智能变电站站控层对上纵向贯通调控主站系统，向下连接变电站间隔层设备，站控层负责全站设备的监视控制，并与各级调控中心进行远动信息实时交互，对电网的安全稳定运行至关重要。目前在智能变电站测试环节，对于站控层设备/系统测试仍借助一些功能单一的调试工具来进行，缺乏功能完善的智能变电站站控层测试系统来实现全面定量测试，对监控主机及远动功能测试无完好的解决方案，不能适应智能变电站建设的快速发展。
变电站调控数据交互规范对变电站支撑调控运行提出了更高的要求，目前在智能变电站测试环节过程中，站控层测试属于薄弱环节。其中对于监控主机的测试依赖于间隔层设备，测试过程中自动化程度低，这就需要开展监控主机测试技术研究。随着调控一体化运行变电站成为无人值守，变电站对调控主站的远动功能越来越重要，这就需要在智能变电站测试时开展远动功能专项测试，从而更好地支撑调控一体化运行。本文提出了智能变电站站控层测试系统架构，对测试系统架构各功能模块及信息交互过程进行了分析。然后对提出的测试系统架构应用到的测试技术进行了深入研究，分别围绕站控层数据交互测试技术、监控主机测试技术及远动功能测试技术进行研究，创新性地提出了测试策略可配置、通信报文可订制、交互行为可控的站控层数据交互测试方法，监控主机信息闭环测试方法，基于取代服务的电力远动装置测试方法。为了验证提出的测试技术方案可行性，通过软件技术实现了具有上述技术特征的测试系统，含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统。最后经工程应用实践，智能变电站站控层测试技术提高了测试效率，并保证了测试结果的可靠性。
测试技术研究
图2所示为智能变电站站控层测试技术路线示意图，整个测试系统涉及的通信规约有IEC61850、IEC104、DL476及国网103，通信规约是整个测试技术的理论基础。测试方法研究包括站控层数据交互测试方法、监控主机测试方法、远动功能测试方法。研制的测试系统包括保护测控信息仿真系统、调控主站仿真系统。工程应用可开展监控主机与远动功能测试，监控主机测试项目包括四遥基本功能、站控层五防功能、顺控功能、智能告警、雪崩测试、网络通断等测试，远动功能测试项目包括常规四遥功能、“告警直传、远程浏览”功能、保信功能等测试。
站控层数据交互测试技术
通过解析配置文件，依据配置文件构建仿真运行环境，建立整个测试系统基础数据应用平台，并基于此环境进行测试策略配置。依据配置的测试策略，构建测试系统与站控层系统信息交互行为，用以对站控层数据交互测试。根据工程需求，本文提出了下列测试策略，前面为测试策略名，后面为释义及可测试的项目：
a)?单点：可进行遥测、遥信单点设置，用于监控主机及数据通信网关机的人工对点测试；
b)?多点：可进行遥测、遥信跨间隔多点设置，用于监控主机及数据通信网关机的多点并发测试；
c)?批处理：可进行遥测、遥信批量信息输出设置，并可对信息输出时序进行设置，用于雪崩测试、综合智能告警测试；
d)?网络通断：可进行站控层网络通断设置，用于监控主机及数据通信网关机的网络通断测试；
e)?双网切换：可进行站控层双网切换设置，用于站控层系统双网切换测试；
f)?遥控：可进行遥控全过程行为设置，包括遥控允许选择与否、允许执行成功与否及状态量返回与否，并可对选择、执行、返回行为进行延时设置，用于IEC61850客户端遥控行为全过程测试；
g)?心跳报文：可进行心跳报告响应设置，IEC61850MMS通信一般以GetServerDirectory(服务器目录)或GetDataValues(读数据值)服务作为应用层数据交互心跳判断依据，用于IEC61850客户端通信中断专项测试。
监控主机测试技术
②?保护测控信息仿真系统根据测试策略进行站控层数据交互；
③?保护测控仿真系统与监控主机进行数据交互；
④?网络分析仪进行报文分析并形成数据简报；
⑤?测试工作站以文件服务从网络分析仪获取数据简报；
⑥?监控主机导出交互数据；
⑦?测试工作站对将测试策略、分析简报和监控主机导出文件进行比对，根据比对结果自动生成测试报告。
远动功能测试技术
智能变电站远动功能测试采用基于取代服务的测试方法，如图4为基于取代服务的远动功能测试系统架构示意图，测试系统包括调控主站仿真系统、保护测控信息仿真系统、数据通信网关机。调控主站仿真系统除具备常规的远动前置功能，还具备IEC61850MMS客户端取代服务功能，保护测控信息仿真系统具有IEC61850MMS服务端通信功能。调控主站仿真系统通过取代服务对保护测控信息仿真系统的遥测及遥信数据进行设值，保护测控信息仿真系统接受MMS客户端设值，并支持周期性、数据变化、总召等数据上送方式，对被取代的数据以IEC61850MMS上送至数据通信网关机，再通过IEC104转发到调控主站仿真系统。通过对IEC61850取代服务设置的原始值与待测数据通信网关机上送的值进行比较，来验证待测装置接收并转发数据的正确性。
测试流程如下：
①?调控主站仿真系统通过IEC61850取代服务置数；
②?保护测控信息仿真系统数据变化及品质变化触发报告上送；
③?数据通信网关机通过IEC61850接受变化数据，并通过IEC104转发至调控主站仿真系统；
④?调控主站仿真系统对置数源与接收的数据进行比对，并形成测试报告。
测试系统设计与实现
保护测控信息仿真系统
保护测控信息仿真系统通过模拟IEC61850保护测控装置站控层数据交互行为，用于测试监控主机及远动功能。
a)?模型解析模块。导入SCL文件，校核文件的合法性，解析配置文件，依据IEC61850-6及Q/GDW1396构造仿真环境所需的数据模型，为仿真系统提供基础数据。
b)?仿真系统运行管理模块。配置测试策略，根据模型解析模块生成的基础数据，对仿真的智能电子设备(IED)进行测试策略配置。可配置的测试策略有：单点、多点(跨间隔、跨装置)、批处理、网络通断、双网切换、遥控行为(选择、执行、返回)、心跳报文返回等。
c)?仿真系统运行模块。根据模型解析模块生成的基础数据创建IED运行进程，依据仿真系统运行管理模块配置的测试策略，使仿真系统报文输出可订制，交互行为可控。
d)?抽象通信服务接口(ACSI)模块。依据IEC61850-7-2创建抽象通信服务接口，使仿真系统满足IEC61850规定的各类服务。
e)MMS网络通信服务模块。依据IEC61850-8-1特定通信服务映射(SCSM)，将ACSI映射至MMS，使仿真系统满足MMS通信应用。
调控主站仿真系统
调控主站仿真系统，支持目前主流电力远动规约(IEC60870-5-104、DL476、TASE.2等)，具备调控主站模拟、报文解释及分析功能，用于调度端与变电站端的远动功能测试。
a)?前置通信模块集成的通信规约包括IEC104、DL476、国网103等，是调控主站仿真系统的实时数据输入、输出中心，是调控主站仿真系统的基础模块。
b)?基本远动功能模块，是以前置通信模块为基础，实现“四遥”功能、“告警直传、远程浏览”功能、保信功能等远动功能。
c)?高级应用功能模块是在前置通信模块与基本远动功能模块的基础上，集成相应的测试策略，实现基于取代服务的远动功能测试、保信信息智能预处理功能及远动异常信息诊断服务。
工程应用
按照上述设计的测试系统架构及提出的测试方法，通过软件技术研制了智能变电站站控层测试系统(含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统)。通过该测试系统可开展监控主机测试、数据通信网关机测试、告警图形网关机测试及保信功能测试。其中监控主机测试项目包括遥信、遥测、遥控、同期功能、检修机制处理、网络通断、双网切换、雪崩、站控层五防、顺控功能、信息综合与智能告警等。数据通信网关机测试项目包括通信状态、远动信息传输、远方操作、装置初始化及数据重传等。告警图形网关机测试项目包括告警直传、远程浏览。保信功能测试项目包括初始化配置、自动上送信息、获取历史信息及获取运行信息等。
智能变电站站控层测试系统已先行在国网实验室-变电站智能设备检测技术实验室应用验证了技术的可行性，后陆续应用于实际工程中，包括江苏500kV西津渡智能变电站、江苏500kV扬州北智能变电站，都达到了良好的应用效果。
结论
针对传统测试技术在智能变电站站控层工程调试与测试过程中存在的局限性，本文设计了智能变电站站控层测试系统架构，提出了站控层数据交互测试方法、监控主机信息闭环测试方法、基于取代服务的远动功能测试方法，并实现具有上述技术特点的智能变电站站控层测试系统。
作者简介
张小易(1978-)，男，硕士，高级工程师，从事调度自动化及智能变电站技术研究工作；
彭志强(1986-)，男，通信作者，硕士，工程师，从事调度自动化及智能变电站技术研究工作。E-mail:?peng_zhiqiang@163.com
原标题:【智能变电站】智能变电站站控层测试技术研究与应用
