关于云南电网某地调一体化电网运行智能主站系统工厂验收的测试方法

施正香 周洋 洪灿梅 于磊 孙建东 和淑芬 李嫣然

摘要：随着电网规模的日益扩大，传统的调度自动化主站系统已无法满足二次系统内部信息横向融合和纵向贯通的要求;故南方电网公司提出了一套技术含量高、应用要求广泛、集成度高、系统规模大的一体化电网运行智能系统（OS2）来支撑及推动二次系统一体化的发展。本文主要阐述了云南电网某地调一体化电网运行智能主站系统工厂验收过程中的主要测试方法及内容，通过测试来规避系統运行过程中存在的风险，确保系统在投入正式运行后全生命周期内能稳定运行。

关键词：一体化电网运行智能系统;工厂验收;测试方法;内容

Abstract：With the increasing scale of power grid，the traditional dispatching automation master station system can no longer meet the requirements of horizontalinformation fusion and vertical connection in the secondary system. Therefore，China southern power grid corporation proposed a set of integrated power grid operationintelligent system（OS2）with high technical content，wide application requirements，high integration degree and large system scale to support and promote the development of secondary system integration. This paper mainly describes the main testing methods and contents in the acceptance process of the intelligent masterstation system for the operation of yunnan power grid，which can avoid the risks in the system operation and ensure the stable operation of the system in the whole life cycle after it is put into operation.

Key words：Integrated grid operation intelligent system;factory acceptance;test method;content

一、引言

传统的调度自动化主站系统设计建设只针对调度中心直接调管厂站的建模与监视控制，主要解决的是调度员日常监视控制层面的问题。为满足电网大二次一体化的要求，解决二次系统种类繁多、电力系统内部信息分散、缺乏统一管控系统的问题，南方电网公司提出以电力系统运行为核心，实现业务和信息的横向协同和纵向贯通的技术支持系统，即一体化电网运行智能系统（OperationSmartSystem，OS2）。

一体化电网运行智能系统（以下简称 OS2系统）覆盖了网、省、地各级调度主站系统和厂站系统，为电网安全、经济、优质、环保的运行提供了保障;其设计按照“一体化、模块化、智能化”的原则设计建设。目的是实现统一平台、统一维护、统一资源共享，运用最新的技术规范和技术要求来支撑及推动二次一体化的发展，提高电网运行监控和运行管理满足日益复杂的电网运行管控需要。

由于 OS2系统技术含量高、应用要求高、集成度高、系统规模大，这就要求系统在运行过程中性能稳定、运行可靠、适用广泛、全面开放、维护方便、不发生任何有责任的事故事件，所以在验收过程中要对系统的建设质量进行严格把关，为后续的现场调试和运行维护提供便利。本文主要阐述了云南电网某地调 OS2主站系统工厂验收过程中的主要测试方法及内容，通过测试来规避系统运行过程中存在的风险，确保系统在投入正式运行后全生命周期内能稳定运行。

二、一体化电网运行智能主站系统架构

OS2主站系统分网、省、地三级，其中地级主站系统包含地县两级的运行监控及运行管理的功能，县级系统以远程工作站的形式设计建设。各级系统通过 OSB纵向服务总线实现信息交互。

OS2主站系统由基础支撑层、数据支持层、业务应用层、分析决策层构成。其中基础支撑层有基础平台和 OSB总线组成，为电网监视控制、运行分析、运行管理提供全面支撑;数据支持层的智能数据中心为业务应用层提供数据支撑;业务应用层包括智能监视中心、智能控制中心、智能管理中心;分析决策层的电力系统运行驾驶舱为异常事件的预警和智能决策提供支持。主站系统体系架构如图 1所示。

三、出厂测试的内容与方法

OS2主站系统基础软硬件功能的工厂验收（Factory Acceptance Test，FAT）包括数据采集、运行监视功能、运行分析功能、运行控制功能、平台应用服务、智能告警、关系数据库服务、时序数据库服务、实时数据库服务、图形工具、OSB服务、运行数据中心、系统资源管控、二次安防管理、在线外网等值、商用软硬件等功能软硬件的厂内验收。

工厂验收就是在搭建好测试环境后通过专业的测试工具模拟电网在正常运行和事故状态下的综合性能，根据测试过程中出现的问题对系统的质量进行评估。主要的测试内容及方法如下：

1、系统冗余测试

1）交换机冗余测试系统交换机至少包括前置通信网交换机、各区主干网及各区接入网交换机。前置通信网及各区主干网交换机都应双重化冗余配置。

交换机冗余测试：主备模式运行的交换机，应关闭主交换机的电源，负载均衡模式运行的交换机，关闭任一台交换机的电源;检查告警是否正确;检查模拟图是否与实际情况相符;检查相关节点 ip漂移情况;检查数据库连接是否正常，是否有数据丢失;在任意一台工作站节点上做开关操作、遥测操作、报表查询及实时数据库操作，检查通讯是否正常。

2）服务器的冗余测试

监视控制与数据采集服务器（SCADA）、前置服务器（FES）等重要应用服务器应冗余配置，满足检修状态下 N-1的要求。同时也可将监视控制与数据采集服务器、前置服务器作为其他重要应用的后备式服务器，当其他应用服务器的一台或多台故障或宕机时，由系统自动启动后备式服务器，保证系统正常运行。

服务器 N-1测试：主备模式运行的服务器，关闭主服务器的电源，负载均衡模式运行的服务器，关闭任一台服务器电源;检查服务器主备节点是否切换，记录切换时间，切换时间应不大于30s;检查告警是否正确;检查模拟图是否与实际情况相符;检查相关节点 ip漂移情况;检查历史采样是否有数据丢失等。

服务器 N-2测试：在上述服务器 N-1测试的基础上进行测试，将余下一台服务器的电源关闭，检查后备服务器是否启动;检查告警是否正确;检查模拟图是否与实际情况相符;检查历史采样是否有数据丢失等。

2、系统性能的测试

1）、系统I、II区实时性通过工厂搭建的模拟测试系统进行各类模拟操作，查看测试响应时间是否满足表 1的要求。

2）、系统负载率指标

利用专业测试系统对各节点服务器及工作站的性能和网络負荷率进行监视;记录电网正常和事故情况下，服务器及工作站 CPU负载率（5分钟平均值，CPU测试扫描周期为 1秒），正常情况下 CPU负载率的参考值是不大于 30%，异常情况下 CPU负载率的参考值不大于 50%。记录任何情况下，在任意 5分钟，主干网的平均负荷率不超过 10%，双网以分流方式运行时，每一网络的负载率应小于 6%，单网运行时负载率不超过 12%。

3）黑启动测试

黑启动是主站系统因故障或外部电源失电发生全系统停运时，为尽快恢复系统正常运行，保证调度员对电网的监视控制采取的一种有效的处置手段。黑启动包括昀小方式黑启动和全系统黑启动。

昀小方式黑启动测试：关闭服务器、交换机和阵列的电源确保整个系统处于关闭状态后;开启前置、主干交换机各 1台，按下电源按钮时计时开始;启动 1台前置服务器，开启 1台调度员工作站，记录服务器操作系统完成启动后到核心监视实时库启动成功的时间;记录操作系统完成启动后系统监视和管理正常的时间。系统功能正常时，测试计时停止。昀小方式黑启动总时间不大于 15分钟。

全系统黑启动：系统在完成昀小方式黑启动后依次开启网络、服务器等设备，计时开始;系统功能正常时，测试计时停止。全系统黑启动恢复时间不大于 30分钟。

3、Web压力测试

用非 ActiveX控件模式的 SVG WEB使用 Loadrunner进行 200个用户同时对 WEB进行访问操作;定义集结点模拟用户访问操作的并发执行，忽略各操作之间的用户思考时间;除用户初始化阶段和退出阶段，事务并发运行持续时间 10分钟;模拟 WEB用户查看潮流图、厂站接线图、历史数据、告警信息操作的时间，用户查看的响应时间不大于 6S。

4、稳定性测试

稳定性测试即在系统全部设备同时投入运行的情况下，在不少于7*24h的连续时间内测试系统运行的稳定性情况。测试期间，系统不应出现进程无故退出、应用切换，不应出现硬件、操作系统、数据库、中间件宕机。

5、大容量雪崩测试

大容量测试：测试系统可接入的厂站数量和采集的四遥信息量是否满足系统设计的要求。利用专业测试工具模拟接入的厂站数和信息量，并设置每个厂站变化数据为 20个遥测/10秒、2个遥信/10秒、2个 SOE/10秒，在此情况下检查系统功能是否正常，各项性能是否满足要求;

雪崩测试：电网在事故情况下，多个厂站同时产生大量状态变位时的处理能力;雪崩测试是在大容量测试环境下进行;用专业测试工具模拟定义 200个站发生雪崩，每个事故站有 50个遥测/秒、30个遥信/秒、30个SOE/秒的变化数据，持续时间 30分钟。检查系统前置收到的数据、存入数据库中的数据是否与模拟测试仪发送的数据一致;逐一测试实时性等时间指标;包括调图、遥控、置数、置位、取曲线等各项性能指标是否满足要求。

四、结束语

本文所阐述的综合性能测试方法可对 OS2主站系统的各项功能和性能进行全面测试，根据测试过程中出现的问题对系统的质量进行评估。目前，该测试方法已成功应用于云南电网多个地级 OS2主站系统的工厂验收阶段，测试过程中发现了较多问题，通过整改来规避系统运行过程中存在的风险，提高了系统的建设质量和投入正式运行后全生命周期内运行的稳定性。

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