基于故障判別邏輯圖的測試用例設(shè)計

熊 靜 沈諒平 曹衛(wèi)國 馬敏杰

（1. 湖北大學物理與電子科學學院，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試用例設(shè)計

熊 靜1沈諒平1曹衛(wèi)國2馬敏杰2

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

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

智能變電站；測試系統(tǒng)；高級應(yīng)用

近年來，隨著國家電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)運行的技術(shù)水平和復(fù)雜程度越來越高，這些對于高級應(yīng)用的適應(yīng)性和靈活性都提出了很高的要求。為響應(yīng)國網(wǎng)號召，進一步促進電網(wǎng)高級應(yīng)用的發(fā)展，我們研究了變電站監(jiān)控系統(tǒng)高級應(yīng)用注入告警測試系統(tǒng)，針對智能告警等高級應(yīng)用開發(fā)標準化的試驗檢測系統(tǒng)并基于檢測結(jié)果開展運行評價，以此來指導(dǎo)智能變電站工程的一體化監(jiān)控系統(tǒng)選型，進而更好地支撐國調(diào)中心“四統(tǒng)一、四規(guī)范”重點工作，最后達到提升變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用功能的實用化水平的目的。

本系統(tǒng)包括可視化測試邏輯配置軟件、全站智能告警時序仿真儀、DL/T 476協(xié)議分析儀。其中全站智能告警時序仿真儀的測試用例生成模塊是該系統(tǒng)的核心部分。本文通過分析故障判別邏輯圖，研究了個電壓等級智能站的測試用例最小數(shù)量，提出了一種自動生成測試用例的方法，結(jié)合具體工程應(yīng)用實例，驗證了測試用例的可行性，提高了變電站監(jiān)控系統(tǒng)高級應(yīng)用智能告警注入測試系統(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用價值。

1 測試用例名稱構(gòu)建方法

1.1 測試用例分類

根據(jù)工程應(yīng)用需求，可分為正向測試用例和反向測試用例兩種。正向測試用例即為在特定測試環(huán)境中使用，可得出預(yù)期結(jié)果的測試用例，在本系統(tǒng)中，正向測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)備故障告警簡報的測試用例。反向測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)備故障告警簡報的測試用例。

1.2 測試用例命名規(guī)則

測試用例的名稱主要由前綴“TestCase-”、電壓等級、故障名稱、正反向標識和自然數(shù)組成，格式為“前綴-電壓等級-故障名稱-正反向標識自然數(shù)”。其中，電壓等級暫時只覆蓋110kV、220kV、500kV三個等級。分別用“500-”、“220-”、“110-”來具體標識。

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-”。

正向測試用例的標識為 P，反向測試用例標識為 N。由于每一個典型故障的測試用例數(shù)量很多，所以最后用自然數(shù)遞加來區(qū)分各個測試用例。

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

1.3 測試用例關(guān)鍵構(gòu)建邏輯分析

經(jīng)過對邏輯圖的分析，或門“有 1為 1”和與門“有 0為 0”的特性，使得正向測試用例的設(shè)計主要以被測邏輯中的第一級或門為主，而反向測試用例的設(shè)計以第二級與門為主。

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

此外，第二級與門個數(shù)為n個，其中第一個與門接入信號個數(shù)為b1個，第二個或門接入信號個數(shù)為b2個，第n-1個或門接入信號為bn-1個，第n個與門接入信號m個或門。則反向測試用例（即輸出結(jié)果為 0的個數(shù)為(2am- 1 )- 1 。

圖1 某站典型故障判別邏輯圖

2 測試用例模板中信號排序原則

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

以某站接收遠跳信號動作為例，判別邏輯圖如圖2所示，經(jīng)分析，針對此故障，正向測試用例有多個。下面以其中一個正向測試用例為例進行詳細說明。

圖2 某站接收遠跳信號動作故障判別邏輯圖

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)信號都是正常狀態(tài)，所以存在告警信息的初始化過程。初始化過程見表1。告警發(fā)生中，告警時序見表2。

表1 某站A相接地故障告警信號初始化序列

告警結(jié)束后，兩套設(shè)備的基礎(chǔ)告警信號進行復(fù)位，告警信息復(fù)位序列見表3。

3 工程應(yīng)用實例

3.1 工程實例應(yīng)用場景介紹

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復(fù)位序列

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

1）為該測試添加一次設(shè)備典型故障和二次設(shè)備動作信號，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)備動作信號

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

圖4 已經(jīng)生成的反向測試用例文件目錄

圖5 已經(jīng)生成的正向測試用例文件目錄

圖6 某測試用例文件內(nèi)容

3.2 測試用例應(yīng)用分析

基于上述生成的測試用例文件庫，測試人員可從中選擇對應(yīng)的測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)得出的告警簡報和預(yù)期告警簡報的比對，本系統(tǒng)就可以準確地判斷該一體化監(jiān)控系統(tǒng)高級應(yīng)用智能告警的準確性和時效性，并給出合理的評估結(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)智能告警注入測試系統(tǒng)測試用例的自動生成模塊實現(xiàn)了正反向測試用例文件庫的生成，這項開發(fā)成果對支撐國調(diào)中心“四統(tǒng)一、四規(guī)范”重點工作做出了很大的貢獻，主要表現(xiàn)在以下幾點：

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

2）生成的測試用例庫相對完整，涵蓋了工程所需的所有正向以及反向測試用例。

3）適用于各個電壓等級變電站常用典型故障的測試用例生成。

4 結(jié)論

本文介紹了變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測試系統(tǒng)測試用例的自動生成方法，并從命名規(guī)則，構(gòu)建方法等方面對測試用例進行了規(guī)范。通過本文對變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警注入測試系統(tǒng)測試用例的研究，有效地解決了測試用例的生成問題，提高了測試效率，降低了測試成本和對軟件操作人員的專業(yè)技能要求。經(jīng)工程實際應(yīng)用表明，該測試用例的生成方法是一個針對性強且切實有效的設(shè)計方法。

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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，主要研究方向為變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)高級應(yīng)用智能告警注入測試系統(tǒng)。