詹代俊 陳志民

【摘 要】隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展及其在電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，電力實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行管理對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)軟件質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。本文根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，從功能和性能方面對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測(cè)的方法作了分析和闡述。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；功能測(cè)試；性能測(cè)試

0.引言

隨著我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)軟件的規(guī)模日益增大，各應(yīng)用功能的復(fù)雜程度日益提高，同時(shí)系統(tǒng)在電力實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行管理中發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要，對(duì)系統(tǒng)的軟件質(zhì)量提出了更高的要求。一方面要滿足用戶對(duì)系統(tǒng)功能的正確性、開(kāi)放性、人機(jī)界面的友善性等要求，另一方面還要注重系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。

1.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)分析

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：信息采集和命令執(zhí)行、信息傳輸、信息的收集處理和控制、人機(jī)聯(lián)系，它包含了現(xiàn)代電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等多種高新技術(shù)。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采用雙網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，當(dāng)雙網(wǎng)中斷任何一個(gè)網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)仍需穩(wěn)定安全運(yùn)行；系統(tǒng)采用客戶工作站、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三層C/S架構(gòu)，各應(yīng)用服務(wù)器冗余配置，保證應(yīng)用功能的可靠性；系統(tǒng)需滿足電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的要求，在安全I(xiàn)區(qū)和安全I(xiàn)II區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接之間使用物理隔離裝置。

系統(tǒng)前置應(yīng)用功能通過(guò)與廠站端監(jiān)控設(shè)備通訊，采集電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，發(fā)送給電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控（SCADA）應(yīng)用處理，并接收其控制指令并下發(fā)。工作站人機(jī)界面及PAS等高級(jí)應(yīng)用從電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控應(yīng)用獲取電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的檢測(cè)方法

隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)不斷的發(fā)展，逐步形成比較專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)方法，從規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的檢測(cè)評(píng)估。以下闡述其檢測(cè)方法。

2.1檢測(cè)流程

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)啟動(dòng)前需要進(jìn)行檢測(cè)的資料審查，包括檢測(cè)資料及檢測(cè)硬件環(huán)境的審查，軟硬件配置清單及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文件和說(shuō)明書(shū)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)主要是對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本應(yīng)用功能和性能等方面的檢驗(yàn)。檢測(cè)對(duì)象包括適用于各級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的支撐平臺(tái)軟件、數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)分析。系統(tǒng)檢驗(yàn)的項(xiàng)目有：功能、性能、穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范符合性。

2.2檢測(cè)環(huán)境

如圖1所示，測(cè)試系統(tǒng)由2臺(tái)前置、2臺(tái)SCADA服務(wù)器、2臺(tái)PAS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、核心交換機(jī)、前置交換機(jī)、三區(qū)WEB交換機(jī)、物理隔離裝置、測(cè)試工作站等設(shè)備組成。

其中前置服務(wù)器部署RTU前置，SCADA服務(wù)器部署SCADA應(yīng)用，PAS服務(wù)器部署PAS應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和時(shí)間序列庫(kù)應(yīng)用，WEB服務(wù)器部署三區(qū)WEB和三區(qū)應(yīng)用分析。

軟件環(huán)境，包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)軟件及SCADA軟件、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視、PAS應(yīng)用軟件，同時(shí)也應(yīng)包括操作系統(tǒng)、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件，并根據(jù)檢測(cè)內(nèi)容完成初始測(cè)試環(huán)境的生成，包括數(shù)據(jù)庫(kù)定義、電網(wǎng)基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)表模型、圖形文件、數(shù)據(jù)斷面等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)定義的數(shù)據(jù)量要求：廠站數(shù)不少于1000個(gè)，模擬量不少于200000個(gè)，狀態(tài)量不少于1000000個(gè)，遙控量不少于50000個(gè)，遙調(diào)量不少于50000個(gè)。

2.3測(cè)試工具

依據(jù)測(cè)試內(nèi)容應(yīng)配置的檢測(cè)儀器和檢測(cè)設(shè)備有：

（1）Fluke網(wǎng)絡(luò)測(cè)試分析系統(tǒng)，用于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制的測(cè)試分析。

（2）HPOpenView計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源測(cè)試分析系統(tǒng)，用于計(jì)算機(jī)設(shè)備在各種運(yùn)行狀態(tài)的全部資源性能指標(biāo)的測(cè)試分析。

（3）HPLoadrunner負(fù)載測(cè)試工具，用于對(duì)WEB子系統(tǒng)壓力測(cè)試，用于并發(fā)性能的測(cè)試分析。

（4）模擬測(cè)試系統(tǒng)，模擬廠站端發(fā)送多個(gè)量測(cè)信息作為主站系統(tǒng)負(fù)載測(cè)試、壓力測(cè)試和容量測(cè)試的仿真數(shù)據(jù)源，對(duì)主站系統(tǒng)規(guī)約解析、數(shù)據(jù)處理、畫(huà)面顯示等各功能模塊的正確性、有效性及性能進(jìn)行測(cè)試分析。

模擬數(shù)據(jù)源以IEC104規(guī)約與測(cè)試系統(tǒng)通訊，模擬建立1000條測(cè)試鏈路，每條鏈路1000個(gè)狀態(tài)量、200個(gè)模擬量、50個(gè)遙控量、50個(gè)遙調(diào)量。在雪崩情況下，模擬同時(shí)100條鏈路向測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送雪崩數(shù)據(jù)，每條鏈路每秒發(fā)送25個(gè)遙信變位、25個(gè)SOE、50個(gè)變化遙測(cè)，持續(xù)發(fā)送時(shí)間為30分鐘。

（5）安全漏洞掃描軟件。

（6）秒表。

2.4功能測(cè)試

功能測(cè)試主要針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本應(yīng)用功能進(jìn)行全方面的測(cè)試，檢測(cè)系統(tǒng)是否滿足調(diào)度實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行的應(yīng)用需求。測(cè)試包括系統(tǒng)支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)分析。

系統(tǒng)支撐平臺(tái)功能檢測(cè)由系統(tǒng)管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)管理、時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)、消息總線、服務(wù)總線、公共服務(wù)、人機(jī)界面、工作流、并行計(jì)算平臺(tái)、CASE管理、權(quán)限管理、報(bào)表管理、基礎(chǔ)信息及模型管理構(gòu)成。

數(shù)據(jù)采集功能檢測(cè)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、通訊管理、參數(shù)管理、調(diào)試工具。

電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能檢測(cè)包括數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄、責(zé)任區(qū)與信息分流、操作與控制。

網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用功能檢測(cè)包括狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、靜態(tài)安全分析、靈敏度計(jì)算、短路電流計(jì)算、在線外網(wǎng)等值六大項(xiàng)組成，分為基本功能檢測(cè)、界面功能檢測(cè)及輸入/輸出接口。檢測(cè)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)用性和可用性，注重考核軟件的二次開(kāi)發(fā)、應(yīng)用集成支持和服務(wù)能力，強(qiáng)化對(duì)專(zhuān)業(yè)軟件的規(guī)范化要求和對(duì)軟件定制能力的考核。

2.5性能測(cè)試

性能測(cè)試是在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)模擬實(shí)際運(yùn)行情況下，測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)性能及資源占用情況，并模擬系統(tǒng)處于極端情況下，如系統(tǒng)斷電后快速恢復(fù)、部分設(shè)備的發(fā)生硬件故障及大量事故信息的雪崩數(shù)據(jù)測(cè)試等，測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和穩(wěn)定性。以下分別闡述：

（1）實(shí)時(shí)性，包括系統(tǒng)遙測(cè)、遙信、遙控?cái)?shù)據(jù)的上送處理時(shí)間、圖形調(diào)閱、數(shù)據(jù)告警等時(shí)間、PAS功能計(jì)算時(shí)間（包括單次及并發(fā)用戶計(jì)算）、歷史采樣數(shù)據(jù)的調(diào)取等時(shí)間，重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)在多用戶并發(fā)情況下的響應(yīng)情況，在雪崩測(cè)試環(huán)境下遙測(cè)及遙信上送、遙控下發(fā)是否及時(shí)響應(yīng)。

（2）資源占用，包括在正常、用戶并發(fā)、雪崩等測(cè)試環(huán)境下服務(wù)器和工作站CPU、內(nèi)存使用率，硬盤(pán)I/O，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率等資源的使用情況。

（3）雪崩測(cè)試，事故情況下，因信息劇增可能造成對(duì)系統(tǒng)性能的嚴(yán)重影響，檢測(cè)此時(shí)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的正確性、實(shí)時(shí)性，資源占用指標(biāo)是否達(dá)到要求

（4）可靠性，包括前置、SCADA、PAS、數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用功能切換，服務(wù)器、交換機(jī)電源N-1測(cè)試，SCADA服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器N-2測(cè)試。檢測(cè)系統(tǒng)在部分設(shè)備故障情況下，系統(tǒng)基本應(yīng)用功能是否運(yùn)行正常。

（5）穩(wěn)定性測(cè)試，進(jìn)行連續(xù)72小時(shí)不間斷運(yùn)行測(cè)試，驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)是否能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，不發(fā)生軟硬件故障。測(cè)試期間，可對(duì)系統(tǒng)提供的各種功能進(jìn)行在線操作，并進(jìn)行周期性系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的測(cè)試。

（6）黑啟動(dòng)，檢測(cè)系統(tǒng)在極端情況下是否能快速恢復(fù)功能。

（7）安全性，檢測(cè)系統(tǒng)是否符合電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范中要求的應(yīng)用安全、主機(jī)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全，并使用安全軟件掃描系統(tǒng)漏洞。

（8）WEB，包括WEB頁(yè)面實(shí)時(shí)性、WEB頁(yè)面用戶并發(fā)資源占用等。

3.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全方面的測(cè)試，可以檢查系統(tǒng)各應(yīng)用功能，檢測(cè)出系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能及是否穩(wěn)定可靠，從而可以提高系統(tǒng)的軟件質(zhì)量，為系統(tǒng)在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮更大作用，更好的服務(wù)于電網(wǎng)運(yùn)行。 [科]

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