繼電保護功能測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

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摘要：繼電保護裝置在保護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行等方面起著至關(guān)重要的作用。為了減少在研發(fā)、投運和維護階段對繼電保護裝置進行測試而消耗的大量人力物力，亟需開發(fā)出繼電保護功能自動測試的系統(tǒng)，而其中非常重要的一步就是要設(shè)計一個性能良好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。按照軟件工程中結(jié)構(gòu)化的分析和設(shè)計方法，對自動測試系統(tǒng)和繼電保護裝置進行需求分析，并用SQLServer2008進行數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計與實現(xiàn)，給出繼電保護功能自動測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程。

關(guān)鍵詞：自動測試系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫設(shè)計；SQLServer2008

微機繼電保護裝置作為智能變電站不可或缺的一員，其自身的可靠性與穩(wěn)定性直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的日常運行效率與安全，是智能變電站的二次核心［1－3］。隨著我國智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，繼電保護裝置尤其是微機繼電保護裝置更是以非常迅速的速度在發(fā)展，但無論是在研究生產(chǎn)階段，還是在投入運行維護階段都必須對繼電保護裝置進行非常嚴格的測試。傳統(tǒng)的人工檢測操作方式在面臨如此巨大的測試量時，顯然是需要消耗非常多的人力物力并且對測試的準確性和精確性都將有影響，因此對繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)的研究是十分重要的［4］。數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了手工管理數(shù)據(jù)、文件系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)三個發(fā)展階段［5］。近年來隨著多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，那么設(shè)計一個良好的數(shù)據(jù)庫，就成了當務(wù)之急。一個好的數(shù)據(jù)庫，不僅可以節(jié)約數(shù)據(jù)的存儲空間，還可以使數(shù)據(jù)的完整性、安全性等得到保證［6］。本文將以繼電保護功能自動測試系統(tǒng)為設(shè)計目標，以Mi-crosoftSQLServer2008為設(shè)計平臺，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計步驟，設(shè)計出一個能夠滿足各項功能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1．1需求分析

本數(shù)據(jù)庫所結(jié)合的繼電保護功能自動測試系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如圖1所示，它主要由測試編輯器、數(shù)據(jù)庫、測試執(zhí)行軟件、測試引擎和測試報告工具這5個部分組成。測試人員可通過測試編輯器編輯或修改測試用例數(shù)據(jù)并上傳到數(shù)據(jù)庫，然后在測試執(zhí)行軟件上進行選擇測試內(nèi)容，再通過測試引擎與測試裝置進行數(shù)據(jù)文件交互下達測試命令，測試結(jié)束將結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫，隨時可通過測試報告工具進行查看測試結(jié)果。每一部分都是相互關(guān)聯(lián)的，并且可以看到數(shù)據(jù)庫在這里面的作用是非常關(guān)鍵的。結(jié)合自動測試系統(tǒng)功能、微機繼電保護裝置和測試方法，可以得出數(shù)據(jù)庫應(yīng)該包含以下幾點：1）測試用例數(shù)據(jù)，測試用例是由測試用例數(shù)據(jù)和測試模板組成，不同的測試用例數(shù)據(jù)加上不同的模板可以組合出多種測試用例。測試用例包含：測試表、判據(jù)表、配置映射表、文件表、參數(shù)表、序列表、定值表和測試模板表等。2）測試對象數(shù)據(jù)，包含測試對象的類型表（比如繼電保護中的保護功能、測量和控制功能等）、測試對象表、測試對象定值表、公差表等。3）UUT（unitundertest）信息，包括UUT信息和UUT的通信類型。其中，一個UUT即一臺繼保裝置。4）測試地點和設(shè)備信息，包括測試地點、測試站、測試站狀態(tài)、測試設(shè)備的輸入輸出等信息。5）測試項目信息，可以將多個測試歸為一個測試項目，以便進行項目綜合管理。6）用戶信息和權(quán)限設(shè)定，進行用戶信息的存儲以及對每個用戶進行授權(quán)。

1．2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

在需求分析階段，對系統(tǒng)的應(yīng)用需求進行仔細的調(diào)查和分析，但當前這些應(yīng)用需求還依然只是表現(xiàn)為現(xiàn)實世界中的具體需求，因此需要把這些具體需求進一步抽象為計算機信息世界的結(jié)構(gòu)，才可以更正確無誤地用DBMS來實現(xiàn)這個應(yīng)用系統(tǒng)的需求。由于每個實體的屬性較多，因此在此E－R圖上沒有畫出具體屬性。（1）測試用例數(shù)據(jù)測試與測試用例數(shù)據(jù)之間的E－R圖如圖2所示。由于一個測試只能包含其他數(shù)據(jù)中的一項，但是其他數(shù)據(jù)中的一項可以給多個測試使用，因此測試和其他數(shù)據(jù)之間是n:1的關(guān)系。（2）測試對象數(shù)據(jù)測試對象即指具體要測試的對象，包括保護功能、標準配置和系統(tǒng)軟件設(shè)置等都是測試的對象，測試對象數(shù)據(jù)的E－R圖如圖3所示。每個測試對象只包含一種類型，但是一種類型可以給多個測試對象，因此測試對象類型和測試對象是1:n的關(guān)系。同理一個測試對象可以有多個測試定值，但是一個定值只能測試一個對象，即測試對象與測試對象定值之間也是1:n的關(guān)系。（3）測試項目信息測試項目信息E－R圖如圖4所示。一個用戶可以創(chuàng)建多個項目，一個項目只能由一個用戶創(chuàng)建，因此用戶和項目的關(guān)系為1:n；一個項目只能選擇一種狀態(tài)，一種狀態(tài)可以給多個項目，因此項目和項目狀態(tài)之間的關(guān)系也是n:1；一個項目只能測試一臺UUT，而一臺UUT可以有多個測試項目，即項目和UUT也是n:1；一個項目只能對應(yīng)一個項目測試信息，所以它們是1:1的關(guān)系；一個測試項目信息只有一種測試狀態(tài)，而一種測試狀態(tài)可以屬于多個測試項目信息，所以測試項目信息和測試狀態(tài)是n:1的關(guān)系；一個測試項目信息只能包含一個測試對象，而一個測試對象可以在多個測試信息里，因此測試項目信息和測試對象也是n:1的關(guān)系；一個項目測試信息只能有一個測試站，而一個測試站可以有多個項目測試信息，所以測試項目信息和測試站的關(guān)系是n:1。（4）UUT信息UUT信息的E－R圖如圖5所示。一臺UUT只可選擇一種通信類型，而一種通信類型可以給多臺UUT，因此UUT和UUT的通信類型是n:1的關(guān)系。（5）測試地點和設(shè)備信息測試地點和設(shè)備信息的E－R圖如圖6所示。一個測試地點可以有多個測試站，而一個測試站只能在一個測試地點，因此測試地點和測試站的關(guān)系是1:n；一個測試站包含多個測試裝置，而一個測試裝置只屬于一個測試站，即測試站和測試裝置的關(guān)系是1:n；一個測試站對應(yīng)著一個實時的測試站狀態(tài)，即兩者關(guān)系為1:1；一個測試站有多個提供電壓電流等輸入輸出的測試設(shè)備，而這些設(shè)備都只能在一個測試站，因此測試站與測試設(shè)備的關(guān)系是1:n。（6）用戶信息及權(quán)限用戶信息的E－R圖如圖7所示。一個用戶可以有多項權(quán)限，而一個權(quán)限只能給一個用戶，因此用戶和權(quán)限之間的關(guān)系是1:n；一個權(quán)限只能有一個級別，而一個級別可以給多個權(quán)限，因此權(quán)限和級別的關(guān)系是n:1。

2數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

根據(jù)上述的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計完各個表的屬性，便可根據(jù)所選數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行物理設(shè)計。本設(shè)計在SQLServer2008［7］進行物理設(shè)計與實現(xiàn)。（1）測試用例此表包括測試用例信息和測試表集群中的表的鏈接，是用于創(chuàng)建測試的主表，當將新行添加到表中時，就創(chuàng)建一個新的測試。具體字段信息如表1所示。TO即TestObject，xxx表示測試對象的具體名稱。（2）測試對象本部分中主要存儲測試對象的信息，表2中主要存儲測試對象的總體信息，此表中的一行即是測試系統(tǒng)中的一個測試對象。（3）測試項目表3所示的是測試項目的主表，主要存儲項目的信息，表中的一行即一個測試項目。（4）UUT信息表UUT的字段信息如表4所示，一行代表著測試系統(tǒng)中的一個新的UUT。（5）測試站信息表本部分主要是存儲測試站的信息，具體字段信息如表5所示。（6）用戶信息及權(quán)限本部分進行用戶的權(quán)限設(shè)置，包括開發(fā)權(quán)限和測試工具軟件的使用權(quán)限。具體字段信息如表6所示。

3結(jié)束語

本文介紹了繼電保護功能自動測試系統(tǒng)的一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程，并且在SQLServer2008上實現(xiàn)了該數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。在正式投入運行后的實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要進行增刪，同時可以創(chuàng)建存儲過程，如依據(jù)所要進行的測試內(nèi)容添加測試信息等，以提高數(shù)據(jù)庫的性能。

參考文獻

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［3］欒茜．智能變電站繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)研究和應(yīng)用［J］．電力科技，2015，36：221

［4］張著濤．繼電保護裝置智能自動化測試系統(tǒng)研究與設(shè)計［D］．上海：上海交通大學(xué)，2016：1－2

［5］張晨霞．數(shù)據(jù)庫技術(shù)［M］．北京：中國水利水電出版社，2013：4－5

［6］陳艷，張冬姣．數(shù)據(jù)庫設(shè)計［J］．福建電腦，2012（2）：109－110

［7］劉志勇，劉徑舟．SQLServer2008寶典［M］．2版．北京：電子工業(yè)出版社，2011

作者：陳桂棠 孫園 侯攀科 單位：廈門理工學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院