本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站過程層網(wǎng)絡監(jiān)測領域,特別是基于交換機報文識別技術實現(xiàn)智能變電站過程層網(wǎng)絡拓撲監(jiān)視。
背景技術:
目前,智能變電站的規(guī)劃和建設已經(jīng)步入高速發(fā)展期,在電網(wǎng)中所占比重越來越大,在整個智能變電站系統(tǒng)三層網(wǎng)絡結構中,過程層網(wǎng)絡是最直接與一次設備連接的最底層,它的運行穩(wěn)定性直接關系到全站的安全穩(wěn)定運行,而過程層交換機是過程層網(wǎng)絡的核心設備。不同于常規(guī)變電站,過程層網(wǎng)絡采用以太網(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)勢在于所有傳輸?shù)膅oose(genericobjectorientedsubstationevent,面向通用對象的變電站事件)和smv(sampledmeasuredvalue,采樣測量值)報文能夠交換并共享;但同時存在傳輸過程不可見以及故障檢修復雜的情況。
基于上述背景,如何實時監(jiān)測智能變電站過程層網(wǎng)絡成為一個需要解決的問題?,F(xiàn)有的通過網(wǎng)絡報文記錄分析儀來實時監(jiān)視過程層網(wǎng)絡,但該方法存在以下缺點:
(一)由于獲取smv和goose報文的交換機端口不同,不能實時反映ied設備過程層鏈路通斷狀態(tài)。
(二)不能獲取傳輸smv和goose報文的具體交換機端口流量情況,不能對一些流量異常進行預警。
(三)不能獲取動態(tài)的全站過程層網(wǎng)絡拓撲圖。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)測方法,基于交換機識別技術以達到智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)視的目的。為此,本發(fā)明采取以下技術方案。
一種智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)測方法,其特征在于,所述實時監(jiān)測方法包括以下步驟:
步驟1:生成帶交換機智能電子設備ied的全站系統(tǒng)配置描述文件即scd文件;
步驟2:導出全站ied裝置屬性表及交換機的ied能力描述文件即cid文件;
步驟3:交換機啟動時加載全站ied裝置屬性表以及交換機的cid文件;
步驟4:交換機報文發(fā)送端口依據(jù)接收的報文屬性得到對應報文發(fā)送端口接入ied裝置屬性;
步驟5:交換機級聯(lián)端口采用鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議即lldp(linklayerdiscoveryprotocol)協(xié)議識別對應級聯(lián)端口接入ied裝置屬性信息;
步驟7:所述交換機端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計通過電力專用協(xié)議iec61850上送給智能變電站中的智能運維子站。
本發(fā)明進一步包括以下優(yōu)選方案:
在步驟4中,報文發(fā)送ied裝置接入到交換機,對應端口為報文發(fā)送端口,交換機啟動報文上送解析功能,交換機的報文上送解析模塊接收到smv、goose報文后,根據(jù)報文屬性,并匹配加載的ied裝置屬性表,判斷ied的合法性,在識別出對應ied裝置屬性后,再關閉報文上送解析功能;當交換機報文發(fā)送端口連接中斷后,同時清空對應端口記錄的ied裝置屬性,下一次連接重新開啟報文上送解析功能進行讀取報文內(nèi)容來識別對應端口接入的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,交換機報文發(fā)送端口狀態(tài)由中斷變?yōu)檫B接;
4.2交換機啟動報文上送解析模塊功能,其中所述報文上送解析模塊功能包括分析smv報文的smv分析模塊和分析goose報文的goose分析模塊;
4.3報文上送解析模塊首先判斷報文類型,如果為smv報文,調(diào)用smv分析模塊分析smv報文;如果為goose報文,調(diào)用goose分析模塊分析goose報文,并識別出對應ied裝置屬性;
4.4根據(jù)報文包含的ied裝置屬性與全站ied裝置屬性表進行匹配,如果找到對應的記錄則表示該ied裝置為合法ied裝置,否則為不合法ied裝置;
4.5交換機關閉報文分析功能模塊,讓所有報文數(shù)據(jù)由交換機芯片直接存儲轉(zhuǎn)發(fā)。
在步驟5中,兩臺交換機互聯(lián),對應互聯(lián)的端口稱為交換機級聯(lián)口,對應互聯(lián)的端口利用lldp(linklayerdiscoveryprotocol,鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議)協(xié)議識別對端交換機信息,所述lldp協(xié)議能夠接收到對端交換機的主要能力、管理地址、設備標識、接口標識等信息,同時也能夠?qū)⒈窘粨Q機對應信息發(fā)給對端。
步驟5具體包括以下內(nèi)容:
5.1交換機級聯(lián)端口開啟lldp協(xié)議功能,交換機級聯(lián)端口正常連接;
5.2交換機組lldp協(xié)議包,發(fā)到對端ied裝置,告知本端的裝置屬性;
5.3lldp協(xié)議是雙向的,交換機同時會接收對端裝置發(fā)送的來的lldp協(xié)議包,解析報文得到對端ied裝置屬性;
5.4根據(jù)報文包含的ied裝置屬性與全站ied屬性表進行匹配,如果找到對應的記錄則表示該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效果:
本發(fā)明利用交換機解析報文,識別各端口接入ied裝置屬性,并利用iec61850協(xié)議將相關信息上送給智能運維子站,形成整個過程層的網(wǎng)絡拓撲關系。能夠?qū)崟r監(jiān)控各ied設備的連接狀態(tài)、流量信息。并能夠?qū)Ξ惓A髁亢头欠╥ed設備告警處理。
附圖說明
圖1是本發(fā)明智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)測方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明步驟4對應的smv、goose報文識別ied流程圖;
圖3是本發(fā)明步驟5對應交換機級聯(lián)端口識別ied流程圖。
具體實施方式
以下結合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。
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,通過對交換機裝置建立icd模型文件,系統(tǒng)配置集成交換機ied裝置到scd文件,從中導出cid文件并下載到交換機;交換機啟動運行后再通過iec61850協(xié)議,將端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計信息上送到智能運維子站。智能運維子站將各種狀態(tài)和統(tǒng)計信息實時刷新到圖形上并存儲到本地數(shù)據(jù)庫中。
如附圖1所示,本發(fā)明公開的智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)測方法包括以下步驟:
步驟1:生成帶交換機ied(intelligentelectronicdevice,智能電子設備)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ied描述,導出整個廠站scd文件,以作智能運維子站監(jiān)測使用。
步驟2:生成交換機識別功能所需的全站ied裝置屬性表及交換機cid(iedcapabilitydescription,ied能力描述)文件;
系統(tǒng)配置工具將整個廠站ied裝置屬性導出,形成對應的ied裝置關系表。
表數(shù)據(jù)以ini格式導出,下裝到交換機配置目錄。
同時導出交換機cid文件,下裝到交換機配置目錄。
步驟3:在交換機加載啟動時,將步驟2生成的全站ied裝置屬性表及交換機cid文件下裝到交換機裝置中,以便實時監(jiān)測相關的端口的映射關系。
步驟4:交換機報文發(fā)送端口依據(jù)接收的報文屬性得到對應報文發(fā)送端口接入ied裝置屬性;
詳細實現(xiàn)流程見附圖2。
4.1ied裝置接入交換機,端口狀態(tài)由中斷變?yōu)檫B接。
4.2交換機啟動報文分析功能模塊,將smv及goose消息上送到分析模塊。
4.3判斷報文類型,如果為smv報文,調(diào)用smv分析模塊;如果為goose報文,調(diào)用goose分析模塊。識別出對應ied裝置屬性。
4.4根據(jù)報文包含的ied裝置屬性跟全站ied屬性表進行匹配,如果找到對應的記錄則表示合法ied裝置,否則為不合法ied裝置。
4.5交換機關閉報文上送解析模塊。
步驟5:針對交換機的級聯(lián)口,接入ied的屬性采用lldp協(xié)議跟端口對端裝置進行交互得到端口ied屬性。其中,交換機級聯(lián)是由于受交換機端口個數(shù)限制,當端口數(shù)目少于所需時,需要將兩個交換機互聯(lián)起來,增加端口數(shù)量。兩個交換機互聯(lián)占用的端口為交換機級聯(lián)端口。即交換機級聯(lián)端口連接的對端必為一臺交換機。步驟6:交換機報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;
詳細實現(xiàn)流程見附圖3。
5.1級聯(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)到對端裝置。
5.3接收對端裝置發(fā)送的lldp組包,解析報文得到ied屬性信息。
5.4根據(jù)報文包含的ied裝置屬性跟全站ied屬性表進行匹配,如果找到對應的記錄則表示合法ied裝置,否則為不合法ied裝置。
步驟6:交換機存在僅接收數(shù)據(jù)的端口,比如測控、保護裝置,無法根據(jù)報文獲得對端ied屬性,因此此類裝置需要利用交換機配置頁面,將對應的ied屬性配置到交換機,待此類設備接入到交換機后,交換機通過mac判斷合法性,并監(jiān)測統(tǒng)計報文流量。
步驟7:所述交換機端口的連接狀態(tài)、ied信息、流量統(tǒng)計通過電力專用協(xié)議iec61850上送給智能變電站中的智能運維子站。
智能運維子站需要將廠站scd文件導入到系統(tǒng)里生成實時庫點表和包含狀態(tài)和統(tǒng)計等信息的展示圖形。智能運維子站實時獲取交換機上送的iec61850協(xié)議數(shù)據(jù),將監(jiān)測交換機各端口ied信息,統(tǒng)計數(shù)據(jù)值,寫入實時庫和保存到本地數(shù)據(jù)庫中,同時按照iec61850的引用(reference)索引展示圖形中對應信息點,并實時刷新圖形中信息點的數(shù)值及狀態(tài),實現(xiàn)監(jiān)測ied異?;蛄髁慨惓5目梢暬@示。