本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是基于交換機(jī)報(bào)文識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔O(jiān)視。

背景技術(shù)：

目前，智能變電站的規(guī)劃和建設(shè)已經(jīng)步入高速發(fā)展期，在電網(wǎng)中所占比重越來(lái)越大，在整個(gè)智能變電站系統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，過程層網(wǎng)絡(luò)是最直接與一次設(shè)備連接的最底層，它的運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到全站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而過程層交換機(jī)是過程層網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備。不同于常規(guī)變電站，過程層網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)數(shù)字傳輸模式取代了傳統(tǒng)的硬接線回路，該模式的優(yōu)勢(shì)在于所有傳輸?shù)膅oose(genericobjectorientedsubstationevent，面向通用對(duì)象的變電站事件)和smv(sampledmeasuredvalue，采樣測(cè)量值)報(bào)文能夠交換并共享；但同時(shí)存在傳輸過程不可見以及故障檢修復(fù)雜的情況。

基于上述背景，如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)需要解決的問題?，F(xiàn)有的通過網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)視過程層網(wǎng)絡(luò)，但該方法存在以下缺點(diǎn)：

(一)由于獲取smv和goose報(bào)文的交換機(jī)端口不同，不能實(shí)時(shí)反映ied設(shè)備過程層鏈路通斷狀態(tài)。

(二)不能獲取傳輸smv和goose報(bào)文的具體交換機(jī)端口流量情況，不能對(duì)一些流量異常進(jìn)行預(yù)警。

(三)不能獲取動(dòng)態(tài)的全站過程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，基于交換機(jī)識(shí)別技術(shù)以達(dá)到智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)視的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。

一種智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟：

步驟1：生成帶交換機(jī)智能電子設(shè)備ied的全站系統(tǒng)配置描述文件即scd文件；

步驟2：導(dǎo)出全站ied裝置屬性表及交換機(jī)的ied能力描述文件即cid文件；

步驟3：交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)加載全站ied裝置屬性表以及交換機(jī)的cid文件；

步驟4：交換機(jī)報(bào)文發(fā)送端口依據(jù)接收的報(bào)文屬性得到對(duì)應(yīng)報(bào)文發(fā)送端口接入ied裝置屬性；

步驟5：交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口采用鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議即lldp(linklayerdiscoveryprotocol)協(xié)議識(shí)別對(duì)應(yīng)級(jí)聯(lián)端口接入ied裝置屬性信息；

步驟7：所述交換機(jī)端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計(jì)通過電力專用協(xié)議iec61850上送給智能變電站中的智能運(yùn)維子站。

本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

在步驟4中，報(bào)文發(fā)送ied裝置接入到交換機(jī)，對(duì)應(yīng)端口為報(bào)文發(fā)送端口，交換機(jī)啟動(dòng)報(bào)文上送解析功能，交換機(jī)的報(bào)文上送解析模塊接收到smv、goose報(bào)文后，根據(jù)報(bào)文屬性，并匹配加載的ied裝置屬性表，判斷ied的合法性，在識(shí)別出對(duì)應(yīng)ied裝置屬性后，再關(guān)閉報(bào)文上送解析功能；當(dāng)交換機(jī)報(bào)文發(fā)送端口連接中斷后，同時(shí)清空對(duì)應(yīng)端口記錄的ied裝置屬性，下一次連接重新開啟報(bào)文上送解析功能進(jìn)行讀取報(bào)文內(nèi)容來(lái)識(shí)別對(duì)應(yīng)端口接入的ied裝置屬性。

步驟4具體包括以下內(nèi)容：

4.1ied裝置接入交換機(jī)，交換機(jī)報(bào)文發(fā)送端口狀態(tài)由中斷變?yōu)檫B接；

4.2交換機(jī)啟動(dòng)報(bào)文上送解析模塊功能，其中所述報(bào)文上送解析模塊功能包括分析smv報(bào)文的smv分析模塊和分析goose報(bào)文的goose分析模塊；

4.3報(bào)文上送解析模塊首先判斷報(bào)文類型，如果為smv報(bào)文，調(diào)用smv分析模塊分析smv報(bào)文；如果為goose報(bào)文，調(diào)用goose分析模塊分析goose報(bào)文，并識(shí)別出對(duì)應(yīng)ied裝置屬性；

4.4根據(jù)報(bào)文包含的ied裝置屬性與全站ied裝置屬性表進(jìn)行匹配，如果找到對(duì)應(yīng)的記錄則表示該ied裝置為合法ied裝置，否則為不合法ied裝置；

4.5交換機(jī)關(guān)閉報(bào)文分析功能模塊，讓所有報(bào)文數(shù)據(jù)由交換機(jī)芯片直接存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。

在步驟5中，兩臺(tái)交換機(jī)互聯(lián)，對(duì)應(yīng)互聯(lián)的端口稱為交換機(jī)級(jí)聯(lián)口，對(duì)應(yīng)互聯(lián)的端口利用lldp(linklayerdiscoveryprotocol，鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議)協(xié)議識(shí)別對(duì)端交換機(jī)信息，所述lldp協(xié)議能夠接收到對(duì)端交換機(jī)的主要能力、管理地址、設(shè)備標(biāo)識(shí)、接口標(biāo)識(shí)等信息，同時(shí)也能夠?qū)⒈窘粨Q機(jī)對(duì)應(yīng)信息發(fā)給對(duì)端。

步驟5具體包括以下內(nèi)容：

5.1交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口開啟lldp協(xié)議功能，交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口正常連接；

5.2交換機(jī)組lldp協(xié)議包，發(fā)到對(duì)端ied裝置，告知本端的裝置屬性；

5.3lldp協(xié)議是雙向的，交換機(jī)同時(shí)會(huì)接收對(duì)端裝置發(fā)送的來(lái)的lldp協(xié)議包，解析報(bào)文得到對(duì)端ied裝置屬性；

5.4根據(jù)報(bào)文包含的ied裝置屬性與全站ied屬性表進(jìn)行匹配，如果找到對(duì)應(yīng)的記錄則表示該ied裝置為合法ied裝置，否則為不合法ied裝置。

本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明利用交換機(jī)解析報(bào)文，識(shí)別各端口接入ied裝置屬性，并利用iec61850協(xié)議將相關(guān)信息上送給智能運(yùn)維子站，形成整個(gè)過程層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各ied設(shè)備的連接狀態(tài)、流量信息。并能夠?qū)Ξ惓Ａ髁亢头欠╥ed設(shè)備告警處理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明步驟4對(duì)應(yīng)的smv、goose報(bào)文識(shí)別ied流程圖；

圖3是本發(fā)明步驟5對(duì)應(yīng)交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口識(shí)別ied流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

在智能變電站中，狀態(tài)上送均要求采用專用的電力通信協(xié)議iec61850，通過對(duì)交換機(jī)裝置建立icd模型文件，系統(tǒng)配置集成交換機(jī)ied裝置到scd文件，從中導(dǎo)出cid文件并下載到交換機(jī)；交換機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后再通過iec61850協(xié)議，將端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計(jì)信息上送到智能運(yùn)維子站。智能運(yùn)維子站將各種狀態(tài)和統(tǒng)計(jì)信息實(shí)時(shí)刷新到圖形上并存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。

如附圖1所示，本發(fā)明公開的智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟：

步驟1：生成帶交換機(jī)ied(intelligentelectronicdevice，智能電子設(shè)備)的全站scd(substationconfigurationdescription，全站系統(tǒng)配置描述)文件；通過系統(tǒng)配置工具，在廠站模型中增加交換機(jī)ied描述，導(dǎo)出整個(gè)廠站scd文件，以作智能運(yùn)維子站監(jiān)測(cè)使用。

步驟2：生成交換機(jī)識(shí)別功能所需的全站ied裝置屬性表及交換機(jī)cid(iedcapabilitydescription，ied能力描述)文件；

系統(tǒng)配置工具將整個(gè)廠站ied裝置屬性導(dǎo)出，形成對(duì)應(yīng)的ied裝置關(guān)系表。

表數(shù)據(jù)以ini格式導(dǎo)出，下裝到交換機(jī)配置目錄。

同時(shí)導(dǎo)出交換機(jī)cid文件，下裝到交換機(jī)配置目錄。

步驟3：在交換機(jī)加載啟動(dòng)時(shí)，將步驟2生成的全站ied裝置屬性表及交換機(jī)cid文件下裝到交換機(jī)裝置中，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)的端口的映射關(guān)系。

步驟4：交換機(jī)報(bào)文發(fā)送端口依據(jù)接收的報(bào)文屬性得到對(duì)應(yīng)報(bào)文發(fā)送端口接入ied裝置屬性；

詳細(xì)實(shí)現(xiàn)流程見附圖2。

4.1ied裝置接入交換機(jī)，端口狀態(tài)由中斷變?yōu)檫B接。

4.2交換機(jī)啟動(dòng)報(bào)文分析功能模塊，將smv及goose消息上送到分析模塊。

4.3判斷報(bào)文類型，如果為smv報(bào)文，調(diào)用smv分析模塊；如果為goose報(bào)文，調(diào)用goose分析模塊。識(shí)別出對(duì)應(yīng)ied裝置屬性。

4.4根據(jù)報(bào)文包含的ied裝置屬性跟全站ied屬性表進(jìn)行匹配，如果找到對(duì)應(yīng)的記錄則表示合法ied裝置，否則為不合法ied裝置。

4.5交換機(jī)關(guān)閉報(bào)文上送解析模塊。

步驟5：針對(duì)交換機(jī)的級(jí)聯(lián)口，接入ied的屬性采用lldp協(xié)議跟端口對(duì)端裝置進(jìn)行交互得到端口ied屬性。其中，交換機(jī)級(jí)聯(lián)是由于受交換機(jī)端口個(gè)數(shù)限制，當(dāng)端口數(shù)目少于所需時(shí)，需要將兩個(gè)交換機(jī)互聯(lián)起來(lái)，增加端口數(shù)量。兩個(gè)交換機(jī)互聯(lián)占用的端口為交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口。即交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口連接的對(duì)端必為一臺(tái)交換機(jī)。步驟6：交換機(jī)報(bào)文接收端口通過人工配置的方式，錄入接收端口連接ied裝置屬性；

詳細(xì)實(shí)現(xiàn)流程見附圖3。

5.1級(jí)聯(lián)端口開啟lldp協(xié)議功能，端口正常連接。

5.2組lldp協(xié)議包，通過單播發(fā)到對(duì)端裝置。

5.3接收對(duì)端裝置發(fā)送的lldp組包，解析報(bào)文得到ied屬性信息。

5.4根據(jù)報(bào)文包含的ied裝置屬性跟全站ied屬性表進(jìn)行匹配，如果找到對(duì)應(yīng)的記錄則表示合法ied裝置，否則為不合法ied裝置。

步驟6：交換機(jī)存在僅接收數(shù)據(jù)的端口，比如測(cè)控、保護(hù)裝置，無(wú)法根據(jù)報(bào)文獲得對(duì)端ied屬性，因此此類裝置需要利用交換機(jī)配置頁(yè)面，將對(duì)應(yīng)的ied屬性配置到交換機(jī)，待此類設(shè)備接入到交換機(jī)后，交換機(jī)通過mac判斷合法性，并監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)報(bào)文流量。

步驟7：所述交換機(jī)端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計(jì)通過電力專用協(xié)議iec61850上送給智能變電站中的智能運(yùn)維子站。

智能運(yùn)維子站需要將廠站scd文件導(dǎo)入到系統(tǒng)里生成實(shí)時(shí)庫(kù)點(diǎn)表和包含狀態(tài)和統(tǒng)計(jì)等信息的展示圖形。智能運(yùn)維子站實(shí)時(shí)獲取交換機(jī)上送的iec61850協(xié)議數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)交換機(jī)各端口ied信息，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)值，寫入實(shí)時(shí)庫(kù)和保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)按照iec61850的引用(reference)索引展示圖形中對(duì)應(yīng)信息點(diǎn)，并實(shí)時(shí)刷新圖形中信息點(diǎn)的數(shù)值及狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)ied異?；蛄髁慨惓５目梢暬@示。