[发明专利]一种电力系统中提取装置标识的方法

说明书

技术领域

本发明属于利用电力系统的技术领域，涉及数字化变电站过程层通信系统与方法，尤其涉及一种电力系统中提取装置标识的方法。

背景技术

随着数字化变电站实施技术的逐渐成熟和深入，数字化变电站的应用实施已经从最初面向站控层和间隔层发展到面向过程层，过程层的出现是数字化变电站区别于传统变电站的重要特征，尤其是电子式互感器和智能开关的应用逐渐成熟，变电站装置的设计、安装、调试和运行维护都将产生深刻的变革，简便快速地进行最终施工结果和预期图纸的比对工作成为系统能否迅速交付使用的关键。

在数字化变电站的施工过程中，各种装置型号千差万别，各种连线成千上万，中间出现差错也是在所难免，但是如何快速地进行修复可不是这么简单的事情。在施工完成后，如果某个装置出现异常需要更换时，新装置替换老装置的工作并不是简单地物理替换，还需要修改备案或图纸。在系统长时间地运行时，多个装置都出现过改动而没有及时进行备案时，问题的定位将会异常复杂。这对于站控层、间隔层以及过程层的数字化管理提出了新的挑战。

由于数字化变电站的装置发送的报文只有SV或者GOOSE，并且报文的源MAC(介质访问控制)和APPID(应用标识符)是和装置一一对应的，可以通过解析数据报文找到交换机和装置的对应关系。但是目前普遍使用的博通和迈威的交换芯片并不支持自定义字段的解析，如果使用专门的协议以采用CPU来进行解析，在线速的状态下根本不现实。

在以太网系统中，如果需要构造网络上各级装置的拓扑关系，只需要各级装置按照固定的格式来发送位置通告报文，然后由一个监控设备来汇总，最后上报给网管界面，形成拓扑图。但是在电力系统中，过程层只允许传输SV和GOOSE数据帧，不允许出现其他任何的数据帧，那么这种做法显然不起效。

发明内容

本发明所要解决的问题是通过对电力系统中SV和GOOSE报文进行分析与处理，获取到装置和端口之间的映射关系，组建一张全网拓扑图，快速准确地定位各种装置。

本发明的技术方案为：

一种电力系统中提取装置标识的方法，其特征在于包括以下步骤：监听数据帧；提取装置标识；分析装置标识；上报告警；上报装置标识与端口映射关系；变电站网络拓扑图构造。

一种电力系统中提取装置标识的方法，其特征在于按以下步骤：步骤一监听数据帧：交换机监听从间隔层MU合并单元发送过来的SV采集值报文以及从间隔层的保护与智能单元发送过来的GOOSE报文；对数据帧的监听不影响当前数据帧的存储与转发,所有数据帧能够保持原样的通过交换设备，按照预定的通道进行转发；

步骤二提取装置标识：交换机提取正常的SV和GOOSE报文的装置标识，错误的报文直接丢弃；

步骤三分析装置标识及上报告警：CPU接收到装置标识后进行完整性校验，对于出现的重复的、错误的或超多的物理标识上报告警；对于正常的物理标识，记录到对应的端口下；对装置标识的提取不影响当前数据的存储与转发；

步骤四上报装置标识与端口映射关系以及变电站网络拓扑图构造：CPU定时将所有端口学习到的装置标识通过MMS(制造报文规范ISO 9506)报文上报给管理平台，在管理平台上形成全网拓扑图；同时管理平台收集错误的告警信息进行展示，以定位具体的智能电子设备(IED)装置信息。

所述的装置标识包括端口、类型、源MAC、虚拟局域网编号(VLAN)和应用标识符(APPID)，所述的类型包括新增、老化和超过数量限制。

交换机对错误数据帧的SV和GOOSE报文的装置标识不提取，错误类型包括CRC、超短和超长。

本发明可以快速侦测到装置与交换机的连接关系发生的变化，最大误差为一秒。对于提取到异常的装置标识可以提供告警，异常类型包括相同的装置标识出现在不同端口、同一端口出现过多的物理标识、提取的物理标识内容不在可选范围内等。网络拓扑图构造时进行必要的检查和校验，对于明显的异常提供告警。

本发明有益效果如下：

在本发明提供的技术方案中，通过监听SV和GOOSE数据帧，并对特定字段进行解析以获取装置标识，不需要IED装置发送身份报告报文就可以准确定位各级装置的网络连接拓扑图，能够有效帮助电力系统中分析、诊断设备故障。

附图说明

图1为本发明的提取装置标识处理流程图。

图2为本发明的上报装置标识的帧格式图。

图3为本发明的SV报文的帧格式图。

图4为本发明的GOOSE报文的帧格式图。

具体实施方式