[發明專利]一種智能變電站過程層虛擬連接故障定位系統

在審

• 申請號: 201911053015.3
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110768845A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 鄭永康;李勁松;李梓瑋;劉明忠;張金虎;王涵宇;劉筱萍;趙娜;王維博;孟雷;陳遲;黃小莉;曾奕;丁宣文;朱鑫;周文越;李浩然;任博;張海洋;鄭超;陳桂芳
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院;中國電力科學研究院有限公司;國網四川省電力公司攀枝花供電公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/931;H04L12/935;H04L12/939;H02J13/00
• 代理公司: 51256 成都路航知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐海林

本發明公開了一種智能變電站過程層虛擬連接故障定位系統，包括：虛連接故障定位系統、網絡監測管理數據云、過程層交換機以及智能電子設備；虛連接故障定位系統用于計算生成虛擬連接實際通信鏈路，將虛擬連接邏輯回路與實際的通信鏈路進行對比，若兩者不一致，表明過程層網絡虛擬連接出現異常；將故障定位信息傳輸給網絡監測管理數據云；所述網絡監測管理數據云用于儲存網絡運行數據以及虛擬連接故障定位數據，形成故障分析報告；通過圖形方式生動展示了過程層網絡通信虛擬連接的映射關系，通過預置的過程層網絡通信虛擬連接以及實際的過程層網絡通信虛擬連接進行對比，從而實現了對過程層網絡的實時監測和故障的定位。

技術領域

本發明涉及智能變電站網絡監測領域，具體地，涉及一種智能變電站過程層虛擬連接故障定位系統。

背景技術

基于以太網通信技術的智能變電站自動化系統，實現了一二次設備間信息的溝通與共享，同時智能變電站自動化系統的多種功能反過來又向以太網通信技術的實時性提出了更高的要求。相較于傳統變電站，智能變電站中采用光纖網絡來進行信息的傳遞，使得工業以太網交換機逐漸替代了傳統電纜而成為智能變電站通信網絡的關鍵設備。由于智能變電站自動化系統自身結構和功能的特殊性，使得工業以太網交換機有著很高的要求和標準，因此監測基于IEC 61850標準的智能變電站過程層網絡性能和工業以太網交換機的性能有著十分重要的現實意義。現有的過程層網絡監測系統一般通過接收數據異常情況，來實現對過程層網絡的監視。當某個設備出現異常時可能造成多個連接設備發出鏈路異常信號，運行人員看到大量的鏈路出錯信息之后，可能會無所適從，無法快速準確地定位故障和異常。同時，現有的網絡監測系統大都無法支持IED虛擬連接的圖形顯示。

發明內容

針對以上問題，本發明提供一種智能變電站過程層虛擬連接故障定位系統，通過圖形方式生動展示了過程層網絡通信虛擬連接的映射關系，通過預置的過程層網絡通信虛擬連接以及實際的過程層網絡通信虛擬連接進行對比，從而實現了對過程層網絡的實時監測和故障的定位。

為實現上述發明目的，本申請提供了一種智能變電站交換機在線監測系統包括：虛連接故障定位系統、網絡監測管理數據云、過程層交換機以及智能電子設備(IED)。

所述虛連接故障定位系統包括電源模塊、采樣模塊、SNMP通信模塊、SCD配置芯片、網絡通信模塊、對時模塊、顯示模塊以及CPU組成。

所述SCD配置芯片通過導入智能變電站SCD配置的IED節點描述獲取發布控制塊與接收訪問點的對應關系，從而生成虛擬連接邏輯回路、報文類型和流量初始值。所述SCD配置芯片將生成的虛擬連接邏輯回路、報文類型和流量初始值傳輸給CPU。

所述SNMP通信模塊通過SNMP協議與過程層交換機進行通信。

所述采樣模塊通過SNMP通信模塊定期獲取交換機MIB中的信息，包括交換機裝置名、端口的MAC地址、目的端口的MAC地址、IED裝置MAC地址、IED裝置名、交換機轉發表、交換機組播表、獲取的信號類型、獲取的信號內容、端口通訊信息(如輸入和輸出流量的累計數據)、系統信息(如根據上電時間可發現交換機是否有宕機或失電現象)、內部狀態信息(如交換機系統時間、程序版本、電源狀態、交換機溫度、CPU負荷率、風扇工作狀態等信息)、Trap(即SNMP陷阱)事件信息(如交換機重啟、端口通訊中斷與恢復、交換機自定義故障異常事件)。所述采樣模塊將采集的信息傳輸給CPU。

所述CPU根據采集信息中的交換機裝置名、端口的MAC地址、目的端口的MAC地址、IED裝置MAC地址、IED裝置名、交換機轉發表、交換機組播表等，計算生成虛擬連接實際通信鏈路。所述CPU將虛擬連接邏輯回路與實際的通信鏈路進行對比，若兩者不一致，表明過程層網絡虛擬連接出現異常，可以定位IED配置錯誤、交換機配置錯誤、IED裝置通信異常(如網絡口宕機、IED宕機)等故障。所述CPU將故障定位信息以網絡運行數據通過網絡通信模塊傳輸給網絡監測管理數據云。