關(guān)于數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約測(cè)試的探討

盧耀興

（廣西電網(wǎng)公司貴港供電局，廣西 貴港537100）

0 引 言

隨著科技的進(jìn)步，在人們的實(shí)際生活中，數(shù)字化電能計(jì)量裝置得到了廣泛應(yīng)用，其中主要包括電能表、計(jì)量保護(hù)裝置等。數(shù)字化電能計(jì)量裝置與傳統(tǒng)電能計(jì)量裝置相比，具有較大的區(qū)別。數(shù)字化電能計(jì)量裝置主要利用電子互感器進(jìn)行信息接受和信息發(fā)送。此過程中，電子互感器能夠通過解析、計(jì)算掌握電能值，并將最終結(jié)果生成相應(yīng)的報(bào)文，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳達(dá)到數(shù)字終端設(shè)備。由此可以看出，在實(shí)際應(yīng)用過程中，數(shù)字化電能計(jì)量裝置具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

1 數(shù)字化電能計(jì)量裝置信息模型

隨著數(shù)字化電能計(jì)量裝置模型的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，傳統(tǒng)的通信規(guī)約測(cè)試方法已經(jīng)不能對(duì)當(dāng)前的電能計(jì)量裝置進(jìn)行有效測(cè)量。因此，必須對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約的測(cè)量方法進(jìn)行不斷完善和優(yōu)化。此過程中，要想對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行高質(zhì)量的通信規(guī)約測(cè)量，就要對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置信息模型進(jìn)行研究。數(shù)字化電能計(jì)量裝置信息模型主要對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，其中各種邏輯節(jié)點(diǎn)的功能、類型主要包括以下內(nèi)容：LLNO、LPHED兩種類型的邏輯節(jié)點(diǎn)具有對(duì)基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的功能；MTST類型的邏輯節(jié)點(diǎn)具有計(jì)費(fèi)參數(shù)的功能；MMTR邏輯節(jié)點(diǎn)具有計(jì)量功能，同時(shí)能夠進(jìn)行正反向有功電能計(jì)量、四象限無功電能計(jì)量以及需要計(jì)量等；MMXU邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量工作，主要包括對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；MTUV、MTOV、MTUC、MTOC負(fù)責(zé)告警專制，主要包括對(duì)各相失壓、各相欠壓、各相過壓、電壓不平衡、各相失流、各相斷流、各相過流等情況進(jìn)行警報(bào)；GGIO主要負(fù)責(zé)對(duì)其他事件進(jìn)行管理，包括采樣異常、電能表出現(xiàn)故障以及掉電等情況。在對(duì)信息模型進(jìn)行具體實(shí)例化的過程中，應(yīng)該建立不同的實(shí)例對(duì)象，其中每一個(gè)對(duì)象代表一個(gè)數(shù)字化計(jì)量裝置的功能。例如，當(dāng)邏輯節(jié)點(diǎn)MMTR為建立對(duì)象時(shí)，可以將MMTR1作為電能計(jì)量裝置，MMTR2作為需要計(jì)量的量；如果將MTUV作為建立對(duì)象，則MTUV1作為U相失壓，MTUV2代表V相失壓，MTUV3代表W相失壓，由此可以看出邏輯節(jié)點(diǎn)與測(cè)量對(duì)象之間的關(guān)系。

2 數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約的測(cè)試方法

2.1 ICD測(cè)試法

對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行通信規(guī)約測(cè)量，大致由以下幾個(gè)部分組成：計(jì)量裝置模型、ACSI服務(wù)測(cè)試、MMS變量、SCL語義分析、XML語法分析、MMS報(bào)文解碼、接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、數(shù)字化電能計(jì)量裝置以及ICD。以上幾部分內(nèi)容共同組成了通信規(guī)約測(cè)試裝置，具體流程如下。首先，由計(jì)量裝置模型對(duì)ACSI服務(wù)測(cè)試發(fā)出信號(hào)，該服務(wù)測(cè)試系統(tǒng)直接將信號(hào)傳遞到數(shù)字化電能計(jì)量裝置中；計(jì)量裝置對(duì)ICD進(jìn)行信息傳輸，再將信息傳輸?shù)絏ML語法分析系統(tǒng)、SCL語義分析系統(tǒng)，最終將其傳遞到MMS變量中。MMS變量除了包括XML語法分析系統(tǒng)和SCL語義分析系統(tǒng)外，還包括MMS報(bào)文解碼系統(tǒng)和接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行通信規(guī)約測(cè)試的過程中，主要對(duì)信息模型、抽象信息服務(wù)進(jìn)行測(cè)試。在對(duì)信息模型進(jìn)行測(cè)試的過程中，主要采用的方式是對(duì)ICD進(jìn)行測(cè)試，大致測(cè)試流程。首先，對(duì)ICD進(jìn)行語法以及語義分析；其次，找出MMS中對(duì)應(yīng)的虛擬設(shè)備和變量。最后，根據(jù)最終顯示的信息制作數(shù)字化電能計(jì)量裝置信息模型，通過對(duì)信息模型進(jìn)行測(cè)試的方式，達(dá)到對(duì)數(shù)字電能計(jì)量裝置進(jìn)行通信規(guī)約測(cè)試的目的[1]。

2.2 抽象通信服務(wù)測(cè)試法

在對(duì)抽象通信服務(wù)進(jìn)行測(cè)試的過程中，需要利用ACSI服務(wù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置中的信息進(jìn)行分析，主要指通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收的數(shù)字信息。經(jīng)過MMS報(bào)文解碼系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行解碼處理，最終生成相應(yīng)的MMS協(xié)議，主要包括VMD、Domain、Variable等對(duì)應(yīng)信息。利用以上信息制作成信息模板，對(duì)信息模板進(jìn)行通信規(guī)約測(cè)試。在對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量抽象信息服務(wù)進(jìn)行測(cè)試的過程中，主要利用MMS報(bào)文讀取的方式分析其中的數(shù)據(jù)信息，再利用該信息模型對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行服務(wù)測(cè)試。此過程中，主要對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置的數(shù)據(jù)信息、報(bào)告控制塊等進(jìn)行測(cè)量。

3 數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約的測(cè)試方案

3.1 測(cè)試項(xiàng)目的確定

確定測(cè)試項(xiàng)目的過程中，需要重點(diǎn)對(duì)以下三個(gè)部分進(jìn)行確定。

第一部分，檢查語法。ICD主要是對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置中的信息模型和信息服務(wù)進(jìn)行描述的系統(tǒng)，本質(zhì)上是一個(gè)XML文件，因此必須符合XML格式。第一，ICD必須滿足XML的語法規(guī)范，主要包括對(duì)XML的聲明進(jìn)行測(cè)試、對(duì)標(biāo)簽配對(duì)進(jìn)行測(cè)試、對(duì)其中的元素嵌套進(jìn)行測(cè)試以及對(duì)其屬性進(jìn)行測(cè)試。第二，ICD一定要滿足IEC中的語法規(guī)則，主要包括ICD中元素、屬性出現(xiàn)的次數(shù)以及先后順序等。

第二部分，檢查模型的完整性。要想保證對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置進(jìn)行通信規(guī)約的測(cè)試質(zhì)量，就要對(duì)保證信息模型建立的完整性。這里，完整性是指數(shù)字化電能計(jì)量裝置中每部分的信息模型必須具有與其相對(duì)應(yīng)的意義。在對(duì)其完整性進(jìn)行測(cè)試的過程中，需要對(duì)以下幾方面進(jìn)行測(cè)試。例如，對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)制對(duì)象進(jìn)行測(cè)試、對(duì)數(shù)據(jù)中所在的邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定義、需要引用的邏輯節(jié)點(diǎn)一定要在Data Type Template中找到相應(yīng)的定義。只有滿足以上幾點(diǎn)內(nèi)容，才能夠保證模型信息的完整性[2]。

第三部分，檢查信息的一致性。信息一致指的是數(shù)字化電能計(jì)量裝置中的信息定義必須符合相關(guān)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)模型的規(guī)定，也是其中的主要檢測(cè)內(nèi)容。在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的過程中，檢測(cè)項(xiàng)目包括以下幾點(diǎn)。首先，檢測(cè)邏輯節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)屬性和數(shù)據(jù)對(duì)象，其中可選擇的數(shù)據(jù)項(xiàng)目一定要與標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目相互對(duì)應(yīng)。其次，檢測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的類型，保證數(shù)據(jù)項(xiàng)目類型中的表示方法與標(biāo)準(zhǔn)方法相互一致。最后，檢測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和擴(kuò)充使用，保證其與標(biāo)準(zhǔn)方式一致。

3.2 信息模型的測(cè)試

對(duì)信息模型進(jìn)行測(cè)試，主要目的是對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置中信息模型的節(jié)點(diǎn)指針與標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行對(duì)比。如果其中存在不符合標(biāo)準(zhǔn)的信息，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，并將其剔除。第一步，提取標(biāo)準(zhǔn)信息模型中的節(jié)點(diǎn)和需要進(jìn)行檢測(cè)的信息節(jié)點(diǎn)。第二步，查找IED節(jié)點(diǎn)，找出其與LDI類型相同的裝置。第三步，提取LDS節(jié)點(diǎn)中的LN-LDS節(jié)點(diǎn)和LD-I節(jié)點(diǎn)。第四步，比較LN-LDS節(jié)點(diǎn)與LN-LDI節(jié)點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行比較的過程中，要仔細(xì)對(duì)比每一項(xiàng)數(shù)據(jù)，直到全部數(shù)據(jù)比較結(jié)束。第五步，在IED節(jié)點(diǎn)中取出一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，根據(jù)第三步到第五步的比較方法進(jìn)行比較，直到將所有邏輯裝置比較結(jié)束。在對(duì)兩個(gè)信息模型進(jìn)行比較的過程中，可以采用雙向比較的方式，即將標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電能計(jì)量裝置作為標(biāo)準(zhǔn)參考，對(duì)需要與其進(jìn)行比較的模型進(jìn)行逐一比較。這種方式能夠檢測(cè)出被檢測(cè)模型數(shù)據(jù)信息中不存在的模型對(duì)象，進(jìn)而對(duì)該信息模型的完整性進(jìn)行檢測(cè)。另外，可以將被檢測(cè)信息模型作為標(biāo)準(zhǔn)模型，將標(biāo)準(zhǔn)信息與其進(jìn)行比較。這種方式能夠判斷出被檢測(cè)信息模型中是否具有標(biāo)準(zhǔn)新模型中不具備的定義對(duì)象[3]。

4 結(jié) 論

綜上所述，隨著人們對(duì)數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約測(cè)試的要求越來越高，如何提高其測(cè)試質(zhì)量成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。本文研究數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約測(cè)試方案發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行研究能夠有效提高通信規(guī)約測(cè)量的質(zhì)量和數(shù)字化電能計(jì)量專制的應(yīng)用質(zhì)量。由此可以看出，研究數(shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約測(cè)試方案，能夠?yàn)榻窈髷?shù)字化電能計(jì)量裝置通信規(guī)約測(cè)試的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王彬吉.數(shù)字化電能計(jì)量裝置系統(tǒng)誤差研究和仿真分析[D].成都：電子科技大學(xué)，2016.

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[3] 岳國(guó)義，耿建坡，張 秦，等.數(shù)字化與傳統(tǒng)式電能計(jì)量裝置比對(duì)研究[J].電測(cè)與儀表，2017，47（6）：1-4.