数字化变电站测试技术

数字化变电站测试技术

IEC61850标准简介数字化变电站测试技术IED单装置测试系统级测试目录IEC61850标准简介

IEC61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(CommunicationNetworksandSystemsinSubstations)，它规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系统要求

IEC61850系列标准是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)从1995年开始制订的,目前，IEC61850共14个部份已经全部通过为国际标准。我国的标准化委员会对61850系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作IEC61850标准简介

IEC61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且引用了多个领域内的其它国际标准。它是一个标准体系，而不仅仅是一个通信协议标准。它是数字化变电站实现的基础，采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，来实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标通信协议的统一解释非常关键。标准文本仅仅定义了90%，而10%是选择项，各厂家的实施程度也不相同。所以，标准的测试非常必要。IEC61850就设计了兼容认证步骤，即IEC61850-10部分：一致性测试数字化变电站中的变电站层监控系统、间隔层测控保护装置、过程层设备以及通信设备等，首先要经过单装置的测试，才能保证其有效性和可靠性。测试内容如下：功能、性能测试环境测试IEC61850一致性测试数字化变电站测试技术--单装置测试功能、性能测试

单装置的功能测试根据装置的类型，有相应的标准遵循，四遥功能的测试，绝缘性能试验等。环境测试

高低温测试；

湿热测试；

机械性能测试；

电磁干扰EMC测试。单装置测试一致性测试

一致性测试是对通信以及因通信组成系统的IED的型式试验，验证协议实现与相应的协议标准的一致性，为各厂家的装置实现互操作做好测试基础。在多个厂家进行设备互联时，通过一致性测试会提高人们对设备（协议实现）符合相应协议标准的置信程度，提高相同标准不同实现之间互联的成功概率。单装置测试一致性测试

测试依据：IEC61850-10《一致性测试》测试内容：文件版本检查；（MICS，PICS，PIXIT）

配置文件检查；

（icd文件有效性、IED数据模型一致性） ACSI服务测试。测试工具：KEMA61850测试软件工具包单装置测试一致性测试（MICS）

单装置测试客户/用户方服务器/发布方值/注释如支持服务器侧(B1)M1Logicaldevice(逻辑设备)c2c2M2Logicalnode(逻辑节点)c3C3M3Data(数据)c4C4M4Dataset(数据集)c5C5M5Substitution(取代)OOM6Settinggroupcontrol(定值组控制)OO表A.2ACSI模型的一致性陈述一致性测试（PICS）

单装置测试服务AA:TP/MC客户(C)服务器(S)注释Server(服务器

第6章)S1ServerDirectory(服务器目录)TPMApplicationassociation(应用关联

第7章)S2Associate(关联)MMS3Abort(异常中止)MMS4Release(释放)MM表A.3ACSI服务的一致性陈述一致性测试用例

单装置测试一致性测试架构

单装置测试

单装置测试

单装置测试测试示例：CtlN1（否定测试）单装置测试测试用例测试用例描述CtlN1没有选择SBO控制对象就进行操作，检验是否有否定响应及AddCause单装置测试根据IEC61850标准的完善，以及数字化变电站的发展，提出系统测试的概念。全站配置测试 配置文件icd文件及scd文件的语法语义正确性，是全站功能实现的基础。变电站功能测试（结合一致性测试）网络性能测试数字化变电站测试技术--系统级测试配置文件测试：系统级测试配置文件测试：（ReferenceCheck）系统级测试配置文件测试（DataModel）系统级测试配置文件测试：ValuemismatchLD0/LLN0$BR$brcbWarning01$RptID SCL:LD0/LLN0.brcbWarning IED:LD0/LLN0$BR$brcbWarningDataTypelengthmismatchLD0/LLN0$ST$Mod$stVal SCL:8IED:32*Enumvaluezerodoesnotexistfor LD0/LLN0$ST$Mod$stVal系统级测试变电站功能测试

数字化变电站的功能测试和常规站类似，主要有全站互联互通功能，四遥功能，站级装置级闭锁功能等。要从工程实际需求出发，与IEC61850-10的测试用例相结合，针对功能测试所体现出的ACSI通信服务问题，再设计测试项目来分析和解决问题。系统级测试变电站功能测试

系统级测试监控系统功能测试

与IED正确互联，实现四遥功能，正确遥控。间隔层IED功能测试

遥测、遥信、遥控功能，网络中断检测功能，双网切换功能，对时功能，定值召唤、编辑、设置功能（保护装置），保护事件、录波文件上送功能，联闭锁功能（测控装置GOOSE传输）记录和分析测试的通信过程

使用IEC61850通信协议分析工具对测试的通信过程进行记录，针对功能测试过程中所体现的ACSI通信服务问题，结合IEC61850-10的测试案例做进一步的测试和分析。系统级测试网络性能测试

吞吐量测试、时延测试、帧丢失测试、背靠背测试、地址缓存能力测试、地址学习速率测试、GOOSE传输能力、VLAN测试、帧抑制测试、优先级测试、级联测试、网络风暴对电力装置的影响测试系统级测试GOOSE传输能力测试

要求交换机能正确转发数据，通过搭建客户端/服务器环境，发送/解析GOOSE报文来测试。系统级测试VLAN测试

7个数据流测试VLAN，7个数据流由测试仪Port1发出，测试仪Port2、Port3、Port4端口作为接收端口。测试仪端口Port1－4分别连接交换机端口Port1－4。7个测试流分别如下：stream1:goose报文VID缺省设置；stream2:goose报文VID为100；stream3:goose报文VID为200；stream4:IPv4报文，VID缺省设置；stream5:IPv4报文，VID为100；stream6:IPv4报文，VID为200；stream7:广播报文，VID缺省设置。

系统级测试帧抑制测试

设置交换机广播/组播帧抑制百分比，一个端口发送一定负载的广播帧，另一个端口接收，测试丢帧率。

系统级测试优先级测试

测试方法：两个端口发送百兆流量（端口1、2），一个端口收（端口3过载）。

系统级测试级联测试

数字化变电站中网络是分层级联的，测试级联交换机的吞吐量，时延性能。

系统级测试网络风暴对电力装置的影响测试

测试方法：在被测终端设备通信网络上加