基于故障判別邏輯圖的測(cè)試用例設(shè)計(jì)

熊 靜 沈諒平 曹衛(wèi)國(guó) 馬敏杰

（1. 湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，武漢 430062；2. 南京五采智電電力科技有限公司，南京 211100）

基于故障判別邏輯圖的測(cè)試用例設(shè)計(jì)

熊 靜1沈諒平1曹衛(wèi)國(guó)2馬敏杰2

（1. 湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，武漢 430062；2. 南京五采智電電力科技有限公司，南京 211100）

本文通過(guò)分析故障判別邏輯圖，研究了各電壓等級(jí)智能站的測(cè)試用例最小數(shù)量，提出了一種自動(dòng)生成測(cè)試用例的方法，結(jié)合具體工程應(yīng)用實(shí)例，測(cè)試了用例的可行性。測(cè)試用例的生成提高了測(cè)試系統(tǒng)的工作效率，方便了工作人員的操作。

智能變電站；測(cè)試系統(tǒng)；高級(jí)應(yīng)用

近年來(lái)，隨著國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)水平和復(fù)雜程度越來(lái)越高，這些對(duì)于高級(jí)應(yīng)用的適應(yīng)性和靈活性都提出了很高的要求。為響應(yīng)國(guó)網(wǎng)號(hào)召，進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用的發(fā)展，我們研究了變電站監(jiān)控系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用注入告警測(cè)試系統(tǒng)，針對(duì)智能告警等高級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)并基于檢測(cè)結(jié)果開(kāi)展運(yùn)行評(píng)價(jià)，以此來(lái)指導(dǎo)智能變電站工程的一體化監(jiān)控系統(tǒng)選型，進(jìn)而更好地支撐國(guó)調(diào)中心“四統(tǒng)一、四規(guī)范”重點(diǎn)工作，最后達(dá)到提升變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用功能的實(shí)用化水平的目的。

本系統(tǒng)包括可視化測(cè)試邏輯配置軟件、全站智能告警時(shí)序仿真儀、DL/T 476協(xié)議分析儀。其中全站智能告警時(shí)序仿真儀的測(cè)試用例生成模塊是該系統(tǒng)的核心部分。本文通過(guò)分析故障判別邏輯圖，研究了個(gè)電壓等級(jí)智能站的測(cè)試用例最小數(shù)量，提出了一種自動(dòng)生成測(cè)試用例的方法，結(jié)合具體工程應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了測(cè)試用例的可行性，提高了變電站監(jiān)控系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)的工作效率，降低了工作人員的專業(yè)技能要求，具有理論研究意義和實(shí)用價(jià)值。

1 測(cè)試用例名稱構(gòu)建方法

1.1 測(cè)試用例分類

根據(jù)工程應(yīng)用需求，可分為正向測(cè)試用例和反向測(cè)試用例兩種。正向測(cè)試用例即為在特定測(cè)試環(huán)境中使用，可得出預(yù)期結(jié)果的測(cè)試用例，在本系統(tǒng)中，正向測(cè)試用例定義為注入后監(jiān)控系統(tǒng)可分析出預(yù)期一次設(shè)備故障告警簡(jiǎn)報(bào)的測(cè)試用例。反向測(cè)試用例定義為注入后監(jiān)控系統(tǒng)不能分析出預(yù)期一次設(shè)備故障告警簡(jiǎn)報(bào)的測(cè)試用例。

1.2 測(cè)試用例命名規(guī)則

測(cè)試用例的名稱主要由前綴“TestCase-”、電壓等級(jí)、故障名稱、正反向標(biāo)識(shí)和自然數(shù)組成，格式為“前綴-電壓等級(jí)-故障名稱-正反向標(biāo)識(shí)自然數(shù)”。其中，電壓等級(jí)暫時(shí)只覆蓋110kV、220kV、500kV三個(gè)等級(jí)。分別用“500-”、“220-”、“110-”來(lái)具體標(biāo)識(shí)。

故障名稱部分根據(jù)具體故障由關(guān)鍵字首字母組成。例如正母I母線故障可命名為“ZMI-”。

正向測(cè)試用例的標(biāo)識(shí)為 P，反向測(cè)試用例標(biāo)識(shí)為 N。由于每一個(gè)典型故障的測(cè)試用例數(shù)量很多，所以最后用自然數(shù)遞加來(lái)區(qū)分各個(gè)測(cè)試用例。

例：220 kV正母I母線故障其中一個(gè)正向測(cè)試用例命名為TestCase-220-ZMI-P1。

1.3 測(cè)試用例關(guān)鍵構(gòu)建邏輯分析

經(jīng)過(guò)對(duì)邏輯圖的分析，或門“有 1為 1”和與門“有 0為 0”的特性，使得正向測(cè)試用例的設(shè)計(jì)主要以被測(cè)邏輯中的第一級(jí)或門為主，而反向測(cè)試用例的設(shè)計(jì)以第二級(jí)與門為主。

某故障邏輯圖如圖1所示。第一級(jí)或門個(gè)數(shù)為m個(gè)，第一個(gè)或門接入信號(hào)個(gè)數(shù)為a1個(gè)，第二個(gè)或門接入信號(hào)個(gè)數(shù)為 a2個(gè)，第 m個(gè)或門接入信號(hào)為am個(gè)，則此故障邏輯的正向測(cè)試用例（即輸出結(jié)果為1）個(gè)數(shù)為

此外，第二級(jí)與門個(gè)數(shù)為n個(gè)，其中第一個(gè)與門接入信號(hào)個(gè)數(shù)為b1個(gè)，第二個(gè)或門接入信號(hào)個(gè)數(shù)為b2個(gè)，第n-1個(gè)或門接入信號(hào)為bn-1個(gè)，第n個(gè)與門接入信號(hào)m個(gè)或門。則反向測(cè)試用例（即輸出結(jié)果為 0的個(gè)數(shù)為(2am- 1 )- 1 。

圖1 某站典型故障判別邏輯圖

2 測(cè)試用例模板中信號(hào)排序原則

正向測(cè)試用例指在特定環(huán)境下注入特定告警信號(hào)，可以得出監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)期的故障簡(jiǎn)報(bào)。

以某站接收遠(yuǎn)跳信號(hào)動(dòng)作為例，判別邏輯圖如圖2所示，經(jīng)分析，針對(duì)此故障，正向測(cè)試用例有多個(gè)。下面以其中一個(gè)正向測(cè)試用例為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖2 某站接收遠(yuǎn)跳信號(hào)動(dòng)作故障判別邏輯圖

告警序列分為3部分，分別是告警前、告警中和告警后。告警發(fā)生前，要保證所有的告警基礎(chǔ)信號(hào)都是正常狀態(tài)，所以存在告警信息的初始化過(guò)程。初始化過(guò)程見(jiàn)表1。告警發(fā)生中，告警時(shí)序見(jiàn)表2。

表1 某站A相接地故障告警信號(hào)初始化序列

告警結(jié)束后，兩套設(shè)備的基礎(chǔ)告警信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，告警信息復(fù)位序列見(jiàn)表3。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程實(shí)例應(yīng)用場(chǎng)景介紹

本系統(tǒng)應(yīng)用于龍湖變部分典型故障。龍湖變總投資為3.6億元，占地面積為3.65公頃，總建筑面積為1130m2。建設(shè)1000MVA主變壓器2組，500kV出線6回，220kV出線10回，均采用GIS組合電器戶外布置。

表2 某站A相接地故障告警序列

表3 某站A相接地故障告警信號(hào)復(fù)位序列

應(yīng)用步驟如下所示（只介紹測(cè)試用例生成部分，軟件其他功能不涉及）。

1）為該測(cè)試添加一次設(shè)備典型故障和二次設(shè)備動(dòng)作信號(hào)，效果如圖3所示。

圖3 添加一次設(shè)備典型故障和二次設(shè)備動(dòng)作信號(hào)

2）右鍵點(diǎn)擊該故障并選擇測(cè)試用例批量生成，選擇測(cè)試用例存放目錄后，等待彈框提示“測(cè)試用例批量生成完畢”，此時(shí)即可去相應(yīng)目錄查看測(cè)試用例。圖4和圖5為生成后的測(cè)試用例文件目錄。圖6為測(cè)試用例文件內(nèi)容。

圖4 已經(jīng)生成的反向測(cè)試用例文件目錄

圖5 已經(jīng)生成的正向測(cè)試用例文件目錄

圖6 某測(cè)試用例文件內(nèi)容

3.2 測(cè)試用例應(yīng)用分析

基于上述生成的測(cè)試用例文件庫(kù)，測(cè)試人員可從中選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試用例文件注入到一體化監(jiān)控系統(tǒng)中，根據(jù)一體化監(jiān)控系統(tǒng)得出的告警簡(jiǎn)報(bào)和預(yù)期告警簡(jiǎn)報(bào)的比對(duì)，本系統(tǒng)就可以準(zhǔn)確地判斷該一體化監(jiān)控系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用智能告警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，并給出合理的評(píng)估結(jié)果。

3.3 使用效果分析

本文介紹的變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試用例的自動(dòng)生成模塊實(shí)現(xiàn)了正反向測(cè)試用例文件庫(kù)的生成，這項(xiàng)開(kāi)發(fā)成果對(duì)支撐國(guó)調(diào)中心“四統(tǒng)一、四規(guī)范”重點(diǎn)工作做出了很大的貢獻(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1）不用測(cè)試人員手動(dòng)編輯完成測(cè)試用例，減少了測(cè)試人員工作量，降低了對(duì)測(cè)試人員的技術(shù)要求，提高了變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)的工作效率。

2）生成的測(cè)試用例庫(kù)相對(duì)完整，涵蓋了工程所需的所有正向以及反向測(cè)試用例。

3）適用于各個(gè)電壓等級(jí)變電站常用典型故障的測(cè)試用例生成。

4 結(jié)論

本文介紹了變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試用例的自動(dòng)生成方法，并從命名規(guī)則，構(gòu)建方法等方面對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行了規(guī)范。通過(guò)本文對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試用例的研究，有效地解決了測(cè)試用例的生成問(wèn)題，提高了測(cè)試效率，降低了測(cè)試成本和對(duì)軟件操作人員的專業(yè)技能要求。經(jīng)工程實(shí)際應(yīng)用表明，該測(cè)試用例的生成方法是一個(gè)針對(duì)性強(qiáng)且切實(shí)有效的設(shè)計(jì)方法。

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Design of Test Case based on Fault Discrimination Logic Diagram

Xiong Jing1Shen Liangping1Cao Weiguo2Ma Minjie2
(1. Faculty of Physics and Electronic Technology, Hubei University, Wuhan 430062;2. Five-C Smart Power Grid Technology Co., Ltd, Nanjing 211100)

In this paper, there is a study of minimum number of test cases in intelligent stations of different voltage levels through the analysis of fault discrimination logic diagram, and a proposal of a method of automatic generation of test cases is put forward; by combination with the specific engineering examples, the test of the feasibility of the test case is carried out. The generation of test cases improves the efficiency of the test system and facilitates the operation to the staff.

intelligent substation; test system; advanced application

熊 靜（1993-），女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)樽冸娬疽惑w化監(jiān)控系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用智能告警注入測(cè)試系統(tǒng)。