本發(fā)明涉及一種用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，屬于電網(wǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)變電站相比，智能化的一次設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，模型化的設(shè)備對(duì)象是分層構(gòu)建智能變電站的主要特征，這使得傳統(tǒng)變電站設(shè)備的信息交互方法在智能變電站中不再適用，同時(shí)智能變電站的信息交互系統(tǒng)也對(duì)智能設(shè)備提出了新的技術(shù)要求。目前，基于IEC61850規(guī)約的智能變電站過程層與間隔層各設(shè)備之間信息交互以SV和GOOSE報(bào)文交換采樣值數(shù)據(jù)、開關(guān)狀態(tài)、控制命令等，間隔層設(shè)備以MMS報(bào)文方式向站控層（變電站監(jiān)視系統(tǒng)）上送遙測(cè)值、遙信狀態(tài)等信息。對(duì)于變電站監(jiān)視系統(tǒng)，這種信息交互模式存在以下問題：

一是層級(jí)設(shè)備間信息交互內(nèi)容單一。間隔層設(shè)備收集過程層設(shè)備的SV和GOOSE報(bào)文，由于間隔層設(shè)備的應(yīng)用程序往往是由不同的開發(fā)商分別研制開發(fā)的，設(shè)備的功能各有側(cè)重，這使得間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備信息交互與分析各有側(cè)重；間隔層設(shè)備根據(jù)自身的功能特性，記錄分析SV和GOOSE報(bào)文的有效信息，建立設(shè)備模型文件，以MMS 報(bào)文方式上送分析信息給變電站監(jiān)控系統(tǒng)。這種數(shù)據(jù)通信模式使得變電站監(jiān)控系統(tǒng)無法真實(shí)的監(jiān)控過程層設(shè)備狀態(tài)與運(yùn)行情況。

二是同級(jí)設(shè)備間信息交互不能互通。在同一級(jí)的分層中，各設(shè)備在物理上互相連接，在功能上相互獨(dú)立，每層設(shè)備負(fù)責(zé)全站中的不同的功能內(nèi)容，它們互相之間幾乎沒有信息交換，這給全站綜合應(yīng)用造成了很大的局限性。

有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研究，專門開發(fā)出一種用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法。從智能變電站信息傳遞的載體--網(wǎng)絡(luò)報(bào)文入手，通過對(duì)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的全面監(jiān)視及信息處理，結(jié)合智能設(shè)備的模型文件，實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)視系統(tǒng)的通信監(jiān)視及信息共享，為智能變電站的正常運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，包括如下步驟：

步驟1：從變電站配置描述文件解析出變電站當(dāng)前各通信子網(wǎng)的配置信息；變電站描述信息，包括電壓等級(jí)、電力設(shè)備、節(jié)點(diǎn)；智能電子設(shè)備描述信息，包括訪問點(diǎn)、服務(wù)器、邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、實(shí)例化數(shù)據(jù)；然后解析出過程層與間隔層設(shè)備，間隔層與站控層設(shè)備間的配置關(guān)系、虛端子連接關(guān)系；

步驟2：實(shí)時(shí)監(jiān)視解析過程層和站控層網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，提取報(bào)文的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，判斷分析智能設(shè)備的在線運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)過程層SV/GOOSE報(bào)文進(jìn)行通信、同步、數(shù)據(jù)、配置狀態(tài)分析，丟幀錯(cuò)序異常告警事件分析，周期內(nèi)報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)站控層MMS報(bào)文進(jìn)行通信、同步、配置、測(cè)試、數(shù)據(jù)刷新狀態(tài)分析，遙控、定值操作告警事件分析，周期內(nèi)MMS報(bào)文錯(cuò)誤次數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析；

步驟3：網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置作為邏輯設(shè)備，在原有的信息模型上增加定義SV/GOOSE/MMS報(bào)文分析結(jié)論信息模型及其通信服務(wù)，每一種報(bào)文協(xié)議都視為一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，匯集報(bào)文協(xié)議的分析結(jié)論（括狀態(tài)、事件、統(tǒng)計(jì)），構(gòu)成數(shù)據(jù)集；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置采用制造報(bào)文規(guī)范（MMS）映射機(jī)制，將規(guī)定的數(shù)據(jù)模型和接口映射到具體協(xié)議棧的通信規(guī)約，并通過TCP/IP協(xié)議將模型數(shù)據(jù)傳輸至站控層。

作為優(yōu)選，所述步驟1中，對(duì)變電站配置描述文件解析，獲得變電站當(dāng)前各通信子網(wǎng)配置，提取全站智能設(shè)備的分層結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，包括智能設(shè)備的建模配置，如名稱、描述、收發(fā)報(bào)文的類型、數(shù)量、數(shù)據(jù)集配置、虛端子連接關(guān)系信息；同時(shí)將屬于同一子網(wǎng)的智能設(shè)備定義為一組監(jiān)測(cè)對(duì)象集合，并預(yù)留人機(jī)配置接口可人工配置監(jiān)測(cè)對(duì)象集合進(jìn)行編輯，按變電站實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行增加或刪減。

作為優(yōu)選，所述步驟2中，實(shí)時(shí)解析變電站過程層與站控層報(bào)文，記錄分析各層報(bào)文內(nèi)容，統(tǒng)計(jì)分析智能設(shè)備狀態(tài)與事件信息，具體分析包括下列一項(xiàng)或幾項(xiàng)：

a、SV報(bào)文分析：狀態(tài)信息包括通信、同步、測(cè)試、數(shù)據(jù)無效、配置狀態(tài)；事件信息包括采樣嚴(yán)重丟幀；統(tǒng)計(jì)信息包括統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)SV報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)、采樣丟幀發(fā)生次數(shù)、SV報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)；

b、GOOSE報(bào)文分析：狀態(tài)信息包括通信、時(shí)間、測(cè)試、配置狀態(tài)；事件信息包括GOOSE控制塊重啟、狀態(tài)虛變、狀態(tài)異常變化、發(fā)送超時(shí)；統(tǒng)計(jì)信息包括周期內(nèi)GOOSE報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)，幀序異常，報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)；

c、MMS 報(bào)文分析：狀態(tài)信息包括通信、報(bào)告控制塊初始化、條目時(shí)間、條目測(cè)試、配置、遙測(cè)刷新、TCP連接狀態(tài)，事件信息包括帶選擇遙控操作、直接遙控操作、修改定值、切換定值區(qū)、緩存報(bào)告溢出、緩存報(bào)告清除操作、報(bào)告控制塊初始化異常；MMS 統(tǒng)計(jì)信息包括周期內(nèi)MMS報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)、服務(wù)端或客戶端TCP連接中斷次數(shù)、其他寫操作失敗次數(shù)、服務(wù)端或客戶端MMS 報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)；

作為優(yōu)選，所述步驟3中，將SV/GOOSE/MMS報(bào)文分析結(jié)論存儲(chǔ)在一張二維表格中，表格橫向是網(wǎng)絡(luò)報(bào)文協(xié)議類型，表格縱向是由狀態(tài)、事件、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)論組合而成，具體分析事項(xiàng)如步驟2中所述；依據(jù)二維信息表和信息模型格式定義，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置與站控層設(shè)備交互的信息數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所述的一種用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，包含兩方面：

一方面以過程層SV和GOOSE報(bào)文為分析依據(jù)，以變電站配置描述文件為基礎(chǔ)，自動(dòng)匹配智能變電站過程層與間隔層設(shè)備，間隔層與站控層設(shè)備的配置及虛端子連接關(guān)系，實(shí)時(shí)解析記錄,監(jiān)視全站智能設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

另一方面以站控層MMS報(bào)文為數(shù)據(jù)通信方式，以間隔層設(shè)備模型文件為基礎(chǔ)，自動(dòng)關(guān)聯(lián)智能變電站間隔層與站控層設(shè)備，并根據(jù)間隔層設(shè)備采集的SV和GOOSE 報(bào)文，判斷分析與間隔層設(shè)備關(guān)聯(lián)的過程層設(shè)備的狀態(tài)信息，并將分析判斷的關(guān)鍵結(jié)論加入到設(shè)備模型文件中，以MMS 報(bào)文的方式上送過程層數(shù)據(jù)信息給站控層設(shè)備。

采用本發(fā)明所述的用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，不僅能實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備正常狀態(tài)監(jiān)視統(tǒng)計(jì)，為智能設(shè)備檢修提供背景數(shù)據(jù)；還能給智能化變電站中后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)提供大量的過程層和間隔層數(shù)據(jù)信息，提高故障診斷的效率，為檢修人員提供有效的指導(dǎo)，提高智能變電站維護(hù)便利性。

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)施例的數(shù)據(jù)信息模型通信方法示意圖；

圖2為本實(shí)施例的數(shù)據(jù)信息模型建立示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例所述的用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，以變電站配置文件作為輸入，自動(dòng)匹配過程層與間隔層設(shè)備，間隔層與站控層設(shè)備連接關(guān)系，實(shí)時(shí)監(jiān)視過程層SV和GOOSE 報(bào)文及站控層MMS報(bào)文，記錄分析網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，捕獲過程層和間隔層設(shè)備的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)智能變電站站控層設(shè)備共享過程層和間隔層設(shè)備數(shù)據(jù)信息，具體步驟如下：

步驟1：導(dǎo)入變電站配置文件，提取各層智能設(shè)備名稱、描述；過程層設(shè)備提取收發(fā)報(bào)文的MAC地址、應(yīng)用標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)集；間隔層設(shè)備提取名稱、描述、IP地址；間隔層設(shè)備報(bào)告及相關(guān)屬性，包括報(bào)告標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)集、成員數(shù)、成員描述；過程層與間隔層之間虛端子連接關(guān)系，同時(shí)將屬于同一子網(wǎng)的相關(guān)智能設(shè)備定義為一組監(jiān)測(cè)對(duì)象集合，并預(yù)留人機(jī)配置接口可人工配置監(jiān)測(cè)對(duì)象集合進(jìn)行編輯，按變電站實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行增加或刪減。

步驟2：實(shí)時(shí)解析變電站三層兩網(wǎng)的報(bào)文，根據(jù)報(bào)文編碼規(guī)則提取有效數(shù)據(jù)信息，分析判斷智能設(shè)備運(yùn)行情況，記錄智能設(shè)備狀態(tài)事件信息，并在指定周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文關(guān)鍵信息。對(duì)于MMS報(bào)文中，狀態(tài)和事件信息的正確提取有賴于過程層與間隔層設(shè)備間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，才能確定智能設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)信息。

步驟3：根據(jù)步驟1中配置的監(jiān)測(cè)對(duì)象集合與步驟2中獲取的報(bào)文分析結(jié)論，建立網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析結(jié)論信息模型，分析結(jié)論信息模型由報(bào)文協(xié)議類型SV/GOOSE/MMS邏輯節(jié)點(diǎn)描述，每種報(bào)文協(xié)議類型邏輯節(jié)點(diǎn)由多種數(shù)據(jù)集構(gòu)成。

一個(gè)SV邏輯節(jié)點(diǎn)由SV狀態(tài)數(shù)據(jù)集，事件數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集描述。一個(gè)SV狀態(tài)數(shù)據(jù)集由通信、同步、測(cè)試、數(shù)據(jù)無效、配置狀態(tài)描述，如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置接收到SV報(bào)文時(shí)，分析SV測(cè)試狀態(tài)時(shí)，判斷任一通道的品質(zhì)位中的測(cè)試位（Test）為true時(shí)，SV狀態(tài)數(shù)據(jù)集中的對(duì)應(yīng)測(cè)試狀態(tài)位置1，當(dāng)所有通道測(cè)試位都為false，SV狀態(tài)數(shù)據(jù)集中測(cè)試狀態(tài)置0；一個(gè)SV事件數(shù)據(jù)集由采樣嚴(yán)重丟幀事件描述，當(dāng)SV采樣序號(hào)不連續(xù)且時(shí)間間隔大于1.5倍，同時(shí)SV丟幀數(shù)大于等于設(shè)定門檻值時(shí)，SV事件數(shù)據(jù)集中的采樣嚴(yán)重丟幀事件置1；一個(gè)SV統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集由統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)SV報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)、采樣丟幀發(fā)生次數(shù)、SV報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)描述，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)SV報(bào)文錯(cuò)誤和字節(jié)統(tǒng)計(jì)。

一個(gè)GOOSE邏輯節(jié)點(diǎn)由GOOSE狀態(tài)數(shù)據(jù)集，事件數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集描述。GOOSE狀態(tài)數(shù)據(jù)集由通信、時(shí)間、測(cè)試、配置狀態(tài)描述；GOOSE事件數(shù)據(jù)集由控制塊重啟、狀態(tài)虛變、狀態(tài)異常變化、發(fā)送超時(shí)事件描述；GOOSE統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集由統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)GOOSE報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)，幀序異常，報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)描述。

同理，一個(gè)MMS邏輯節(jié)點(diǎn)由MMS狀態(tài)數(shù)據(jù)集，事件數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集描述。一個(gè)MMS狀態(tài)數(shù)據(jù)集由通信、報(bào)告控制塊初始化、條目時(shí)間、條目測(cè)試、配置、遙測(cè)刷新、TCP連接狀態(tài)描述；一個(gè)MMS事件數(shù)據(jù)集由帶選擇遙控操作、直接遙控操作、修改定值、切換定值區(qū)、緩存報(bào)告溢出、緩存報(bào)告清除操作、報(bào)告控制塊初始化異常事件描述；一個(gè)MMS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集由統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)MMS報(bào)文MMS報(bào)文結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤次數(shù)、服務(wù)端或客戶端TCP連接中斷次數(shù)、其他寫操作失敗次數(shù)、服務(wù)端或客戶端MMS 報(bào)文幀數(shù)及報(bào)文字節(jié)數(shù)描述。

參照?qǐng)D2描述的分析報(bào)文結(jié)論信息模型，以MMS報(bào)文方式上送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，這給智能站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)提供大量的過程層和間隔層數(shù)據(jù)信息，提高故障診斷的效率，為檢修人員提供有效的指導(dǎo)，提高智能變電站維護(hù)便利性。

本實(shí)施例所述的用于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的數(shù)據(jù)建模方法，主要適用于符合DL/T 860標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站，以原始報(bào)文為分析依據(jù)，以變電站配置描述文件為基礎(chǔ)，自動(dòng)關(guān)聯(lián)智能變電站間隔層與站控層設(shè)備，并根據(jù)間隔層設(shè)備采集的SV和GOOSE 報(bào)文，判斷分析與間隔層設(shè)備關(guān)聯(lián)的過程層設(shè)備的狀態(tài)信息，并將分析判斷的關(guān)鍵信息加入到設(shè)備模型文件中，以MMS 報(bào)文的方式上送過程層和間隔層數(shù)據(jù)信息給站控層設(shè)備。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。