[發明專利]一種光纖以太網實時性能監視與測試的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310170363.5
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103312556A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 袁浩;陳愛林;姜玉磊;張海東;任輝;楊青;顧欣欣
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;南京智網新能源技術有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04B10/07
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及光纖以太網通信領域，具體涉及一種光纖以太網實時性能監視與測試的裝置及方法。

背景技術

隨著計算機技術、通信技術的飛速發展，智能電網、特高壓系統及新能源的需要，傳統電力系統二次設備主要包括繼電保護、安全自動裝置、故障錄波、就地監控及遠動系統將越來越依賴通訊網絡技術來實現其傳統功能。目前的數字化變電站或智能變電站以太網絡結構存在兩種常用的方式：三層一網和三層兩網結構。IEC61850標準規定了三層兩網的體系結構，三層是指站控層、間隔層、過程層設備。兩網是指以三層設備為節點的兩層網絡：站控層網絡和過程層網絡，都是以IEEE802.3標準規定的以太網為基礎。智能變電站的站控層網絡完成MMS數據傳輸和變電站GOOSE聯閉鎖等功能。過程層網絡由于承擔著變電站模擬量、開關量的實時傳輸，因此需要保證網絡的高效、實時和可靠。僅現階段廣泛使用的三層兩網中過程層網絡就有多種運行模式，包括：1、過程層SV（Sample?Value，實時的交直流數據采樣值）GOOSE（變電站的通用事件信號，用于傳輸跳閘信號和開關量信號）均點對點傳輸；2、SV點對點、GOOSE組網；3、SV和GOOSE分網傳輸；4、SV和GOOSE共網傳輸。如果采用三層一網的結構，更需要保證網絡流量及網絡交換機傳輸實時性和可靠性的要求。

現階段智能變電站的網絡通訊性能測試的方法主要是基于通訊網絡的測試儀器，通常這樣的儀器可以發生不同流量的信息報文，監測網絡的整體的可靠性及協議的一致性能，但是針對智能變電站的網絡應用需求還不能針對性地解決實時性測試與監視問題，而且一般儀器僅僅能做到測試，對于實時運行的設備不能達到監視的要求。這些情況的主要原因在于以太網通訊測試的儀器的關注重點在以太網交換機及其他通訊轉接設備（路由器等），而變電站內還需要關注每個設備與應用相關的通訊發送和接收的可靠性和實時的時間指標，即在使用專用的以太網測試工具情況下，不能完全滿足變電站基于以太網上的實時應用需求的測試。此外，數字化變電站和智能變電站的報文數據特殊性及組網方式的多樣性也需要更靈活、有針對性的設備完成實際應用環境下的測試和監視功能。本發明專利提出的方法就是在當前技術應用的背景情況下，解決了實際測試中變電站MMS報文、實時GOOSE及MV報文實時測試方法，同時提供了滿足現場安全需要的實時以太網運行監視的功能。。

當前數字化變電站或智能變電站運行中網絡測試和監視采取的方法一般采用通過將實時過程層網絡的信息接入光纖以太網交換機，基于交換機的轉發數據，獲取當前情況下的以太網實時運行信息的測試和記錄。

如圖1所示為現有技術中智能變電站網絡分析記錄儀接線布置圖，由圖1可知，網絡分析記錄儀處在站控層網絡，通過跨間隔的交換機獲取網絡上的實時報文，實際合并單元或智能單元發送出的報文需要經過交換機的轉發進入網絡分析記錄儀的接收端口，這個過程中存在一定的不確定的延時過程。可能是由于交換機的網絡延時，可能是由于網絡分析記錄儀自身的接收端口的堵塞。即存在網絡分析記錄儀并不能真實反映二次設備實際接收和發送網絡報文的實時情況。

發明內容

本發明面向數字化、智能化變電站技術中廣泛使用的光纖以太網傳輸高實時性保護跳閘、采樣值數據、閉鎖信號的延時性能測試與監視需求，提供一種光纖以太網實時性能監視與測試的裝置，被測光纖以太網回路連接兩個二次設備，其特征在于，所述裝置包括分光器、光纖適配器、以太網報文接收實時分析模塊、人機交互平臺、通訊接口以及光纖連接器IN端口和OU端口；

所述分光器、光纖適配器、以太網報文接收實時分析模塊、IN端口和OU端口對應設置，數量相同均為至少兩個；

將每兩個所述分光器接入一個所述被測光纖回路中（光纖以太網回路由兩根光纖構成，一收一發，可以選擇性監測其中一根光纖通道收發信息，一般同時監視兩根光纖的收發信息）：

一個所述二次設備的輸出端口連接第一個所述IN端口，輸入端口連接第二個所述OU端口；另一個所述二次設備的輸入端口連接第一個所述OU端口，輸出端口連接所述第二個IN端口；所述分光器的上行光接口P1與所述IN端口連接，接收光信號，所述分光器的下行光接口P2與所述OU端口連接，下行光接口P3通過所述光纖適配器與所述以太網報文接收實時分析模塊連接；

所述光纖適配器將光信號轉化為包含報文信息的數字信號并發送給所述以太網報文接收實時分析模塊；

所述人機交互平臺和所述通訊接口均與所述以太網報文接收實時分析模塊通訊連接，所述人機交互模塊包括顯示模塊，所述裝置通過所述通訊接口與外部的總站通信連接；