本發(fā)明涉及計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺及其測試方法。屬于智能電網(wǎng)的一種電力系統(tǒng)仿真測試方法。

背景技術(shù)：
自21世紀(jì)以來，世界各國紛紛提出了各自對未來智能電網(wǎng)的設(shè)想和框架，而國際電工委員會、國際大電網(wǎng)會議組織等國際組織也給予智能電網(wǎng)高度支持。智能電網(wǎng)環(huán)境下狀態(tài)數(shù)據(jù)量將巨增，遠遠超出傳統(tǒng)電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測的范疇，不僅包括實時在線狀態(tài)數(shù)據(jù)，還應(yīng)包括設(shè)備基本信息、試驗數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)、巡檢記錄、帶電測試數(shù)據(jù)等離線信息，數(shù)據(jù)量極大、可靠性和實時性要求高，面對這些海量的、分布式的、異構(gòu)的、復(fù)雜的狀態(tài)數(shù)據(jù)，給常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲與管理方法帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，傳統(tǒng)的普通測試架構(gòu)已不能滿足海量測試數(shù)據(jù)的需求。要測試海量電網(wǎng)數(shù)據(jù)，需要對測試系統(tǒng)做全面的升級改造，但如何保證測試系統(tǒng)能承受著如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)，是擺在設(shè)計工程師面前的一大難題?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了測試智能電網(wǎng)的海量實時數(shù)據(jù)，以檢測智能電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載能力，可以有二個途徑實現(xiàn)：一是從硬件設(shè)施著手，需要花大量的資金去搭建和拆除測試環(huán)境，如服務(wù)器與仿真測試工具的部署與采購，測試平臺的安裝與調(diào)試等，成本很高。二是采用虛擬儀器的方式，即在通用計算機上加上一組軟件或硬件，同樣需要大量的人力物力去配置硬件環(huán)境和設(shè)置虛擬儀器，同時測試結(jié)果也難以收集和處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)的測試系統(tǒng)存在硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需投入的成本較高、測試范圍小的缺陷，需要設(shè)計新的測試平臺以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一，是為了克服現(xiàn)有方法需要采用大量硬件設(shè)備，且測試結(jié)果難以收集和處理等不足，提供一種智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺，該系統(tǒng)能夠模擬生成大規(guī)模測試數(shù)據(jù)，收集測試數(shù)據(jù)和生成測試報告，避免采購硬件設(shè)備，開發(fā)測試程序和維護測試平臺的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明的目的之二，是為了提供一種智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺的測試方法，該方法能夠快速、低成本、高效的構(gòu)造大規(guī)模測試環(huán)境，仿真測量裝置向外發(fā)出的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的目的之一可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺，包括硬件設(shè)備，其特征在于：1）在硬件設(shè)備中設(shè)有云計算的虛擬化單元、中央控制器模塊和代理模塊，通過云計算的虛擬化單元虛擬化出若干虛擬機；2）中央控制器模塊設(shè)置在獨立設(shè)置在一臺虛擬機中、構(gòu)成中央控制器，所述中央控制器具有人機交互操作控制回路、以實現(xiàn)全部人機交互操作控制；3）所述代理模塊以虛擬機鏡像文件的形式存放在中央控制器中，由中央控制器申請啟動虛擬機后將其激活，并運行在申請啟動的虛擬機上；4）通過所述云計算的虛擬化單元，將硬件源設(shè)備的底層資源池統(tǒng)一管理和使用，屏蔽底層硬件異構(gòu)性；中央控制器根據(jù)測試計劃進行動態(tài)分配測試虛擬機，根據(jù)測試規(guī)模的不同，啟動不同規(guī)模的虛擬機；以云平臺的形式實現(xiàn)智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試。進一步地：中央控制器模塊包括測試計劃管理模塊、容量預(yù)測模塊、虛擬機管理接口模塊、虛擬機鏡像文件管理模塊、測試報告生成模塊和消息通信模塊；被激活的代理模塊構(gòu)成代理服務(wù)器，包括子測試計劃管理模塊、測試數(shù)據(jù)生成模塊、虛擬裝置模塊、測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊和代理通信模塊，代理服務(wù)器模擬測量裝置向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過待測系統(tǒng)進行測試，然后向中央控制器回傳測試數(shù)據(jù)，最后中央控制器銷毀這些虛擬機，釋放測試資源，并將測試報告展示給用戶。進一步地：還設(shè)有多協(xié)議適配模塊，所述多協(xié)議適配模塊設(shè)置在測試數(shù)據(jù)生成模塊和虛擬裝置模塊之間，通過多協(xié)議適配模塊轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范的消息格式發(fā)送到虛擬裝置模塊，實現(xiàn)不同監(jiān)測裝置的仿真測試。進一步地：1）所述測試計劃管理模塊為控制測試開展的核心模塊，具有與用戶交互、用戶錄入測試信息、輸入測試計劃和調(diào)度整個測試方案的單元結(jié)構(gòu)；以及分解測試計劃，并發(fā)送個各個代理服務(wù)器；2）所述容量預(yù)測模塊通過分層排隊網(wǎng)分析和Kalman濾波反饋，得到虛擬機數(shù)量；3）所述虛擬機管理接口模塊，向虛擬機管理軟件申請和回收虛擬機和查詢虛擬機部署信息；4）所述虛擬機鏡像文件管理模塊，利用虛擬機管理結(jié)構(gòu)將鏡像文件部署到虛擬機之上，虛擬機啟動之后自動啟動代理模塊；5）所述測試報告生成模塊，負(fù)責(zé)收集代理傳送回來的測試數(shù)據(jù)，該模塊采用B/S的模式展現(xiàn)結(jié)果，通過圖像化的方式，以圖表形式將上述結(jié)果展現(xiàn)給用戶，用戶可以查看單個代理的測試結(jié)果，也可以總的匯總結(jié)果；6）所述消息通信模塊，負(fù)責(zé)和代理模塊進行通信、接受組播消息，每個代理模塊啟動之后發(fā)送組播信息給中央控制器模塊、以通知有新的代理服務(wù)器啟動；消息通信模塊在收到組播后會將其地址返回給代理模塊，然后與代理模塊建立TCP連接，實現(xiàn)中央控制器模塊和代理模塊的通信。進一步地：1）所述子測試計劃管理模塊，負(fù)責(zé)管理代理服務(wù)器的測試過程，中央控制器的測試計劃管理模塊，將計劃分解后發(fā)送個各個代理服務(wù)器；子測試計劃管理模塊根據(jù)測試計劃信息，調(diào)用測試數(shù)據(jù)生成模塊生成負(fù)載數(shù)據(jù)，并調(diào)用多協(xié)議適配模塊轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，發(fā)送消息；2）所述測試數(shù)據(jù)生成模塊，負(fù)責(zé)生產(chǎn)模擬的監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式分為三類：隨機、函數(shù)分布和歷史數(shù)據(jù)，隨機生成的數(shù)據(jù)，不關(guān)心數(shù)據(jù)合理性；函數(shù)分布指按照給定的分布形式，生成符合分布的數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)是讀取歷史數(shù)據(jù)，再次生成數(shù)據(jù)，此時需要中央控制器將數(shù)據(jù)傳送到代理節(jié)點；測量裝置可能會采集多個屬性，每個屬性都會對應(yīng)一種數(shù)據(jù)生成的方式，最后以集合的形式傳遞給多協(xié)議適配器模塊，由多協(xié)議適配器模塊完成消息封裝的任務(wù)；3）所述虛擬裝置模塊，該模塊是面向待測系統(tǒng)的接口模塊，負(fù)責(zé)從子測試計劃模塊獲得待測系統(tǒng)的地址，然后與其建立通信；一個代理服務(wù)器上會部署多個虛擬裝置模塊，虛擬裝置模塊的數(shù)據(jù)來源是多協(xié)議適配模塊，虛擬裝置模塊自身不負(fù)責(zé)生成數(shù)據(jù)，而只是保持與待測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信；4）所述測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊，該模塊負(fù)責(zé)在測試過程中監(jiān)測代理服務(wù)器的性能，監(jiān)測數(shù)據(jù)一部分來自對虛擬機資源利用率的監(jiān)測，另一部分來自對虛擬裝置的監(jiān)測。本發(fā)明的目的之二通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺的負(fù)載仿真測試方法，其特征在于：以虛擬化云平臺為基礎(chǔ)，通過中央控制器和代理服務(wù)器實現(xiàn)不同模擬測量向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述測試具體步驟如下：1）中央控制器通過測試計劃管理模塊輸入用戶端的測試計劃，中央控制器采用資源動態(tài)分配的方式，通過容量預(yù)測模塊分析本測試所需的最佳虛擬機數(shù)量，根據(jù)預(yù)測結(jié)果通過虛擬機管理接口模塊向云平臺申請相應(yīng)數(shù)量的虛擬機，通過虛擬機鏡像文件管理模塊將裝有代理模塊的虛擬機鏡像文件部署在這些虛擬機上，構(gòu)成代理服務(wù)器，并啟動這些虛擬機；2）啟動之后，通過消息通信模塊建立代理服務(wù)器與中央控制器之間的通信連接，中央控制器通過子測試計劃管理模塊將測試計劃分解為若干份，每個代理服務(wù)器分派一份子任務(wù)，由子測試計劃管理模塊接收子任務(wù)；3）代理服務(wù)器接受到任務(wù)之后，通過代理服務(wù)器模擬監(jiān)測裝置向服務(wù)器發(fā)送大量監(jiān)測數(shù)據(jù)，測試服務(wù)器的性能；開始測試時，代理服務(wù)器通過測試數(shù)據(jù)生成模塊按指定的數(shù)據(jù)來源方式生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，生成的數(shù)據(jù)通過多協(xié)議適配模塊進行封裝，轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范的消息格式發(fā)送到虛擬裝置模塊，通過虛擬裝置模塊傳遞到待測系統(tǒng)進行測試，通過測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊監(jiān)測代理服務(wù)器的性能；4）測試結(jié)束時，代理服務(wù)器通過測試計劃管理模塊回傳測試數(shù)據(jù)到中央控制器，中央控制器在接收完回傳數(shù)據(jù)之后會銷毀這些虛擬機，釋放測試資源，上傳測試數(shù)據(jù)，通過測試報告生成模塊用戶可以通過中央控制器瀏覽測試結(jié)果。進一步地：所述測試計劃包括測量裝置類型、通信協(xié)議、測量裝置規(guī)模、測試負(fù)載數(shù)據(jù)來源、測試起止時間；所述測試數(shù)據(jù)包括消息發(fā)送平均速率、響應(yīng)時間、待測系統(tǒng)吞吐率、消息發(fā)送成功率、錯誤報告，以及代理的CPU利用率和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。進一步地：所述容量預(yù)測模塊采用分層排隊網(wǎng)方法，首先，根據(jù)靜態(tài)參數(shù)，構(gòu)造LQN模型，如果之前沒有計算過此類測量裝置的動態(tài)參數(shù)，則申請一臺虛擬機，讓代理在其上運行，采用Kalman濾波迭代計算，獲得運行參數(shù)，并保存下來，供日后同類測試使用；然后，采用倍增和折半相結(jié)合的方法，找到合適的虛擬機規(guī)模，從5臺虛擬機開始，利用LQN模型評價資源利用率是否在75%-85%之間，超過則將虛擬機數(shù)量翻倍，如果利用率低于75%，則將上一步增加虛擬機數(shù)量減半，直到將虛擬機利用率控制在75%-85%之間；采用查重的檢查方法，一旦某個數(shù)量重復(fù)出現(xiàn)，則終止結(jié)算。進一步地：所述Kalman濾波迭代計算表達式如下：Xk=Xk-1+Wk-1第k時刻LQN的計算結(jié)果Zk定義為：Zk=h(Xk)+VkZk=[C,N](1.b)其中,Wk-1為測量誤差，其協(xié)方差矩陣為Qk-1，h是Xk到Zk的轉(zhuǎn)換矩陣,Vk是測量誤差，其協(xié)方差矩陣為Rk，Xk表示k時刻各代理的CPU時間和網(wǎng)絡(luò)占用時間，Zk為總CPU利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率，H是h的估算值，定義其中采用近似計算形式，即Δj是一個擾動，將上述計算理解為衡量各個參數(shù)擾動對最后結(jié)果的影響程度；Kalman濾波迭代過程如下：使用Wk-1=0更新X的狀態(tài)：更新協(xié)方差矩陣計算Kalman濾波增益：修正X的狀態(tài)：修正協(xié)方差矩陣Pk：初始值和P0對Kalman濾波計算影響很小,可以設(shè)置為任何有意義的值，Qk設(shè)置為X的對角矩陣，Rk=0，迭代計算過程直到所得參數(shù)基本穩(wěn)定，取最近10次迭代變化系數(shù)作為衡量穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)變化系數(shù)小于給定閾值，則認(rèn)為穩(wěn)定。進一步地：所述測量裝置類型有智能電表、RTU、PMU或錄波器；所述通信協(xié)議指測量裝置與待測系統(tǒng)之間信息交換的格式：所述測量裝置規(guī)模指此次測試預(yù)計部署多少臺測量裝置；所述測試負(fù)載的數(shù)據(jù)來源指數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式，此時需要指定測量裝置會產(chǎn)生哪些屬性的數(shù)據(jù)，每種數(shù)據(jù)是采用何種方式生產(chǎn)；所述數(shù)據(jù)生成方式是隨機的、符合某種概率分布的或者是從歷史數(shù)據(jù)中讀取的，生成方式是歷史數(shù)據(jù)時，用戶還需要指定數(shù)據(jù)的存放位置和數(shù)據(jù)格式；所述測試起止時間測試指開始產(chǎn)生負(fù)載和結(jié)束產(chǎn)生負(fù)載的時間。本發(fā)明具有如下突出的有益效果：1、本發(fā)明涉及的仿真測試云平臺通過利用虛擬技術(shù)獲得若干虛擬機，將其中一臺虛擬機作為中央控制器，其余作為代理服務(wù)器，依托云計算強大的計算資源構(gòu)成，通過中央控制器根據(jù)不同測試計劃向云平臺申請足夠的虛擬機實現(xiàn)智能電網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)測試。具有結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低、使用方便、測試范圍大和測試效果好的有益效果。2、本發(fā)明通過中央控制器的測試計劃管理模塊、容量預(yù)測模塊、虛擬機管理接口模塊、虛擬機鏡像文件管理模塊、測試報告模塊、消息通信模塊和代理服務(wù)器的子測試計劃管理模塊、測試數(shù)據(jù)生成模塊、多協(xié)議適配模塊、測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊和代理通信模塊構(gòu)建仿真測試云平臺，將性能測試平臺轉(zhuǎn)移到云計算平臺中，避免了采購硬件設(shè)備，開發(fā)測試程序，維護測試平臺的負(fù)擔(dān)，測試資源按需使用。系統(tǒng)的自動化程度高，測試人員只需要輸入測試方案，測試過程完全由軟件控制。3、本發(fā)明通過中央控制器根據(jù)不同測試計劃向云平臺申請足夠的虛擬機，通過代理服務(wù)器模擬測量裝置生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，傳遞到待測系統(tǒng)進行性能測試，測試結(jié)束之后，中央控制器回收全部測試資源，釋放測試資源。該方法能夠快速、低成本、高效的構(gòu)造大規(guī)模測試環(huán)境，仿真測量裝置向外發(fā)出數(shù)據(jù)。通過采用多協(xié)議適配模塊，支持多種監(jiān)測裝置仿真測試，無須為每種裝置單獨構(gòu)造測試工具。本發(fā)明的測試過程可重現(xiàn)，為待測系統(tǒng)持續(xù)改進提供測試基準(zhǔn)。4、本發(fā)明通過容量預(yù)測模塊的LQN模型和采用Kalman濾波計算方法預(yù)測出最佳的虛擬機配置數(shù)量。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中央控制模塊和代理模塊的框架示意圖。圖3是本發(fā)明最佳虛擬機數(shù)量預(yù)測方法的流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1、圖2和圖3所示的智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺，包括硬件設(shè)備4，1）在硬件設(shè)備4中設(shè)有云計算的虛擬化單元、中央控制器模塊和代理模塊，通過云計算的虛擬化單元虛擬化出若干虛擬機；2）中央控制器模塊設(shè)置在獨立設(shè)置在一臺虛擬機中、構(gòu)成中央控制器1，所述中央控制器1具有人機交互操作控制回路、以實現(xiàn)全部人機交互操作控制；3）所述代理模塊以虛擬機鏡像文件的形式存放在中央控制器1中，由中央控制器1申請啟動虛擬機后將其激活，并運行在申請啟動的虛擬機上；4）通過所述云計算的虛擬化單元，將硬件源設(shè)備的底層資源池統(tǒng)一管理和使用，屏蔽底層硬件異構(gòu)性；中央控制器1根據(jù)測試計劃進行動態(tài)分配測試虛擬機，根據(jù)測試規(guī)模的不同，啟動不同規(guī)模的虛擬機；以云平臺的形式實現(xiàn)智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試。中央控制器1的功能是依據(jù)用戶輸入的測試計劃，調(diào)度整個測試的開展，中央控制器模塊包括測試計劃管理模塊1-1、容量預(yù)測模塊1-2、虛擬機管理接口模塊1-3、虛擬機鏡像文件管理模塊1-4、測試報告生成模塊1-5和消息通信模塊1-6；被激活的代理模塊構(gòu)成代理服務(wù)器2，包括子測試計劃管理模塊2-1、測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2、多協(xié)議適配模塊2-3、虛擬裝置模塊2-4、測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊2-6和代理通信模塊2-5，代理服務(wù)器2模擬測量裝置向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過待測系統(tǒng)進行測試，然后向中央控制器1回傳測試數(shù)據(jù)，最后中央控制器1銷毀這些虛擬機，釋放測試資源，并將測試報告展示給用戶。所述測試計劃管理模塊1-1為控制測試開展的核心模塊，具有與用戶交互、用戶錄入測試信息、輸入測試計劃和調(diào)度整個測試方案的單元結(jié)構(gòu)；以及分解測試計劃，并發(fā)送個各個代理服務(wù)器2。所述容量預(yù)測模塊1-2根據(jù)測試規(guī)模的不同，所需的代理服務(wù)器數(shù)量也將不同，為了合理的申請?zhí)摂M機數(shù)量，本發(fā)明采用了容量預(yù)測的方式，提前通過分層排隊網(wǎng)（LQN）分析和Kalman濾波反饋，得到合適數(shù)量的虛擬機數(shù)量。所述容量預(yù)測模塊1-2采用分層排隊網(wǎng)方法，分層排隊網(wǎng)是一種具有良好工具支持的排隊論模型，可以通過圖形化方式建模，也可以按其提供的語法規(guī)則進行建模。該模型中，主要考慮了物理CPU，虛擬CPU，物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)這幾種的計算資源，其中物理CPU是實際的物理設(shè)備的CPU，虛擬CPU是虛擬機上的CPU，可能一個或者多個虛擬CPU共享一個CPU，物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)的概念與之類似。物理資源對應(yīng)于LQN的物理資源，虛擬資源則有LQN的軟件資源刻畫，其上才是代理的軟件。如圖3和表1所示的，給出了LQN模型的模板，其中物理CPU、物理網(wǎng)絡(luò)、虛擬CPU、虛擬網(wǎng)絡(luò)和代理服務(wù)器可以根據(jù)具體情況而變化，該模型可以計算出在給定資源量下，測試系統(tǒng)的性能。我們的目標(biāo)是測試系統(tǒng)不能因為自身的延遲，影響對目標(biāo)系統(tǒng)的測試，因此，必須保證每個設(shè)備都運行于中等壓力之下。在本發(fā)明中，我們將物理資源和虛擬資源的閥值設(shè)定為75%-85%之間，如果當(dāng)前資源量不滿足，則增加資源數(shù)量。表1：LQN模型的模板LQN模型計算需要兩類參數(shù)，一類是靜態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)，即虛擬機與物理機的部署關(guān)系，這部分可以從虛擬機管理接口模塊1-3獲得，即填充模板；另一類是運行時參數(shù)，即CPU和網(wǎng)絡(luò)的消耗量，這部分無法事前獲得，因此我們采用了一種基于Kalman濾波的方法，通過迭代反饋，計算出參數(shù)值。具體步驟如下：首先，根據(jù)靜態(tài)參數(shù)，構(gòu)造LQN模型，如果之前沒有計算過此類測量裝置的動態(tài)參數(shù)，則申請一臺虛擬機，讓代理在其上運行，采用Kalman濾波迭代計算，獲得運行參數(shù)，并保存下來，供日后同類測試使用；然后，采用倍增和折半相結(jié)合的方法，找到合適的虛擬機規(guī)模，從5臺虛擬機開始，利用LQN模型評價資源利用率是否在75%-85%之間，超過則將虛擬機數(shù)量翻倍，如果利用率低于75%，則將上一步增加虛擬機數(shù)量減半，直到將虛擬機利用率控制在75%-85%之間；采用查重的檢查方法，一旦某個數(shù)量重復(fù)出現(xiàn)，則終止結(jié)算。最后，將這個數(shù)字返回給測試計劃管理模塊。如果虛擬機的配置不同，需要對每一類虛擬機學(xué)習(xí)其參數(shù)，學(xué)習(xí)的過程與上述過程相同。所述Kalman濾波迭代計算表達式如下：Xk=Xk-1+Wk-1第k時刻LQN的計算結(jié)果Zk定義為：Zk=h(Xk)+VkZk=[C,N](1.b)其中,Wk-1為測量誤差，其協(xié)方差矩陣為Qk-1，h是Xk到Zk的轉(zhuǎn)換矩陣,Vk是測量誤差，其協(xié)方差矩陣為Rk，Xk表示k時刻各代理的CPU時間和網(wǎng)絡(luò)占用時間，Zk為總CPU利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率，H是h的估算值，定義其中采用近似計算形式，即Δj是一個擾動，將上述計算理解為衡量各個參數(shù)擾動對最后結(jié)果的影響程度；Kalman濾波迭代過程如下：使用Wk-1=0更新X的狀態(tài)：更新協(xié)方差矩計算Kalman濾波增益：修正X的狀態(tài)：修正協(xié)方差矩陣Pk：初始值和P0對Kalman濾波計算影響很小,可以設(shè)置為任何有意義的值，Qk設(shè)置為X的對角矩陣,Rk=0，迭代計算過程直到所得參數(shù)基本穩(wěn)定，取最近10次迭代變化系數(shù)作為衡量穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)變化系數(shù)小于給定閾值，則認(rèn)為穩(wěn)定。所述虛擬機管理接口模塊1-3，向虛擬機管理軟件申請和回收虛擬機和查詢虛擬機部署信息；本發(fā)明在主流虛擬機VMWare和Xen等管理軟件的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個用戶聯(lián)系虛擬機平臺和中央控制器的管理接口模塊，以便獲取虛擬機信息，并發(fā)出控制指令。所述虛擬機鏡像文件管理模塊1-4，虛擬機將操作系統(tǒng)和其上的應(yīng)用程序以虛擬機鏡像的方式保存，為了便于管理虛擬機和代理程序，本發(fā)明將其作為鏡像文件保存在中央控制器1上。當(dāng)測試開始時，利用虛擬機管理接口模塊1-3將鏡像文件部署到虛擬機之上，虛擬機啟動之后自動啟動代理模塊。所述測試報告生成模塊1-5，負(fù)責(zé)收集代理傳送回來的測試數(shù)據(jù)，該模塊采用B/S的模式展現(xiàn)結(jié)果，通過圖像化的方式，以圖表形式將上述結(jié)果展現(xiàn)給用戶，用戶可以查看單個代理的測試結(jié)果，也可以是總的匯總結(jié)果；該模塊負(fù)責(zé)收集代理傳送回來的測試數(shù)據(jù)。所述消息通信模塊1-6，負(fù)責(zé)和代理模塊進行通信、接受組播消息，每個代理模塊啟動之后發(fā)送組播信息給中央控制器模塊、以通知有新的代理服務(wù)器啟動；消息通信模塊在收到組播后會將其地址返回給代理模塊，然后與代理模塊建立TCP連接，實現(xiàn)中央控制器模塊和代理模塊的通信。所述子測試計劃管理模塊2-1，負(fù)責(zé)管理代理服務(wù)器的測試過程。測試計劃管理模塊1-1將計劃分解后發(fā)送給各個子測試計劃管理模塊2-1，子測試計劃管理模塊2-1根據(jù)測試計劃信息，調(diào)用測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2生成負(fù)載數(shù)據(jù)，并調(diào)用多協(xié)議適配模塊2-3轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，發(fā)送消息；代理接受到的計劃，包括在該代理上要運行的測量裝置類型、通信協(xié)議、測量裝置規(guī)模、測試負(fù)載數(shù)據(jù)來源、測試起止時間。所述測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2，負(fù)責(zé)生產(chǎn)模擬的監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式分為三類：隨機、函數(shù)分布和歷史數(shù)據(jù)，隨機生成的數(shù)據(jù)，不關(guān)心數(shù)據(jù)合理性；函數(shù)分布指按照給定的分布形式，生成符合分布的數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)是讀取歷史數(shù)據(jù)，再次生成數(shù)據(jù)，此時需要中央控制器1將數(shù)據(jù)傳送到代理節(jié)點；測量裝置可能會采集多個屬性，每個屬性都會對應(yīng)一種數(shù)據(jù)生成的方式，最后以集合的形式傳遞給多協(xié)議適配模塊2-3，由多協(xié)議適配模塊2-3完成消息封裝的任務(wù)。所述多協(xié)議適配模塊2-3，多協(xié)議適配模塊2-3由多協(xié)議適配器構(gòu)成，設(shè)置在測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2和虛擬裝置模塊2-4之間，與待測系統(tǒng)3交換消息，包括狀態(tài)信息的交換和測量數(shù)據(jù)的傳輸。該模塊的數(shù)據(jù)來源是測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2，該模塊會按協(xié)議指定的數(shù)據(jù)編碼規(guī)范，將生成的數(shù)據(jù)進行封裝，變成符合規(guī)范的消息格式，然后傳遞給虛擬裝置模塊2-4，實現(xiàn)不同監(jiān)測裝置的仿真測試。所述虛擬裝置模塊2-4，該模塊是面向待測系統(tǒng)的接口模塊，負(fù)責(zé)從子測試計劃管理模塊2-1獲得待測系統(tǒng)的地址，然后與其建立通信；一個代理服務(wù)器上會部署多個虛擬裝置模塊2-4，從待測系統(tǒng)的角度來看，一個虛擬裝置模塊2-4的行為與一個實際的測量裝置相同，可以接受待測系統(tǒng)的詢問，并返回測量到的數(shù)據(jù)。所不同的是，虛擬裝置模塊2-4的數(shù)據(jù)來源是多協(xié)議適配模塊2-3，虛擬裝置模塊2-4自身不負(fù)責(zé)生成數(shù)據(jù)，而只是保持與待測系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)通信；此外，虛擬裝置模塊2-4中保存了局部狀態(tài)，即測試過程中與當(dāng)前裝置相關(guān)的狀態(tài)，測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2，會將當(dāng)前計算的狀態(tài)保存在其中，以便下一步計算的進行；多協(xié)議適配模塊2-3也會將與待測系統(tǒng)3進行消息交換的狀態(tài)機存在虛擬裝置模塊2-4中，以維持與待測系統(tǒng)3進行信息交換的狀態(tài)。所述測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊2-6：該模塊負(fù)責(zé)在測試過程中監(jiān)測代理服務(wù)器的性能，監(jiān)測數(shù)據(jù)一部分來自對虛擬機資源利用率的監(jiān)測，另一部分來自對虛擬裝置模塊2-4的監(jiān)測。智能電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)負(fù)載仿真測試云平臺的負(fù)載仿真測試方法，以虛擬化云平臺為基礎(chǔ)，通過中央控制器和代理服務(wù)器實現(xiàn)不同模擬測量向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述測試具體步驟如下：1）中央控制器1通過測試計劃管理模塊1-1輸入用戶端的測試計劃，中央控制器1采用資源動態(tài)分配的方式，通過容量預(yù)測模塊1-2分析本測試所需的最佳虛擬機數(shù)量，根據(jù)預(yù)測結(jié)果通過虛擬機管理接口模塊1-3向云平臺申請相應(yīng)數(shù)量的虛擬機，通過虛擬機鏡像文件管理模塊1-4將裝有代理模塊的虛擬機鏡像文件部署在這些虛擬機上，構(gòu)成代理服務(wù)器2，并啟動這些虛擬機；2）啟動之后，通過消息通信模塊1-6建立代理服務(wù)器2與中央控制器1之間的通信連接，中央控制器1通過子測試計劃管理模塊2-1將測試計劃分解為若干份，每個代理服務(wù)器2分派一份子任務(wù)，由子測試計劃管理模塊2-1接收子任務(wù)；3）代理服務(wù)器2接受到任務(wù)之后，通過代理服務(wù)器2模擬監(jiān)測裝置向服務(wù)器發(fā)送大量監(jiān)測數(shù)據(jù)，測試服務(wù)器的性能，開始測試時，代理服務(wù)器2通過測試數(shù)據(jù)生成模塊2-2按指定的數(shù)據(jù)來源方式生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，生成的數(shù)據(jù)通過多協(xié)議適配模塊2-3進行封裝，轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范的消息格式發(fā)送到虛擬裝置模塊2-4，通過虛擬裝置2-4模塊傳遞到待測系統(tǒng)3進行測試，通過測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊2-6監(jiān)測代理服務(wù)器的性能；4）測試結(jié)束時，代理服務(wù)器2通過測試計劃管理模塊2-5回傳測試數(shù)據(jù)到中央控制器1，中央控制器1在接收完回傳數(shù)據(jù)之后會銷毀這些虛擬機，釋放測試資源，上傳測試數(shù)據(jù)，通過測試報告生成模塊1-5用戶可以通過中央控制器1瀏覽測試結(jié)果。所述測試計劃包括測量裝置類型、通信協(xié)議、測量裝置規(guī)模、測試負(fù)載數(shù)據(jù)來源、測試起止時間等。所述監(jiān)測裝置按其數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻率的快慢，大致可以分為低、中、高三類，低速設(shè)備的代表是智能電表，最多十多分鐘傳輸一次數(shù)據(jù)；中速設(shè)備的代表是RTU裝置，最快能達到秒級的數(shù)據(jù)；高速設(shè)備的代表是PMU，通常是每秒幾十條消息。根據(jù)待測系統(tǒng)管理的地域范圍不同，所接入的設(shè)備數(shù)量也不同，而且在相同的地域范圍內(nèi)，不同類型的監(jiān)測設(shè)備其部署數(shù)量也存在明顯的差異。比如智能電表將部署到千家萬戶，其數(shù)量將遠大于PMU設(shè)備。因此，該仿真系統(tǒng)需要既具備模擬不同監(jiān)測裝置產(chǎn)生監(jiān)測數(shù)據(jù)的能力，還需要具備根據(jù)實際需要動態(tài)分配測試資源的能力，還需要指明測量裝置的消息發(fā)送頻率。通信協(xié)議用于指定測量裝置與待測系統(tǒng)之間信息交換的格式，即說明消息編碼的格式和消息交互的方式（主動或者被動，或者消息交互的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程）。測量裝置規(guī)模用于指定此次測試預(yù)計部署多少臺測量裝置，可以是一種單一的測量裝置，也可以是不同測量裝置的組合。測試負(fù)載的數(shù)據(jù)來源用于指定數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式，此時需要指定測量裝置會產(chǎn)生哪些屬性的數(shù)據(jù)，每種數(shù)據(jù)是采用何種方式生產(chǎn)。數(shù)據(jù)生成方式可以是隨機的、或者是符合某種概率分布的、或者是從歷史數(shù)據(jù)中讀取的，如果是歷史數(shù)據(jù)，用戶還需要指定數(shù)據(jù)的存放位置和數(shù)據(jù)格式。測試起止時間測試指開始產(chǎn)生負(fù)載和結(jié)束產(chǎn)生負(fù)載的時間，也即測試的開始和中止時間。所述測試數(shù)據(jù)包括消息發(fā)送平均速率、響應(yīng)時間、待測系統(tǒng)吞吐率、消息發(fā)送成功率、錯誤報告，以及代理的CPU利用率和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率等信息。