛, 陈宁, 姜昌盛, 刘蔚 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司, 国网冀北电力有限公司