配電自動化系統主站網絡化在線測試技術的應用探討

莫宇

摘 要：利用網絡化在線測試技術對配電自動化系統主站的性能予以評估，可以提高評估結果的準確性。基于此，文章分析了網絡化在線測試技術下，主站測試條件、指標、環境的構建，以及性能測試、主站故障測試、安全性測試這幾種主站測試類型，實現了對配件自動化系統主站測試工作的深入探討，希望能夠為配電系統的自動化建設提供助力。

關鍵詞：主站測試;配電主站;主站軟件

0 ? 引言

借助主站網絡化在線測試技術能夠搭建一個仿真測試平臺，對配電自動化系統主站進行運行測試，以實現對主站使用性能的評估，為配電自動化系統主站的建設和維護提供有力依據。因此，應深入分析該項技術，并積極尋求更好的技術方案，促進配電自動化系統主站應用水平的提升。

1 配電自動化系統

在配電自動化系統中，主站系統負責從終端設備中收集所需的數據，然后基于這些數據做出運行決策，使配電系統得以實現自動化運行。基于此，為了配電系統自動化運行的可靠性，主站的性能必須穩定。同時，由于主站需要直接連接成千上萬的終端設施，所以配電自動化運行也對主站的安全性能提出了較高的要求。在此過程中，為了確保所使用的主站系統能夠滿足配電自動化要求，規避配電系統運行風險，需要提前做好性能測試，以確認該主站能夠有效投入使用。為此，筆者擬用網絡化測試技術模擬配電自動化系統運行環境，來測試主站的穩定性、安全性，實現對其性能的評估，為之后的運維提供數據支撐。待完成網絡化在線測試后，筆者擬將主站投入配電自動化的應用中，驗證該技術下主站性能測試結果的準確性，以期為該測試技術的應用提供參考。

2 配電自動化系統研究過程

2.1 主站測試條件

在該測試技術中，所用的測試系統是由終端集成測試系統、測試管理平臺、硬件設施組成，為主站提供終端模擬環境與故障模擬環境作為測試條件，以評估主站的性能。在終端模擬環境條件下，網絡化在線測試系統能夠借助仿真技術，模擬出不同的配網終端，使主站與其連接，構建一個虛擬的主站終端連接運行狀態，以評估主站的安全性能。在該環境條件的塑造中，工作者需要采用電力系統仿真軟件，模擬出FTU、DTU、TTU、子站等終端設備，再讓其連接主站。同時，還會模擬出終端的各類信號，如遙測信號等，引導主站對這些信號進行接收、處理，再根據主站的運行狀態，對其安全性能加以評估。在故障模擬環境條件下，網絡化在線測試系統可以利用自身的主站系統饋線自動化測試功能，測試主站是否能夠快速、準確地定位故障發生位置，并對故障加以自動隔離處理，保持配電運行的穩定性。此外，測試系統中內置的RTDS裝置，也可以根據工作者的要求，模擬出相應的故障類型，以驗證主站是否能夠在所有類型的故障下，實現故障的高效定位識別與隔離。

2.2 主站測試軟件運行過程

上述主站測試條件的構建主要依賴于配套軟件的運行。在此過程中，軟件的功能模塊需要與測試平臺共同完成測試作業條件的建設，以保證測試的順利完成。其中，測試平臺是由用戶管理系統、測試作業系統、測試報告系統等管理類職能的系統結構組成，結合故障環境模擬模塊、終端環境模擬模塊，即可使主站在模擬環境下運行，然后由測試系統將運行數據記錄下來并加以分析，實現對主站的測試。基于此，該測試技術的配套軟件運行流程為：首先，接收工作者輸入的基本信息，如FA，FTU等，然后按照主站測試要求，構建出相應的測試方案，確定具體的測試項目，完成測試參數的配置。其次，按照被測主站的情況，建立測試任務明細，然后加載該明細，生成任務表，再根據任務表，開展測試。最后，記錄、整理每項測試的結果，并構建相應的報告，完成測試。從整體上來看，上述測試技術配套軟件的運行過程，可以簡單表示為如圖1所示。

2.3 主站測試指標

在該測試技術下，為了提高測試結果的精度，需要秉承結果量化的原則，對測試得出的主站運行參數進行整理，以得出最終的量化測試結果。為此，在該測試技術的應用中，研究者需要構建一套科學合理的主站性能評估指標體系，以便于實現對測試結果的量化處理。在此過程中，考慮到穩定性測試的主要目的是驗證其主站是否能夠迅速、準確地完成故障識別、定位、隔離，因此需要圍繞主站對故障的響應時間、容錯能力、持續運行能力制定相應的指標。同時，在安全性測試中，測試作業的主要目的為驗證主站抵御外部惡意攻擊、入侵的能力，所以需根據測試目的制定指標。由此，在主站測試指標的選用上，研究者構建了相應的指標體系，如圖2所示。在本文的網絡化在線測試技術下，需要進行的測試可以被分為兩個層次，即黑盒測試層次、白盒測試層次。其中黑盒測試層次下的故障測試、安全測試，測試主站基礎性的穩定、安全功能，而白盒測試層次下的測試，主要圍繞主站的優勢功能、性能開展。在指標體系制定完畢后，研究者需要將指標輸入白盒測試體系，以實現對主站的性能進行更加深入的測試和評估[1]。

2.4 主站性能指標測試

經過上述過程，研究者完成了對網絡化在線測試技術的部署，并開始進行指標、穩定性、安全性測試。其中，指標測試是借助之前制定好的指標體系，對主站展開測試，以綜合評定其使用性能。在測試過程中，從之前所建立的指標體系來看，此次測試的主要內容是主站的響應能力、容量狀態。經過該測試后研究者發現，當主站處于正常運行狀態下時，功能窗口調用響應、預警操作完成響應等響應時間指標值，均在0.3～0.5 s范圍內，而在主站滿負荷運行時，各類響應時間指標值，所顯示的時間延長均在25%以內。由此可見，在響應時間上測試結果顯示主站性能符合要求。在容量指標測試中，研究者采用了終端仿真功能，模擬實際的配電自動化系統中所需接入終端的規模，以測試主站的終端容量性能。測試結果顯示，該主站的容量能夠滿足配電自動化系統的運行需求[2]。

2.5 主站故障測試

在主站故障測試中，研究者參考了IEC61850標準，設計了測試模型，并利用終端仿真技術，對故障情境進行了網絡化的模擬。在主站進行故障識別、定位、隔離時，記錄了主站的行為，形成了故障測試報告。從報告結果上來看，主站能夠在保持配電系統不間斷運行的情況下，高效地識別和處理故障，而且在故障識別處理過程中，主站的網絡負荷率為17%～21%，CPU負荷率在25%～27%，合格標準為網絡負荷率在30%以下、CPU負荷率在50%以下。同時，具備對完整的故障事件進行記錄。由此可見，主站不會因為處理故障而出現運行不暢等問題，符合配電自動化運行所提出的穩定性要求[3]。

2.6 主站安全性測試

在安全性測試中，研究者針對主站的權限管理能力、外界攻擊預防能力、報警能力、恢復能力這幾個方面，開展了主站的安全性能測試，以評估其安全防護性能。首先，研究者借助網絡化在線測試系統的終端模擬功能，模擬了常規的主站工作環境，然后從外部對主站的網絡、計算開展了攻擊測試，測試結果顯示，主站抵御外界攻擊的能力可以達到國家安全認證要求。其次，觀察主站經過上述攻擊之后，其功能模塊、數據庫等部分的恢復狀態，發現主站的攻擊后恢復速度較快，效果較好，滿足相關的標準規定。最后，研究者開始嘗試改變其管理權限，之后又對重置后的管理權限進行了驗證，確認了主站的管理權限執行效果滿足信息安全要求。由此可見，該主站通過了基于網絡化在線測試技術的安全性能測試，能夠投入配電自動化系統的運行中[4]。

3 系統試驗結果分析

為了驗證該測試技術下，主站性能測試結果的可靠性，研究者將該通過測試的主站應用到了配電自動化系統中。經過一段時間的使用后，研究者發現，主站能夠精準地識別、定位、處理故障，且在故障處理期間，能夠保證17%～21%的網絡負荷率以及25%～27%的CPU負荷率，同時可以有效抵御外部攻擊。從整體上來看，該主站在作業中呈現出的運行狀態與試驗結果基本相同，能夠有效支持配電系統的自動化運行。由此可見，基于該網絡化在線測試技術，得出的主站性能測試結果具有較高的可靠性，可以將該測試技術推廣應用到配電自動化系統的主站建設上，以提升電力事業的發展水平。

4 結語

綜上所述，增強測試技術的落實效果，可以促進主站更好地投入配電自動化建設應用。經過實踐驗證，該測試技術能夠對主站的使用性能進行較為全面的評估，使人們得以在確保主站性能滿足配電自動化系統運行需求后，將主站投入使用，為配電系統的后續運行奠定了良好的基礎。

[參考文獻]

[1]謝光龍，王旭斌，張巖.考慮指標關聯分析的配電網效率效益評價研究[J].供用電，2021（3）：10-16.

[2]陳瑞興，尹洪苓，安東升.大數據技術在配電網全時序運行效率分析中的應用[J].供用電，2021（3）：22-30.

[3]翁曉春，陳石川，陳大才.考慮負荷特性和饋線分段的配電網供電能力評估[J].供用電，2021（3）：61-65，83.

[4]吳鵬，李前敏，張銳鋒.基于大數據技術的就地型饋線自動化終端自動測試方法[J].電氣應用，2020（9）：12-17.

（編輯 王永超）