徐 煌，李海欣

（国网福州供电公司，福建福州 350009）

通信技术、电子技术在新时代背景下日渐完善，而模糊逻辑、遗传算法、神经网络等人工智能技术现已逐渐被应用到变电站继电保护装置中，促进了继电保护测试工作的数字化发展，并有助于智能变电站的建设。但现阶段智能变电站继电保护装置自动测试相关技术仍存有一定缺陷，测试仪自动测试性能不佳，仍需人工辅助，且需手动记录测试结果，在一定程度上增加了人工工作量。在此情况下，需要借助数字化技术构建行之有效的继电保护装置自动测试系统。

1 继电保护装置自动测试系统整体架构思路

1.1 硬件设计

智能变电站继电保护装置自动测试系统的硬件结构是确保其性能良好发挥的主要支撑，包括测试仪、交换机、测试端、数字保护装置，以交换机为纽带衔接测试仪、测试端与数字保护装置，搭建一个完整的通信链路，同时用光纤连接数字保护装置与测试仪[1]。在此硬件结构中，所有自动测试活动均基于测试端完成，自动测试系统硬件结构具体如图1所示。

图1 自动测试系统硬件结构

1.2 软件框架

自动测试系统软件框架见图2，其主要由两个软件结构构成，即自动测试结构和二次开发结构。自动测试结构的关键在于自动测试模块，其与标准报告、MMS（多媒体信息服务协议）通信模块、测试仪接口相连接。当自动测试系统运行时，标准报告模块与自动测试模块将会自动运行，并调动测试仪及其接口，对继电保护装置故障问题进行通信，在此基础上运用MMS 通信模块传输信息数据，继而良好完成数据读取。二次开发部分的核心在于编辑模块，其与测试功能标准库、测试通信命令标准库、测试模块相连接，可根据智能变电站继电保护装置测试需求编制测试模板，最终以编辑报告的形式呈现出来。

图2 自动测试系统软件框架

2 继电保护装置自动测试结构的设计要点

2.1 测试仪控制接口

以测试仪保护功能模块参数为基础抽象分析测试结果参数，由此获得测试仪自动测试功能接口及其规范情况。借助XML（可扩展标记语言）文件技术描述对象结构化信息，将所得接口规范存储至XML 文件内，以此可构成基本的数据接口库，而该接口库能够对结果参数、通用参数、故障参数等继电保护执行测试参数进行描述，并为各参数定义属性，为后续测试记录工作的落实奠定基础。抽象分析测试仪功能模块测试流程，并借助软件接口函数进行功能测试，具体如下：①设置函数能够确定测试仪端口号及IP 地址，并基于两者展开接口程序测试连接工作。②测试函数能够将故障参数、测试功能ID 上传至系统模块，进一步展开测试仪驱动测试工作。③停止测试函数能够使故障输出终止。④获取报告函数功能在于确保报告数据的获取。⑤异常信息函数主要用于采集继电保护装置自动测试期间所发现的异常信息文本。依托于上述函数即可基本保障测试仪功能。

为进一步完善测试仪接口程序，可将信息接收窗口进行绑定，当测试仪执行命令时，自动测试模块可接收到来自Windows 的测试状态变化信息，并将该信息传输至接收窗口内。接收窗口所能接收到的信息主要有测试开始信息、联机状态信息、异常数据信息等，此外，为便于调试自动测试功能，可选择COM组件（组件对象模型）为接口组件，在测试仪接口程序内将COM 组件接口开放，以此便于测试功能的调整[2]。

2.2 MMS通信模块

通信模块的设定关乎整个自动测试系统的数据信息传输，在系统功能结构设计的过程中，可应用异步调用方式确定MMS 通信模块与自动测试程序之间的测试关系。若在自动测试系统通信期间遭遇异常情况，系统内测试模块可自动判断异常状况影响程度，并对通信流程进行调整优化，如多次执行通信命令、中断测试过程、开启警报通告等。为保障自动测试系统通信功能有效性，在系统内设置通信命令文件，其中完整存储了MMS 通信模块所支持的命令。在设计MMS 通信模块时，应综合考虑自动测试系统通信流程，使MMS 通信模块功能能够完整。

对MMS 通信模块功能进行总结，具体如下：①可加载设备点表，并可连接设备点表与继电保护装置。②能够按照装置规约执行通信命令操作。③可采用直观性表格及树状目录的方式呈现出继电保护装置的点表数据。④可采用点表数据编辑的效果修改装置数据。⑤能够支撑自动测试系统监视界面的通信，以此良好把控装置报文数据的传输与接收。⑥要求MMS 通信模块可调整系统通信参数。⑦对接口命令及数据访问接口进行通信连接，确保测试信息、装置参数等内容能够良好传输，为告警信息传递、测试数据采集、保护动作执行等功能的实现奠定基础。

2.3 方案编辑技术

现阶段自动测试系统存在一个显著缺陷，即测试结果需人工统计整理，导致继电保护装置测试过程仍存在人工干预。为解决该问题，需增设标准文件格式，使系统能够根据该文件格式自动生成测试报告，用于记录测试过程、方法及结果。而这一功能的实现需运用方案编辑技术，对继电保护装置测试规程进行编辑。结合上述所提出的自动测试系统结构来看，测试方案相关内容主要涉及报告模块、测试模块，在此基础上增设测试子模块，并从测试项目定义、数据接口两方面确定测试子模块功能。在系统实际运行期间，系统可根据测试方案详细存储测试明细，依靠系统内智能模块自动生成测试方案，以此直观清晰地呈现测试过程状况。

测试方案的设置需借助方案编辑技术，在本次设计中，主要应用数据模型替换技术处理该问题，使测试方案编辑功能可良好实现。基于数据模型替换技术实现方案编辑功能的流程如下：①以现有模块方案及机电保护数据参数为依据进行数据匹配，并可在智能匹配算法的映射下确定数据之间的对应关系。②对算法所形成的数据映射关系进行修正优化。③以数据映射关系为依据，将数据名称ID 集中至新建数据集内。④对自动测试系统内故障计算公式进行检测，基于数据映射关系替换源数据ID，以此产生新数据ID，基于新数据ID 更便于生成测试方案。

2.4 自动测试模块

自动测试模块功能的实现需建立在测试项目顺序基础上，确保系统能够按照既定顺序测试继电保护装置，辅以规约引擎及通信模块，使自动测试系统可良好获取测试数据，进一步分析继电保护装置测试是否合格，并将测试结果输入测试方案，并进一步形成标准化测试报告。完成上述测试步骤后，自动测试系统将对用户发送提醒信息，使用户可尽快执行操作[3]。在自动测试模块作用下，还可将测试结果呈现为图形曲线。为提高数据安全性，可在自动测试模块内增设加密技术，防止出现数据篡改丢失现象。自动测试模块设置效果可直接影响整个测试系统的运行，故必须重视自动测试模块。

对自动测试模块功能进行总结：①能够对测试现场过程进行控制，并根据继电保护装置测试过程进行程序跳转。虽自动测试系统可在无干预状态下开展测试工作，但若具有特殊测试需求，测试人员可通过操作自动测试模块选择或取消某一测试项目。②用户可将自身检测需求设置到该模块中，上传特定数据标准或依据，此时自动测试模块将以用户数为依据确定故障计算算法，并完成继电保护故障的计算工作。③明确装置状态及危险点，并发出警报提醒，此外，自动测试模块能够调用测试仪接口，进一步驱动测试端测试继电保护装置电气量数据，同时该模块可对参数计算脚本进行控制，以此确保自动测试系统可良好实现参数数据计算功能。④自动测试模板与MMS 通信模块逐渐存在关联，可通过调用通信模块执行各通信指令，并将测试所得参数结果进行整理，以测试报告的形成呈现，同时可将检测过程信息整理为方案报告，并可输出相应的图形曲线。⑤可对报告数据内容进行检验，并在加密算法帮助下提高数据真实性。⑥具有自动恢复功能，若遭遇突然断电等情况，也不会发生数据丢失问题。⑦可采用不同颜色信号灯代表继电保护装置测试状态，即若继电保护装置尚未进行测试，则系统显示黑色信号灯，若已完成测试工作，则显示为绿色信号灯，若经测试后发现继电保护功能不合格，则显示为红色信号灯。⑧在智能变电站继电保护装置自动测试过程中，可能存在不同测试需求，即仅测试某一项目、仅测试不合格项目等，为良好应对该情况，在自动测试模块内设置不同程序，即“从该项目继续测试”“测试已选定的单个或多个项目”“测试不合格项目”，测试人员可根据具体需求选择不同程序。

3 继电保护装置自动测试系统在智能变电站中的实现讨论

本次所提出的自动测试系统框架以软件开发技术为基础，对以往继电保护测试系统实践经验进行总结，基于开放性平台搭建了自动测试系统，经实践验证，该系统的自动化功能体系完备，可取代原有人工现场测试工作模式，降低了继电保护测试人为干预度，且大幅提升测试效率与精准度，效果显著。此外，在本次系统设计中，增设了“测试模板”，其与MMS 通信、测试仪接口形成了完整的技术组合，可使自动测试功能良好实现。还可将继电保护装置专业测试人员技术经验以数据信息的方式上传至“测试模板”内，用于提高测试效果。该自动测试系统用于现场检验作业时，仅需系统操作人员开启自动测试任务，该系统在按照保护逻辑分析故障信息，通过调节测试仪电流电压信号即可完成保护装置的逻辑功能效果，并将产生所得保护信息以报文的形式传输至测试模块，进一步判断测试结果，同时由系统自动整理测试过程，生成测试报告[4]。结合实践应用情况来看，本次所设计的自动测试系统具有显著优势：①具有较高实用性，在智能变电站实际工作中能够表现出优异效果；②该系统兼容性较好，能够与标准接口相连接，适用于不同型号的测试仪，保障了自动测试系统与测试仪的接口对接效果；③该系统可将测试过程及结果以报告的形式呈现，解决了现阶段需人工整理统计的困境。

4 结论

本次研究从整体架构思路、结构设计要点、系统实现讨论3个方面分析了智能变电站继电保护装置自动测试系统，经最终性能验证后，发现其具有优异效果，可实现零干预，大幅减少了继电保护测试工作量。此外，在该自动测试系统增设了“测试模块”，可将现有测试人员专业能力及经验以信息数据的方式存储至“测试模块”内，进一步保障了系统实效，避免了人为干预带来的测试误差，具有较强应用价值。