CN103915898A - 一种智能变电站网络的运维方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站网络的运维方法，包括：确定智能变电站网络内的各个网络组；获取智能设备在各个网络组中的虚回路信息流图以及离线和在线信息；获取智能设备在各个网络组中的离线和在线虚端子以及虚回路实时信息；对所述智能设备进行监视和检修。本发明在智能设备监视和检修时，可通过调阅该检修设备的网络连接图及虚端子表，直接查阅与检修设备相关联的智能设备、交换机及有关虚回路信息等。提供智能变电站信息的追踪显示技术，实现眼见为实的信息流定位、显示和隔离，方便智能变电站信息流的监视或巡视；方便信息流故障定位；方便信息流隔离，实现不停电检修。

Description

一种智能变电站网络的运维方法

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，尤其涉及一种智能变电站网络的运维方法。

背景技术

智能变电站设备为全网络连接，光纤和网络接线代替了传统的电缆接线，设备间传输内容不可见，且站控层网络和过程层网络交换机数量多，且网络连接型式不同，常规站依托的设计蓝图，在智能站中仅反映网络和光缆的物理连接方式，若查阅具体信息传输内容需翻阅复杂的虚端子表，给日常运维和检修造成较大的困扰和不便。

目前根据智能变电站SCD文件的配置要求，系统集成商开发了SCL配置工具，可实现装置间虚回路的可视化连接和查询，但SCL配置工具主要面向设计和调试阶段的需求，且偏重信息流交换层面和目的物的接口配置，对投入运行后的实时信息流、智能装置网络端口、交换机物理连接、网络工况关等注度不足，运行维护的实用性不强。可视化网管系统虽可体现网络连接、工况，但无法呈现信息流具体内容、不能从智能装置角度监视信息及网络状况，且需依托报文分析记录装置实现，其界面不够友好，操作方式复杂，检修人员适应性差。

具体地，存在如下缺点：因可视化连接图为系统投运前的编制结果，是一个设计全图，其准确性没有得到验证，不能在运行系统内实时展现；SCL配置工具的离线可视化窗口较小且不可调，在连接信息复杂设备数量多的情况下，不能完整显示；只能显示以单一设备输出或输入为起点的信息流走向和内容，不能完整调阅间隔或整组网络的信息流图，也不能调阅与其相关联的其他智能设备的网络连接图，且不能体现中间路由交换机的相关信息；SCL配置工具均为静态连接，当网络连接故障或设备端口故障时，不能提示报警信息，且无法获知网络流量等内容。调阅操作复杂，不能简单有效的为检修人员提供了直观的全站网络连接和信息流图。

发明内容

基于此，本发明提供了一种智能变电站网络的运维方法。

一种智能变电站网络的运维方法，包括以下步骤：

确定智能变电站网络内的各个网络组；

获取智能变电站网络内智能设备在所述各个网络组中的虚回路信息流图以及离线和在线信息；

获取所述智能设备在所述各个网络组中的离线和在线虚端子以及虚回路实时信息；

根据获取的所述虚回路信息流图和所述离线和在线虚端子，对所述智能设备进行监视和检修。

与一般技术相比，本发明智能变电站网络的运维方法根据变电站监控系统及全站的网络配置接线和SCD文件中包含的各智能设备的虚端子信息，为运维人员提供了直观的全站网络连接和信息流图，省去翻阅施工蓝图和虚端子表的繁琐，提高日常运行和检修工作的效率。在智能设备监视和检修时，可通过调阅该检修设备的网络连接图及虚端子表，直接查阅与检修设备相关联的智能设备、交换机及有关虚回路信息等，便于有针对性地将定检设备（虚端子）信息流安全可靠隔离，为不停电检修提供了眼见为实的安全隔离措施。当出现信息异常、网络异常、故障或智能设备、交换机端口故障时，根据报警提示，检修人员可直观快速查找故障位置，快速确定影响范围，为尽快消除故障提供有力的时间保证。本发明提供了智能变电站信息的追踪显示技术，实现眼见为实的信息流定位、显示和隔离，方便智能变电站信息流的监视或巡视；方便信息流故障定位；方便信息流隔离，实现不停电检修。

附图说明

图1为本发明智能变电站网络的运维方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图1，为本发明智能变电站网络的运维方法的流程示意图。

本发明智能变电站网络的运维方法，包括以下步骤：

S101确定智能变电站网络内的各个网络组；

S102获取智能变电站网络内智能设备在所述各个网络组中的虚回路信息流图以及离线和在线信息；

S103获取所述智能设备在所述各个网络组中的离线和在线虚端子以及虚回路实时信息；

S104根据获取的所述虚回路信息流图和所述离线和在线虚端子，对所述智能设备进行监视和检修。

数字化变电站：按照DL/T860、间隔层、过程层构建，过程层采用电子式互感器、智能终端等具有数字化接口的智能一次设备，以网络通信平台为基础，采用DL/T860数据建模和通信服务协议，实现变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站。物理结构上有三个层次：过程层、间隔层和站控层。站控层与间隔层网络（简称站控层网络，一般分A/B/C网）主要传输MMS和GOOSE两类信号，过程层与间隔层网络（简称过程层网络，组网方式多样，本文描述采用双套独立双网组网模式，即SV和GOOSE均为双套双网，共8组网络：SV1-A/B、SV2-A/B、GOOSE1-A/B、GOOSE2-A/B）主要传输GOOSE和SV信号。

采样值数据（SV,sample value）:从合并单元到间隔层设备的采用数据，也可简写为SMV。SV网特指从合并单元到间隔层设备间的采样数据网络，SV信息包括电流、电压的采样值。

面向变电站事件的通用对象（GOOSE,generic object oriented substationevent）:当一次设备状态变化时，智能电子设备将借助变化报告，多播一个高速二进制对象-通用面向对象的变电站事件报告。GOOSE网特指从过程层设备到间隔层设备间的状态变化量数据网络，GOOSE信息包括开关位置、跳合闸、各装置的故障信息等。

报文记录装置：有报文分析记录装置本体、磁盘阵列、分析单元等器件组成。报文记录装置的各个端口接入全站各组网络的中心交换机千兆或百兆光口，从交换机看变电站各网络端口全部信息，可对经过智能变电站网络交换机中的GOOSE报文、MMS报文和SV采样值报文进行实时记录、分析，可实时监测各组网络的运行状况和网络流量；当网络报文出现异常时能告警，异常包含GOOSE计数异常，报文丢失，状态虚变，断链；SV丢点，乱序，不同步，品质变化，断链等。

虚端子：常规变电站设备信息传递采用电缆接线方式在端子排连接，但对智能变电站而言，设备间除光缆没有其他的连接，设备间的信息全变为网络化的信息传输，为了更清楚的表达设备间的信息交换内容和信息流的传输起始点和终点，演变出虚端子的概念。全站智能设备的虚端子信息组成虚端子表，每条虚端子信息包括：信息发出装置的设备名称及端口、网络路由（含交换机接口及级联信息）、虚端子信息具体内容、信息接收装置的设备名称及端口。当全站的设备信息配置好后生成变电站系统配置描述文件（SCD文件）。由虚端子构成的信息回路称为虚回路。

常规变电站中各功能设备的电缆接线，通过查看设计蓝图中的回路原理图和端子排图中电缆芯接线均可找到明确释意。对智能变电站而言，因采用光缆代替了传统电缆连接，设备信息经光缆及交换机完成连接后，经过程层网络共享给需要其信息的其他智能装置。虚端子的引入可以将智能设备-光缆-交换机-光缆-智能设备间的信息流呈现出来，但因为智能设备数量众多，当某一设备的某一虚回路发生异常时，需查找大量繁琐的虚端子表才能找到需要的信息位置，耗时较长，而且虚端子的查询需遵循一定的规则，在没有二次原理的熟悉背景知识下，虚端子的内容很难直接读懂。而且过程层网络的引入对运行和维护人员是个崭新的概念，过程层的网络连接只有蓝图中各交换机端口的设备连接图，对整个过程层网络没有一个统一的概念，给日常运行和维护工作带来诸多不便。

本发明根据变电站监控系统及全站的（过程层）网络配置接线和SCD文件中包含的各智能设备的虚端子信息，在报文记录分析装置综合记录、分析网络运行工况结果的基础上，将智能设备、光缆、交换机有关端口内的虚端子信息和网络运行工况等内容有机结合，实现在变电站监控后台方便调阅全站网络图、各间隔网络图、全站虚端子信息（虚端子回路图）、各装置虚端子信息（虚端子回路图）、各间隔虚端子信息（虚端子回路图），网络运行工况（含流量、异常等信息），为运维人员提供了直观的全站网络连接和信息流图，省去翻阅施工蓝图和虚端子表的繁琐，提高日常运行和维护工作的效率。在智能设备监视和检修时，可通过调阅该检修设备的网络连接图及虚端子表，直接查阅与检修设备相关联的智能设备、交换机及有关虚回路信息等，便于有针对性地将定检设备（虚端子）信息流安全可靠隔离，为不停电检修提供了眼见为实的安全隔离措施。当出现网络异常、故障或智能设备、交换机端口故障时，根据变电站监控系统的记录及报文分析记录装置的分析结果，可视化系统中会在相应位置给出报警提示，根据报警提示，运维人员可直观快速查找故障位置，确定影响范围，为尽快消除故障提供有力的时间保证。

作为其中一个实施例，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取智能变电站的SCD配置文件；其中，所述SCD配置文件中包括除网络连接路由之外的全站智能设备的所有信息流回路信息。

所述SCD配置文件包括智能设备名称、智能设备出口数据集的内容和接口位置、智能设备发送数据集的内容和接口位置。

网络和虚回路可视化方法以变电站监控系统、全站SCD文件、全站网络连接图和报文分析记录装置作为基础实现的。SCD配置文件的属性包含了除网络连接路由之外的全站智能设备的所有信息流回路的相关信息。具体包括智能设备名称、智能设备出口数据集的内容和接口位置、智能设备发送数据集的内容和接口位置。其中出口或发送数据集的内容即为两智能装置间交换信息的内容。而全站网络连接图包括全站各组网络的物理连接、交换机各端口连接光缆的型号、编号、智能设备名称、智能设备的接口位置等信息。

作为其中一个实施例，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取智能变电站的全站网络连接图；其中，所述全站网络连接图中包括设计的各个网络组的物理连接、交换机各端口连接光缆的型号、编号、智能设备名称、智能设备的接口位置，还包括实时获得的各个网络组的物理连接、交换机各端口、智能设备名称、智能设备的接口位置。并显示交换机端口与智能设备接口的实时状态。以上信息为运行监视、检修过程（检修前、检修中及检修后）、检修状态的标注与隔离及检修结果的自动验证提供实时数据支持。

网络和虚回路可视化系统的实现，使得网络及虚回路可进行监控及查询。网络和虚回路可视化系统通过变电站监控系统以及报文记录装置，可以监控变电站内站控层及过程层各装置经交换机交换的所有信息流回路相关信息。而通过将SCD配置文件的相关信息融入全站网络连接图中，在实现在查询和调阅网络连接图时，可直观方便查询网络内传输具体内容，实现网络和虚回路信息的有机结合。

作为其中一个实施例，所述获取虚回路信息流图的步骤，包括以下步骤：

向智能变电站网络发送虚回路信息查询请求，获取智能变电站网络内待检修的智能设备在所述各个网络组中的虚回路实时与非实时信息流图。

所述虚回路信息查询请求包括：按间隔查询、按网络查询以及按智能设备查询三种形式。

虚回路信息的查看和调阅模式分为三种：按间隔查询和调阅模式、按网络查询和调阅模式和按智能设备查询和调阅模式，具体可实现调阅和查询全站网络连接总图、交换机的具体配置和网络连接图、全过程虚回路信息流图、智能设备虚端子表等。另可视化系统根据报文分析记录装置对全站网络和设备的智能综合判断的结果，将全站网络的运行工况含流量、通断、数据异常、网络风暴、连接端口故障等情况，可在网络和虚回路可视化系统中集成汇总显示和告警。而智能装置实际收发及告警的报文通过过程层网络上送到间隔层的保护和测控装置。再经站控层网络的变电站监控系统对其收到的报文上送可视化系统。

具体查询和调阅方式简述如下：

网络及虚回路可视化系统（简称可视化系统）安装在当地监控后台系统中，与后台监控系统画面可实现一键切换。正常情况下，后台系统计算机主界面为监控系统画面。

当运行人员需要查看虚端子或查看过程层网络时可通过切换按钮转入网络及虚回路可视化系统。可视化系统主界面以变电站主接线图为展示平台。

因可视化系统展现的是变电站过程层网络的相关信息，以下描述的网络没有特殊说明均为过程层网络。以220kV琴拱甲线为例，就可视化系统的具体功能和操作方式做进一步阐述。

自可视化系统的主界面选择“按间隔查询和调阅模式”，系统会显示变电站的主接线图。

以220kV琴拱甲线为例，可视化界面有两种查看方式可选择，网络组方式和智能设备方式，网络组方式可查询与琴拱甲线间隔相关联智能设备的网络连接图，本间隔内的关联智能设备、各智能设备的网络连接方式、与交换机的相关度等内容均可直接查询。智能设备方式可直接查询琴拱甲线间隔配套的智能二次设备的信息流图。另因220kV过程层包括SV1-A网，SV1-B网，SV2-A网，SV2-B网，GOOSE1-A网，GOOSE1-B网，GOOSE2-A网，GOOSE2-B网共8组网络，以上两种查询方式均需选择需要查询的网络组别。

作为其中一个实施例，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取所述各个网络组的网络连接图；其中，所述网络连接图中包括网络组内的各个网络交换机和智能设备；

获取所述各个网络组的虚回路实时信息；其中，所述虚回路实时信息包括：网络ID、链路信息、通信配置信息、报文类型、报文优先级、报文时间、报文大小、报文内容、每个链路的流量、异常判断结果。通过链路信息、通信配置信息获得在线全站网络连接图。以上信息为运行监视、检修过程（检修前、检修中及检修后）、检修状态的标注与隔离及检修结果的自动验证提供实时数据支持。

获取所述在线和离线状态以及实时信息，能够在线判断系统网路是否正常运行。如果出现异常信息，即发出告警信息。

获取所述检修智能设备的在线和离线虚回路信息，提示提示应隔离但未隔离的虚回路，为设备提高决策支持。

网络组方式下，以SV1-A网为例，220kV琴拱甲线间隔有关二次智能设备在SV1-A网中的网络联系图。

此种展现方式下，琴拱甲线间隔相关联智能设备的联系全部呈现，方便运行和维护人员对间隔相关设备有整体认识，并可在检修时，方便采取检修措施。点击任一设备，即可查询该设备在SV1-A网中的虚回路信息流图。如点击合并单元，则显示为220kV琴拱甲线间隔SV1-A网中合并单元1PCS-221C信息流图。

点击任一设备，即可查询该设备在SV1-A网中的虚回路具体信息。如点击合并单元，则显示该设备的虚回路信息，并可生成虚端子表，为220kV琴拱甲线合并单元1PCS-221C SV1-A网内虚端子表。

智能设备方式下，可呈现琴拱甲线间隔所有二次智能设备，具体包括线路保护1PCS-931、合并单元1PCS-221C、智能终端1PCS-222B、线路保护2PCS-931、合并单元2PCS-221C、智能终端2PCS-222B和测控装置PCS-9705A。以琴拱甲线智能终端1PCS-222B为例，在GOOSE1-A网中的信息流图，为220kV琴拱甲线GOOSE1-A网智能终端1PCS-222B信息流图。

选择任一设备，即可查看该设备在该网络组中的虚回路信息，即虚端子表。如点击GOOSE1-A网输出图中智能终端1，则显示虚端子表，为220kV琴拱甲线智能终端1PCS-222B GOOSE1-A网内虚端子表。

在可视化系统的以上任一查看画面均可直接返回至可视化系统主界面。

自可视化系统的主界面选择“按网络查询和调阅模式”，系统显示全站网络组名称，为全站过程层网络整体展现图。

选择任一网络组，即可展现本组网络内所有网络交换机和智能设备的连接图。以220kV过程层SV1-A网为例，为220kV过程层SV1-A网交换机端口接线图，即为全站SV1-A网的全部网络连接及接口和设备画面呈现，同施工蓝图中交换机端口连接图，此种查询方式可直接免去查找施工蓝图的繁琐。

点击任一设备或交换机端口，则可展现在此网络中的该设备或该端口的虚回路信息流。其余查询方式和步骤同“按间隔查询和调阅模式”。

作为其中一个实施例，对所述待检修的智能设备进行检修的步骤之前，包括以下步骤：

获取智能变电站网络中的实时告警信息。

作为其中一个实施例，从报文分析记录装置中获取智能变电站网络中的告警信息。

所述获取智能变电站网络中的实时告警信息的步骤，还包括以下步骤：

从变电站自动化系统中获取智能变电站网络中的告警信息。

所述告警信息包括流量告警、通断告警、数据异常、网络风暴和/或连接端口故障。

可视化系统除具有网络和虚回路的查看功能外，还具有根据站内装设的报文记录分析装置给出的网络运行情况判断结果，在可视化界面中展示。在虚回路信息流图的显示画面，每条网络或光缆中的网络流量、网络诊断结果（网络正常为绿色，网络异常为黄色，网络故障为红色）均为综合显示的结果，在查看网络和虚回路信息流时，对网络状态也有清楚的了解。

可视化系统主界面设置有网络动态监测的指示灯，网络通信及虚回路正常情况下，绿灯长亮；网络出现风暴、网络故障（含GOOSE断链、SV数据断线等）等影响网络继续正常可靠运行的情况下，红灯常亮并伴报警音；当出现双套数据一套丢包、网络延时等异常状况但不影响设备的正常运行的情况下，红灯闪烁并伴提示音，提示音和报警音均可进行开闭设置和铃音选择。而且当有异常情况发生时，所有可视化系统图的网络连接图中有关异常部位或设备均有相应的告警信息展示，如网络连接线或设备模块变红或闪烁等。

网络和虚回路可视化系统软件将网络连接和虚端子内容有机结合，实现将网络连接和虚端子内容根据应用需求完整快速呈现，大大节省了查找图纸和虚端子的耗时。

网络和虚回路可视化系统软件与报文分析记录装置的信息共享，实现了在可视化界面的网络运行状态的动态监测，直观反映网络的运行状况，在故障情况下可快速查找故障位置，提升了运行和维护人员的工作效率。

网络和虚回路可视化系统软件不需要添加硬件设备，只需在监控后台完成软件的开发设置即可实现上述功能，有投资少见效快的优点。

与一般技术相比，本发明智能变电站网络的运维方法根据变电站监控系统及全站的网络配置接线和SCD文件中包含的各智能设备的虚端子信息，为运维人员提供了直观的全站网络连接和信息流图，省去翻阅施工蓝图和虚端子表的繁琐，提高日常运行和检修工作的效率。在智能设备定检时，可通过调阅该定检设备的网络连接图，直接查阅与定检设备相关联的智能设备、交换机等，便于有针对性地将定检设备（虚端子）信息流安全可靠隔离，为不停电检修提供了眼见为实的安全隔离措施。当出现网络异常、故障或智能设备、交换机端口故障时，根据报警提示，检修人员可直观快速查找故障位置，为尽快消除故障提供有力的时间保证。本发明提供了智能变电站信息的追踪显示技术，实现眼见为实的信息流定位、显示和隔离，方便智能变电站信息流的监视或巡视；方便信息流故障定位；方便信息流隔离，实现不停电检修。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能变电站网络的运维方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定智能变电站网络内的各个网络组；

获取智能变电站网络内智能设备在所述各个网络组中的虚回路信息流图以及离线和在线信息；

获取所述智能设备在所述各个网络组中的离线和在线虚端子以及虚回路实时信息；

根据获取的所述虚回路信息流图和所述离线和在线虚端子，对所述智能设备进行监视和检修。

2.根据权利要求1所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取所述各个网络组的网络连接图；其中，所述网络连接图中包括网络组内的各个网络交换机和智能设备；

获取所述各个网络组的虚回路实时信息；其中，所述虚回路实时信息包括：网络ID、链路信息、通信配置信息、报文类型、报文优先级、报文时间、报文大小、报文内容、每个链路的流量、异常判断结果。通过链路信息、通信配置信息获得在线全站网络连接图。

3.根据权利要求1所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取智能变电站的全站网络连接图；其中，所述全站网络连接图中包括设计的各个网络组的物理连接、交换机各端口连接光缆的型号、编号、智能设备名称、智能设备的接口位置，还包括实时获得的各个网络组的物理连接、交换机各端口、智能设备名称、智能设备的接口位置。

4.根据权利要求1所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，所述获取虚回路信息流图的步骤，包括以下步骤：

向智能变电站网络发送虚回路信息查询请求，获取智能变电站网络内待检修的智能设备在所述各个网络组中的虚回路实时与非实时信息流图。

5.根据权利要求4所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，所述虚回路信息查询请求包括：按间隔查询、按网络查询以及按智能设备查询三种形式。

6.根据权利要求1所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，在所述确定智能变电站网络内的各个网络组的步骤之后，包括以下步骤：

获取智能变电站的SCD配置文件；其中，所述SCD配置文件中包括除网络连接路由之外的全站智能设备的所有信息流回路信息。

7.根据权利要求6所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，所述SCD配置文件包括智能设备名称、智能设备出口数据集的内容和接口位置、智能设备发送数据集的内容和接口位置。

8.根据权利要求1所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，对所述待检修的智能设备进行检修的步骤之前，包括以下步骤：

获取智能变电站网络中的实时告警信息。

9.根据权利要求8所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，所述获取智能变电站网络中的实时告警信息的步骤，还包括以下步骤：

从变电站自动化系统中获取智能变电站网络中的告警信息。

10.根据权利要求8所述的智能变电站网络的运维方法，其特征在于，所述告警信息包括智能设备通信接口流量告警、通断告警、数据异常和/或连接端口故障。