關于云南電網某地調一體化電網運行智能主站系統工廠驗收的測試方法

施正香 周洋 洪燦梅 于磊 孫建東 和淑芬 李嫣然

摘要：隨著電網規模的日益擴大，傳統的調度自動化主站系統已無法滿足二次系統內部信息橫向融合和縱向貫通的要求;故南方電網公司提出了一套技術含量高、應用要求廣泛、集成度高、系統規模大的一體化電網運行智能系統（OS2）來支撐及推動二次系統一體化的發展。本文主要闡述了云南電網某地調一體化電網運行智能主站系統工廠驗收過程中的主要測試方法及內容，通過測試來規避系統運行過程中存在的風險，確保系統在投入正式運行后全生命周期內能穩定運行。

關鍵詞：一體化電網運行智能系統;工廠驗收;測試方法;內容

Abstract：With the increasing scale of power grid，the traditional dispatching automation master station system can no longer meet the requirements of horizontalinformation fusion and vertical connection in the secondary system. Therefore，China southern power grid corporation proposed a set of integrated power grid operationintelligent system（OS2）with high technical content，wide application requirements，high integration degree and large system scale to support and promote the development of secondary system integration. This paper mainly describes the main testing methods and contents in the acceptance process of the intelligent masterstation system for the operation of yunnan power grid，which can avoid the risks in the system operation and ensure the stable operation of the system in the whole life cycle after it is put into operation.

Key words：Integrated grid operation intelligent system;factory acceptance;test method;content

一、引言

傳統的調度自動化主站系統設計建設只針對調度中心直接調管廠站的建模與監視控制，主要解決的是調度員日常監視控制層面的問題。為滿足電網大二次一體化的要求，解決二次系統種類繁多、電力系統內部信息分散、缺乏統一管控系統的問題，南方電網公司提出以電力系統運行為核心，實現業務和信息的橫向協同和縱向貫通的技術支持系統，即一體化電網運行智能系統（OperationSmartSystem，OS2）。

一體化電網運行智能系統（以下簡稱 OS2系統）覆蓋了網、省、地各級調度主站系統和廠站系統，為電網安全、經濟、優質、環保的運行提供了保障;其設計按照“一體化、模塊化、智能化”的原則設計建設。目的是實現統一平臺、統一維護、統一資源共享，運用最新的技術規范和技術要求來支撐及推動二次一體化的發展，提高電網運行監控和運行管理滿足日益復雜的電網運行管控需要。

由于 OS2系統技術含量高、應用要求高、集成度高、系統規模大，這就要求系統在運行過程中性能穩定、運行可靠、適用廣泛、全面開放、維護方便、不發生任何有責任的事故事件，所以在驗收過程中要對系統的建設質量進行嚴格把關，為后續的現場調試和運行維護提供便利。本文主要闡述了云南電網某地調 OS2主站系統工廠驗收過程中的主要測試方法及內容，通過測試來規避系統運行過程中存在的風險，確保系統在投入正式運行后全生命周期內能穩定運行。

二、一體化電網運行智能主站系統架構

OS2主站系統分網、省、地三級，其中地級主站系統包含地縣兩級的運行監控及運行管理的功能，縣級系統以遠程工作站的形式設計建設。各級系統通過 OSB縱向服務總線實現信息交互。

OS2主站系統由基礎支撐層、數據支持層、業務應用層、分析決策層構成。其中基礎支撐層有基礎平臺和 OSB總線組成，為電網監視控制、運行分析、運行管理提供全面支撐;數據支持層的智能數據中心為業務應用層提供數據支撐;業務應用層包括智能監視中心、智能控制中心、智能管理中心;分析決策層的電力系統運行駕駛艙為異常事件的預警和智能決策提供支持。主站系統體系架構如圖 1所示。

三、出廠測試的內容與方法

OS2主站系統基礎軟硬件功能的工廠驗收（Factory Acceptance Test，FAT）包括數據采集、運行監視功能、運行分析功能、運行控制功能、平臺應用服務、智能告警、關系數據庫服務、時序數據庫服務、實時數據庫服務、圖形工具、OSB服務、運行數據中心、系統資源管控、二次安防管理、在線外網等值、商用軟硬件等功能軟硬件的廠內驗收。

工廠驗收就是在搭建好測試環境后通過專業的測試工具模擬電網在正常運行和事故狀態下的綜合性能，根據測試過程中出現的問題對系統的質量進行評估。主要的測試內容及方法如下：

1、系統冗余測試

1）交換機冗余測試系統交換機至少包括前置通信網交換機、各區主干網及各區接入網交換機。前置通信網及各區主干網交換機都應雙重化冗余配置。

交換機冗余測試：主備模式運行的交換機，應關閉主交換機的電源，負載均衡模式運行的交換機，關閉任一臺交換機的電源;檢查告警是否正確;檢查模擬圖是否與實際情況相符;檢查相關節點 ip漂移情況;檢查數據庫連接是否正常，是否有數據丟失;在任意一臺工作站節點上做開關操作、遙測操作、報表查詢及實時數據庫操作，檢查通訊是否正常。

2）服務器的冗余測試

監視控制與數據采集服務器（SCADA）、前置服務器（FES）等重要應用服務器應冗余配置，滿足檢修狀態下 N-1的要求。同時也可將監視控制與數據采集服務器、前置服務器作為其他重要應用的后備式服務器，當其他應用服務器的一臺或多臺故障或宕機時，由系統自動啟動后備式服務器，保證系統正常運行。

服務器 N-1測試：主備模式運行的服務器，關閉主服務器的電源，負載均衡模式運行的服務器，關閉任一臺服務器電源;檢查服務器主備節點是否切換，記錄切換時間，切換時間應不大于30s;檢查告警是否正確;檢查模擬圖是否與實際情況相符;檢查相關節點 ip漂移情況;檢查歷史采樣是否有數據丟失等。

服務器 N-2測試：在上述服務器 N-1測試的基礎上進行測試，將余下一臺服務器的電源關閉，檢查后備服務器是否啟動;檢查告警是否正確;檢查模擬圖是否與實際情況相符;檢查歷史采樣是否有數據丟失等。

2、系統性能的測試

1）、系統I、II區實時性通過工廠搭建的模擬測試系統進行各類模擬操作，查看測試響應時間是否滿足表 1的要求。

2）、系統負載率指標

利用專業測試系統對各節點服務器及工作站的性能和網絡負荷率進行監視;記錄電網正常和事故情況下，服務器及工作站 CPU負載率（5分鐘平均值，CPU測試掃描周期為 1秒），正常情況下 CPU負載率的參考值是不大于 30%，異常情況下 CPU負載率的參考值不大于 50%。記錄任何情況下，在任意 5分鐘，主干網的平均負荷率不超過 10%，雙網以分流方式運行時，每一網絡的負載率應小于 6%，單網運行時負載率不超過 12%。

3）黑啟動測試

黑啟動是主站系統因故障或外部電源失電發生全系統停運時，為盡快恢復系統正常運行，保證調度員對電網的監視控制采取的一種有效的處置手段。黑啟動包括昀小方式黑啟動和全系統黑啟動。

昀小方式黑啟動測試：關閉服務器、交換機和陣列的電源確保整個系統處于關閉狀態后;開啟前置、主干交換機各 1臺，按下電源按鈕時計時開始;啟動 1臺前置服務器，開啟 1臺調度員工作站，記錄服務器操作系統完成啟動后到核心監視實時庫啟動成功的時間;記錄操作系統完成啟動后系統監視和管理正常的時間。系統功能正常時，測試計時停止。昀小方式黑啟動總時間不大于 15分鐘。

全系統黑啟動：系統在完成昀小方式黑啟動后依次開啟網絡、服務器等設備，計時開始;系統功能正常時，測試計時停止。全系統黑啟動恢復時間不大于 30分鐘。

3、Web壓力測試

用非 ActiveX控件模式的 SVG WEB使用 Loadrunner進行 200個用戶同時對 WEB進行訪問操作;定義集結點模擬用戶訪問操作的并發執行，忽略各操作之間的用戶思考時間;除用戶初始化階段和退出階段，事務并發運行持續時間 10分鐘;模擬 WEB用戶查看潮流圖、廠站接線圖、歷史數據、告警信息操作的時間，用戶查看的響應時間不大于 6S。

4、穩定性測試

穩定性測試即在系統全部設備同時投入運行的情況下，在不少于7*24h的連續時間內測試系統運行的穩定性情況。測試期間，系統不應出現進程無故退出、應用切換，不應出現硬件、操作系統、數據庫、中間件宕機。

5、大容量雪崩測試

大容量測試：測試系統可接入的廠站數量和采集的四遙信息量是否滿足系統設計的要求。利用專業測試工具模擬接入的廠站數和信息量，并設置每個廠站變化數據為 20個遙測/10秒、2個遙信/10秒、2個 SOE/10秒，在此情況下檢查系統功能是否正常，各項性能是否滿足要求;

雪崩測試：電網在事故情況下，多個廠站同時產生大量狀態變位時的處理能力;雪崩測試是在大容量測試環境下進行;用專業測試工具模擬定義 200個站發生雪崩，每個事故站有 50個遙測/秒、30個遙信/秒、30個SOE/秒的變化數據，持續時間 30分鐘。檢查系統前置收到的數據、存入數據庫中的數據是否與模擬測試儀發送的數據一致;逐一測試實時性等時間指標;包括調圖、遙控、置數、置位、取曲線等各項性能指標是否滿足要求。

四、結束語

本文所闡述的綜合性能測試方法可對 OS2主站系統的各項功能和性能進行全面測試，根據測試過程中出現的問題對系統的質量進行評估。目前，該測試方法已成功應用于云南電網多個地級 OS2主站系統的工廠驗收階段，測試過程中發現了較多問題，通過整改來規避系統運行過程中存在的風險，提高了系統的建設質量和投入正式運行后全生命周期內運行的穩定性。

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