專利名稱：適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為標準化數(shù)字化繼電保護裝置提供一種負面測試方法，即一種測試數(shù) 字化繼電保護裝置的通訊異常處理能力的測試方法。屬于電力系統(tǒng)自動化裝置的技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字化變電站的研發(fā)推廣，出現(xiàn)了越來越多的用于數(shù)字化變電站與電子式 互感器接口的保護裝置(數(shù)字化保護裝置)。該類保護裝置與傳統(tǒng)的通過采集系統(tǒng)二 次側(cè)電壓、電流的微機保護裝置不同，它主要通過光纖接收合并單元(MU)的數(shù)字信 號，然后根據(jù)保護邏輯給出動作指令。它與其它智能裝置之間采用統(tǒng)一的協(xié)議，通 過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)真正的資源共享，數(shù)據(jù)共享。因而，該類繼 電保護裝置具有抗干擾能力強、重量輕、體積小、成本低、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點。
數(shù)字化變電站一般采用光纖進行通訊連接。光纖通訊的可靠性是非常高的，一 般誤碼率都在1.0E-IO以下。然而對于長期運行的數(shù)字化保護裝置來說，光纖上傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)量也是驚人的。以一個具有12個模擬通道輸入的數(shù)字化保護裝置為例，一 天的時間內(nèi)保護裝置與合并單元(MU)之間的數(shù)據(jù)通訊量大約為0.4E10，也就是說 在光纖正常運行的情況下，每天出現(xiàn)一個誤碼的概率為40%。而在通訊情況惡劣， 比如光纖老化、接觸不良等情況下，光纖通訊的誤碼率會有大幅度的提升。因而， 數(shù)字化保護裝置中有必要考慮因為光纖通訊異常給保護裝置造成的影響。
現(xiàn)階段對于數(shù)字化保護裝置的測試主要有兩種途徑 一種是通過將常規(guī)的繼電 保護測試儀的輸出通過特定的裝置轉(zhuǎn)換為符合IEC61850規(guī)約的數(shù)字信號輸出，另一 種途徑是通過現(xiàn)有的數(shù)字化繼電保護測試儀，直接輸出符合IEC61850規(guī)約的數(shù)字信 號。然而在初始測試階段，光纖一般都處于良好的運行情況下，想要通過這種方式 測試在光纖通訊異常下數(shù)字化保護裝置是否能正確處理是非常困難的。因而有必要 人為的模擬光纖通訊異常，來測試數(shù)字化保護裝置對于通訊異常的處理。

發(fā)明內(nèi)容
4技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面 測試方法。通過對數(shù)字化繼電保護測試儀輸出報文的定制，人為的模擬可能出現(xiàn)的 通訊異常，從而解決數(shù)字化繼電保護裝置通訊異常處理能力測試困難的問題。
技術(shù)方案本發(fā)明的適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法按照 用戶的設(shè)置，模擬數(shù)字化繼電保護裝置數(shù)據(jù)交互過程中可能出現(xiàn)的異常情況，測試 數(shù)字化繼電保護裝置的異常處理能力；具體包括測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤 處理能力和測試報文發(fā)送延時處理能力，
測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力的具體方法是
1)按照用戶設(shè)置生成報文控制序列，以此序列作為對報文進行處理的依據(jù)；
2 )根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確的數(shù)據(jù)報文；
3) 從步驟l)所生成報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值；
4) 對控制值進行判斷，如果控制值為0，則直接進入步驟6);如果所對應(yīng)的控
制值為l,則進入步驟5);
5) 根據(jù)所測試的功能對正確的報文進行修改；如果是測試目標地址錯誤處理
能力，則對目標地址部分進行隨機修改。若是測試數(shù)據(jù)報文錯誤處理能力，則對數(shù)
據(jù)報文部分進行隨機修改；修改的原則是，無論怎么修改， 一定要保證錯誤報文的 校驗和與正確報文的校驗和不一致；
6) 將數(shù)據(jù)報文發(fā)送給被測裝置； 測試報文發(fā)送延時處理能力的具體方法是
21) 按照用戶設(shè)置生成報文控制序列，以此序列作為對報文進行處理的依據(jù)；
22) 在每個報文輸出定時中斷中，根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確 的數(shù)據(jù)報文；
23) 從步驟21)所生成報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值， 對控制值進行判斷，如果控制值為l，則進入步驟24步，否則進入步驟25);
24) 將報文放入緩存；
25) 檢査存放報文的緩存中是否己經(jīng)存放有報文，如果沒有報文存放，則直接進 入步驟28)，否則進入步驟26);
26) 將當前生成的報文放入緩存中；
27) 從緩存中取出最早存入的報文，并存放在當前報文存儲空間中；
28) 將當前報文發(fā)送給被測裝置;
29) 檢查緩存中是否還存在報文，若無，則結(jié)束本次定時中斷處理；若有，則 進入步驟27)繼續(xù)處理。測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力的方法為預(yù)先生成好報文控制序 列，然后每個報文定時中斷中，生成正確的數(shù)據(jù)報文，然后參考報文控制序列對數(shù) 據(jù)報文進行修改輸出。
測試報文發(fā)送延時處理能力的方法為預(yù)先生成好報文控制序列，然后每個報 文定時中斷中，生成正確的數(shù)據(jù)報文。檢測報文控制序列中對應(yīng)位置數(shù)據(jù)是否為O, 若為O,則檢查緩存中是否存在報文，若有則將當前報文存入緩存，按照先進先出的 原則將緩存中的報文逐一取出發(fā)送給被測裝置，若不存在報文則直接發(fā)送給被測裝 置。若報文控制序列中對應(yīng)位置的值為1 ，則將報文存入緩存，結(jié)束此次中斷處理。
所用的測試儀為iPACS-MATE繼電保護測試儀。
有益效果該方法已經(jīng)在本公司生產(chǎn)的iPACS-MATE數(shù)模通用繼電保護測試 儀中實現(xiàn)，并用于對公司生產(chǎn)的數(shù)字化繼電保護裝置的測試，結(jié)果顯示該方法能有 效的對標準化數(shù)字化繼電保護裝置進行測試的異常處理能力進行測試。相比一般情 況下通過修改保護裝置所運行的程序來測試保護裝置的異常處理能力而言，該方法 簡單方便。


圖l報文控制序列示意圖。
圖2目標地址或數(shù)據(jù)異常模塊控制流圖。
圖3發(fā)送延時模塊控制流圖。
具體實施例方式
在簡單架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通訊中，由于不存在路由選路，因而其異常主要只有2種情 況 一是由于誤碼而造成的幀錯誤，二是網(wǎng)絡(luò)負載很重的情況下，幀發(fā)送延時。在 第一種情況下，又因為誤碼發(fā)生位置的隨機性可能造成兩種影響。 一種是誤碼發(fā)生 在以網(wǎng)幀中目標地址部分，這種情況下， 一般會導(dǎo)致接收端無法接收到以太網(wǎng)；另 一種情況是誤碼發(fā)生在以太網(wǎng)幀的其它部分，這種情況下，接收端可以收報文，但 是報文中有錯誤。
針對以上各種，該測試方法的基本方法是先實現(xiàn)三個功能模塊，分別處理以上 異常組合目標地址異常模塊、數(shù)據(jù)異常模塊以及延時發(fā)送模塊。
目標地址異常模塊與數(shù)據(jù)異常模塊的實現(xiàn)方法基本一樣，只是在生成異樣報文 時所修改的數(shù)據(jù)不一樣。具體方法是-
1)根據(jù)用戶設(shè)置生成正確報文與錯誤報文的輸出序列，如附圖l所示；
62) 在繼電保護測試儀定時中斷觸發(fā)時，依據(jù)IEC61850規(guī)約或其它標準生成正 確的數(shù)據(jù)報文；
3) 根據(jù)報文輸出序列對正確的數(shù)據(jù)報文中相應(yīng)數(shù)據(jù)進行修改(修改目標地址或 修改報文數(shù)據(jù)部分)；
4) 將數(shù)據(jù)報文輸出；
5) 重復(fù)2) , 3) ， 4)。
目標地址異常模塊可以測試保護裝置中采樣模塊的丟幀插值以及連續(xù)丟幀閉鎖 保護等功能。保護裝置與ICU(智能控制單元)之間的通訊，因為很多裝置共用一個 G00SE網(wǎng)，這樣就可以測試本來設(shè)置為A目標的地址，卻因為誤碼變成了B目標的 情況。在該情況下，因為檢驗碼錯誤，B目標應(yīng)該能正
確的不受錯誤報文的影響。數(shù)據(jù)異常模塊可以采樣模塊檢驗碼計算、丟幀插值等功 能。對于控制部分，可以測試通訊的重發(fā)機制等。 延時發(fā)送模塊的具體方法是-
1) 根據(jù)用戶設(shè)置是否需要延時輸出的序列，如附圖l所示；
2) 在繼電保護測試儀定時中斷觸發(fā)時，依據(jù)IEC61850規(guī)約或其它標準生成正 確的數(shù)據(jù)報文；
3) 檢測輸出序列中該包是否需要延時，若需要延時則將報文放入緩存中。 若不需要延時，則將緩存中的報文按先進先出的原則逐一輸出。
4) 重復(fù)2) ， 3)。
延時發(fā)送異常因為保護裝置采樣部分一般采用光纖直接連接的，光纖通道的上 的數(shù)據(jù)量穩(wěn)定而一般不可能發(fā)生。針對控制模塊，可以測試網(wǎng)絡(luò)風暴時對于遲到的 報文能否正確處理。
在數(shù)字化繼電保護測試儀中，首先根據(jù)用戶設(shè)置生成報文控制序列，以此序列 作為對輸出報文進行處理的依據(jù)。然后依據(jù)IEC61850或其它標準生成正確的數(shù)據(jù)報 文，參考報文控制序列，如果報文序列中對應(yīng)的值為O,則正常輸出該報文，若報文 序列中對應(yīng)的值為1，則按照所測試的具體異常處理能力對報文進行處理。在測試 目標地址異常時，則對目標地址進行修改，然后將修改后的目標地址錯誤的報文發(fā) 送出去。如果是測試數(shù)據(jù)異常時，則對報文中的數(shù)據(jù)部分進行修改，然后將修改了 數(shù)據(jù)部分的錯誤報文發(fā)送出去。如果是測試延時發(fā)送異常時，則先將報文放入緩存 中，直到檢測當前報文在報文控制序列中對應(yīng)的值為O時，將緩存中的報文按先進 先出的原則逐一發(fā)送出去，最后再將當前報文發(fā)送出去。 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
7圖1是本發(fā)明的控制序列示意圖。該序列由程序根據(jù)用戶設(shè)定的規(guī)則自動生成。 在整個測試過程中，用來決定該輸出什么樣的報文。示意圖中區(qū)段①表示連續(xù)4次 輸出的都是正常的報文。區(qū)段②表示輸出一次錯誤的報文。區(qū)段③表示連續(xù)輸出的 3次報文都是錯誤的。區(qū)段④表示連續(xù)輸出的4次報文都是沒有延時的。區(qū)段⑤表 示第一個報文延時1個報文間隔輸出，后一個報文延時一個報文的發(fā)送時間輸出。 區(qū)段⑥表示第一報文延時3個報文間隔輸出，第二個報文延時2個報文間隔輸出， 依此類推。
圖2是本發(fā)明目標地址或數(shù)據(jù)異常模塊控制流圖。該模塊主要用來模擬報文中 目標地址或數(shù)據(jù)部分存在異常的情況。工作過程說明如下
1 .根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確的數(shù)據(jù)報文。
2 .從圖1所示的報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值。
3. 對控制值進行判斷，如果控制值為0，則直接進入第5步；如果所對應(yīng)的控 制值為l，則進入第4步。
4. 根據(jù)所測試的功能對正確的報文進行修改。如果測試目標地址錯，則對目 標地址部分進行隨機修改，若測試數(shù)據(jù)報文錯，則對數(shù)據(jù)報文部分進行隨機修改。 修改的原則是，無論怎么修改， 一定要保證錯誤報文的校驗和與正確報文的校驗和 不一致。
5. 將數(shù)據(jù)報文發(fā)送給被測裝置。
圖3是本發(fā)明發(fā)送延時模塊控制流圖。該模塊主要用來測試數(shù)據(jù)發(fā)送延時時， 被測裝置的處理能力。工作過程說明如下
1 .根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確的數(shù)據(jù)報文。
2 .從圖1所示的報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值。
3. 對控制值進行判斷，如果控制值為l，則進入第4步，否則進入5步。
4. 將報文放入緩存。
5. 檢査存放報文的緩存中是否己經(jīng)存放有報文，如果沒有報文存放，則直接 進入第8步。否則進入第6步。
6. 將當前生成的報文放入緩存中。
7. 從緩存中取出最早存入的報文，并存放在當前報文存儲空間中。
8. 將當前報文發(fā)送給被測裝置。
9. 檢査緩存中是否還存在報文，若無則結(jié)束本次定時中斷處理。若有，則進 入第7步繼續(xù)處理。
權(quán)利要求
1.一種適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法，其特征在于按照用戶的設(shè)置，模擬數(shù)字化繼電保護裝置數(shù)據(jù)交互過程中可能出現(xiàn)的異常情況，測試數(shù)字化繼電保護裝置的異常處理能力；具體包括測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力和測試報文發(fā)送延時處理能力，測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力的具體方法是1)按照用戶設(shè)置生成報文控制序列，以此序列作為對報文進行處理的依據(jù)；2)根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確的數(shù)據(jù)報文；3)從步驟1)所生成報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值；4)對控制值進行判斷，如果控制值為0，則直接進入步驟6)；如果所對應(yīng)的控制值為1，則進入步驟5)；5)根據(jù)所測試的功能對正確的報文進行修改；如果是測試目標地址錯誤處理能力，則對目標地址部分進行隨機修改。若是測試數(shù)據(jù)報文錯誤處理能力，則對數(shù)據(jù)報文部分進行隨機修改；修改的原則是，無論怎么修改，一定要保證錯誤報文的校驗和與正確報文的校驗和不一致；6)將數(shù)據(jù)報文發(fā)送給被測裝置；測試報文發(fā)送延時處理能力的具體方法是21)按照用戶設(shè)置生成報文控制序列，以此序列作為對報文進行處理的依據(jù)；22)在每個報文輸出定時中斷中，根據(jù)IEC61850規(guī)約或其它相關(guān)標準生成正確的數(shù)據(jù)報文；23)從步驟21)所生成報文控制序列中找到當前要輸出的報文所對應(yīng)的控制值，對控制值進行判斷，如果控制值為1，則進入步驟24步，否則進入步驟25)；24)將報文放入緩存；25)檢查存放報文的緩存中是否已經(jīng)存放有報文，如果沒有報文存放，則直接進入步驟28)，否則進入步驟26)；26)將當前生成的報文放入緩存中；27)從緩存中取出最早存入的報文，并存放在當前報文存儲空間中；28)將當前報文發(fā)送給被測裝置；29)檢查緩存中是否還存在報文，若無，則結(jié)束本次定時中斷處理；若有，則進入步驟27)繼續(xù)處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法，其特征在于測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力的方法為預(yù)先生成好報文 控制序列，然后每個報文定時中斷中，生成正確的數(shù)據(jù)報文，然后參考報文控制序 列對數(shù)據(jù)報文進行修改輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法， 其特征在于測試報文發(fā)送延時處理能力的方法為預(yù)先生成好報文控制序列，然后 每個報文定時中斷中，生成正確的數(shù)據(jù)報文。檢測報文控制序列中對應(yīng)位置數(shù)據(jù)是 否為O,若為O,則檢查緩存中是否存在報文，若有則將當前報文存入緩存，按照先進 先出的原則將緩存中的報文逐一取出發(fā)送給被測裝置，若不存在報文則直接發(fā)送給 被測裝置。若報文控制序列中對應(yīng)位置的值為l，則將報文存入緩存，結(jié)束此次中 斷處理。
全文摘要
適用于標準化數(shù)字化繼電保護裝置的負面測試方法按照用戶的設(shè)置，模擬數(shù)字化繼電保護裝置數(shù)據(jù)交互過程中可能出現(xiàn)的異常情況，測試數(shù)字化繼電保護裝置的異常處理能力；具體包括測試報文目標地址錯誤或數(shù)據(jù)錯誤處理能力和測試報文發(fā)送延時處理能力，然而在初始測試階段，光纖一般都處于良好的運行情況下，想要通過這種方式測試在光纖通訊異常下數(shù)字化保護裝置是否能正確處理是非常困難的。因而有必要人為的模擬光纖通訊異常，來測試數(shù)字化保護裝置對于通訊異常的處理通過對數(shù)字化繼電保護測試儀輸出報文的定制，人為的模擬可能出現(xiàn)的通訊異常，從而解決數(shù)字化繼電保護裝置通訊異常處理能力測試困難的問題。
文檔編號H04L12/56GK101582844SQ20091003262
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者吳興華, 曾兵元, 金華鋒, 陳曉宇 申請人:江蘇金智科技股份有限公司