配电自动化系统主站网络化在线测试技术的应用探讨

莫宇

摘 要：利用网络化在线测试技术对配电自动化系统主站的性能予以评估，可以提高评估结果的准确性。基于此，文章分析了网络化在线测试技术下，主站测试条件、指标、环境的构建，以及性能测试、主站故障测试、安全性测试这几种主站测试类型，实现了对配件自动化系统主站测试工作的深入探讨，希望能够为配电系统的自动化建设提供助力。

关键词：主站测试;配电主站;主站软件

0   引言

借助主站網络化在线测试技术能够搭建一个仿真测试平台，对配电自动化系统主站进行运行测试，以实现对主站使用性能的评估，为配电自动化系统主站的建设和维护提供有力依据。因此，应深入分析该项技术，并积极寻求更好的技术方案，促进配电自动化系统主站应用水平的提升。

1 配电自动化系统

在配电自动化系统中，主站系统负责从终端设备中收集所需的数据，然后基于这些数据做出运行决策，使配电系统得以实现自动化运行。基于此，为了配电系统自动化运行的可靠性，主站的性能必须稳定。同时，由于主站需要直接连接成千上万的终端设施，所以配电自动化运行也对主站的安全性能提出了较高的要求。在此过程中，为了确保所使用的主站系统能够满足配电自动化要求，规避配电系统运行风险，需要提前做好性能测试，以确认该主站能够有效投入使用。为此，笔者拟用网络化测试技术模拟配电自动化系统运行环境，来测试主站的稳定性、安全性，实现对其性能的评估，为之后的运维提供数据支撑。待完成网络化在线测试后，笔者拟将主站投入配电自动化的应用中，验证该技术下主站性能测试结果的准确性，以期为该测试技术的应用提供参考。

2 配电自动化系统研究过程

2.1 主站测试条件

在该测试技术中，所用的测试系统是由终端集成测试系统、测试管理平台、硬件设施组成，为主站提供终端模拟环境与故障模拟环境作为测试条件，以评估主站的性能。在终端模拟环境条件下，网络化在线测试系统能够借助仿真技术，模拟出不同的配网终端，使主站与其连接，构建一个虚拟的主站终端连接运行状态，以评估主站的安全性能。在该环境条件的塑造中，工作者需要采用电力系统仿真软件，模拟出FTU、DTU、TTU、子站等终端设备，再让其连接主站。同时，还会模拟出终端的各类信号，如遥测信号等，引导主站对这些信号进行接收、处理，再根据主站的运行状态，对其安全性能加以评估。在故障模拟环境条件下，网络化在线测试系统可以利用自身的主站系统馈线自动化测试功能，测试主站是否能够快速、准确地定位故障发生位置，并对故障加以自动隔离处理，保持配电运行的稳定性。此外，测试系统中内置的RTDS装置，也可以根据工作者的要求，模拟出相应的故障类型，以验证主站是否能够在所有类型的故障下，实现故障的高效定位识别与隔离。

2.2 主站测试软件运行过程

上述主站测试条件的构建主要依赖于配套软件的运行。在此过程中，软件的功能模块需要与测试平台共同完成测试作业条件的建设，以保证测试的顺利完成。其中，测试平台是由用户管理系统、测试作业系统、测试报告系统等管理类职能的系统结构组成，结合故障环境模拟模块、终端环境模拟模块，即可使主站在模拟环境下运行，然后由测试系统将运行数据记录下来并加以分析，实现对主站的测试。基于此，该测试技术的配套软件运行流程为：首先，接收工作者输入的基本信息，如FA，FTU等，然后按照主站测试要求，构建出相应的测试方案，确定具体的测试项目，完成测试参数的配置。其次，按照被测主站的情况，建立测试任务明细，然后加载该明细，生成任务表，再根据任务表，开展测试。最后，记录、整理每项测试的结果，并构建相应的报告，完成测试。从整体上来看，上述测试技术配套软件的运行过程，可以简单表示为如图1所示。

2.3 主站测试指标

在该测试技术下，为了提高测试结果的精度，需要秉承结果量化的原则，对测试得出的主站运行参数进行整理，以得出最终的量化测试结果。为此，在该测试技术的应用中，研究者需要构建一套科学合理的主站性能评估指标体系，以便于实现对测试结果的量化处理。在此过程中，考虑到稳定性测试的主要目的是验证其主站是否能够迅速、准确地完成故障识别、定位、隔离，因此需要围绕主站对故障的响应时间、容错能力、持续运行能力制定相应的指标。同时，在安全性测试中，测试作业的主要目的为验证主站抵御外部恶意攻击、入侵的能力，所以需根据测试目的制定指标。由此，在主站测试指标的选用上，研究者构建了相应的指标体系，如图2所示。在本文的网络化在线测试技术下，需要进行的测试可以被分为两个层次，即黑盒测试层次、白盒测试层次。其中黑盒测试层次下的故障测试、安全测试，测试主站基础性的稳定、安全功能，而白盒测试层次下的测试，主要围绕主站的优势功能、性能开展。在指标体系制定完毕后，研究者需要将指标输入白盒测试体系，以实现对主站的性能进行更加深入的测试和评估[1]。

2.4 主站性能指标测试

经过上述过程，研究者完成了对网络化在线测试技术的部署，并开始进行指标、稳定性、安全性测试。其中，指标测试是借助之前制定好的指标体系，对主站展开测试，以综合评定其使用性能。在测试过程中，从之前所建立的指标体系来看，此次测试的主要内容是主站的响应能力、容量状态。经过该测试后研究者发现，当主站处于正常运行状态下时，功能窗口调用响应、预警操作完成响应等响应时间指标值，均在0.3～0.5 s范围内，而在主站满负荷运行时，各类响应时间指标值，所显示的时间延长均在25%以内。由此可见，在响应时间上测试结果显示主站性能符合要求。在容量指标测试中，研究者采用了终端仿真功能，模拟实际的配电自动化系统中所需接入终端的规模，以测试主站的终端容量性能。测试结果显示，该主站的容量能够满足配电自动化系统的运行需求[2]。

2.5 主站故障测试

在主站故障测试中，研究者参考了IEC61850标准，设计了测试模型，并利用终端仿真技术，对故障情境进行了网络化的模拟。在主站进行故障识别、定位、隔离时，记录了主站的行为，形成了故障测试报告。从报告结果上来看，主站能够在保持配电系统不间断运行的情况下，高效地识别和处理故障，而且在故障识别处理过程中，主站的网络负荷率为17%～21%，CPU负荷率在25%～27%，合格标准为网络负荷率在30%以下、CPU负荷率在50%以下。同时，具备对完整的故障事件进行记录。由此可见，主站不会因为处理故障而出现运行不畅等问题，符合配电自动化运行所提出的稳定性要求[3]。

2.6 主站安全性测试

在安全性测试中，研究者针对主站的权限管理能力、外界攻击预防能力、报警能力、恢复能力这几个方面，开展了主站的安全性能测试，以评估其安全防护性能。首先，研究者借助网络化在线测试系统的终端模拟功能，模拟了常规的主站工作环境，然后从外部对主站的网络、计算开展了攻击测试，测试结果显示，主站抵御外界攻击的能力可以达到国家安全认证要求。其次，观察主站经过上述攻击之后，其功能模块、数据库等部分的恢复状态，发现主站的攻击后恢复速度较快，效果较好，满足相关的标准规定。最后，研究者开始尝试改变其管理权限，之后又对重置后的管理权限进行了验证，确认了主站的管理权限执行效果满足信息安全要求。由此可见，该主站通过了基于网络化在线测试技术的安全性能测试，能够投入配电自动化系统的运行中[4]。

3 系统试验结果分析

为了验证该测试技术下，主站性能测试结果的可靠性，研究者将该通过测试的主站应用到了配电自动化系统中。经过一段时间的使用后，研究者发现，主站能够精准地识别、定位、处理故障，且在故障处理期间，能够保证17%～21%的网络负荷率以及25%～27%的CPU负荷率，同时可以有效抵御外部攻击。从整体上来看，该主站在作业中呈现出的运行状态与试验结果基本相同，能够有效支持配电系统的自动化运行。由此可见，基于該网络化在线测试技术，得出的主站性能测试结果具有较高的可靠性，可以将该测试技术推广应用到配电自动化系统的主站建设上，以提升电力事业的发展水平。

4 结语

综上所述，增强测试技术的落实效果，可以促进主站更好地投入配电自动化建设应用。经过实践验证，该测试技术能够对主站的使用性能进行较为全面的评估，使人们得以在确保主站性能满足配电自动化系统运行需求后，将主站投入使用，为配电系统的后续运行奠定了良好的基础。

[参考文献]

[1]谢光龙，王旭斌，张岩.考虑指标关联分析的配电网效率效益评价研究[J].供用电，2021（3）：10-16.

[2]陈瑞兴，尹洪苓，安东升.大数据技术在配电网全时序运行效率分析中的应用[J].供用电，2021（3）：22-30.

[3]翁晓春，陈石川，陈大才.考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估[J].供用电，2021（3）：61-65，83.

[4]吴鹏，李前敏，张锐锋.基于大数据技术的就地型馈线自动化终端自动测试方法[J].电气应用，2020（9）：12-17.

（编辑 王永超）