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)測領(lǐng)域，特別是基于交換機(jī)報文識別技術(shù)實現(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)中所占比重越來越大，在整個智能變電站系統(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(fù)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(luò)成為一個需要解決的問題?，F(xiàn)有的通過網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析儀來實時監(jiān)視過程層網(wǎng)絡(luò)，但該方法存在以下缺點：

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

(二)不能獲取傳輸smv和goose報文的具體交換機(jī)端口流量情況，不能對一些流量異常進(jìn)行預(yù)警。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測方法，基于交換機(jī)識別技術(shù)以達(dá)到智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)實時監(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(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)啟動時加載全站ied裝置屬性表以及交換機(jī)的cid文件；

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

步驟5：交換機(jī)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(yīng)級聯(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，報文發(fā)送ied裝置接入到交換機(jī)，對應(yīng)端口為報文發(fā)送端口，交換機(jī)啟動報文上送解析功能，交換機(jī)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(yīng)ied裝置屬性后，再關(guān)閉報文上送解析功能；當(dāng)交換機(jī)報文發(fā)送端口連接中斷后，同時清空對應(yīng)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(jìn)行讀取報文內(nèi)容來識別對應(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(yīng)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(jìn)行匹配，如果找到對應(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)閉報文分析功能模塊，讓所有報文數(shù)據(jù)由交換機(jī)芯片直接存儲轉(zhuǎn)發(fā)。

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

步驟5具體包括以下內(nèi)容：

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

5.2交換機(jī)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(jī)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(jìn)行匹配，如果找到對應(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)解析報文，識別各端口接入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，形成整個過程層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。能夠?qū)崟r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)實時監(jiān)測方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明步驟4對應(yīng)的smv、goose報文識別ied流程圖；

圖3是本發(fā)明步驟5對應(yīng)交換機(jī)級聯(lián)端口識別ied流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本發(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(luò)實時監(jiān)測方法包括以下步驟：

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)出整個廠站scd文件，以作智能運(yùn)維子站監(jiān)測使用。

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

系統(tǒng)配置工具將整個廠站ied裝置屬性導(dǎo)出，形成對應(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)加載啟動時，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，以便實時監(jiān)測相關(guān)的端口的映射關(guān)系。

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

詳細(xì)實現(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(yīng)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(jìn)行匹配，如果找到對應(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)閉報文上送解析模塊。

步驟5：針對交換機(jī)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(jìn)行交互得到端口ied屬性。其中，交換機(jī)級聯(lián)是由于受交換機(jī)端口個數(shù)限制，當(dāng)端口數(shù)目少于所需時，需要將兩個交換機(jī)互聯(lián)起來，增加端口數(shù)量。兩個交換機(jī)互聯(lián)占用的端口為交換機(jī)級聯(lián)端口。即交換機(jī)級聯(lián)端口連接的對端必為一臺交換機(jī)。步驟6：交換機(jī)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(xì)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(jìn)行匹配，如果找到對應(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，比如測控、保護(hù)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(jī)配置頁面，將對應(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)測統(tǒng)計報文流量。

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(yùn)維子站實時獲取交換機(jī)上送的iec61850協(xié)議數(shù)據(jù)，將監(jiān)測交換機(jī)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(yīng)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。