CN104485738B - 一种智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，提出测点数据引用信息、装置时标信息作为双机告警模块中各自产生告警是否为同一变位信息的判据，备机建立由告警对象个数和告警对象后台登录时标信息超时两个条件约束的告警对象缓存队列，当备机升为主机时，将告警对象缓存队列信息进行压缩、分包发送，接收端组包、解压还原告警信息，与以往的实现方法相比的优点在于主备服务器各自独立与间隔层装置进行通讯，保证通讯报文的冗余备份，备机不需要与主机进行交互判断主机处理的告警信息边界，减少了由于通讯、双机切换状态延时等原因造成交互出错几率，设计的信息传输压缩分包模块提高了双机切换时告警信息传输的效率和可靠性。

Description

一种智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法

技术领域

本发明涉及变电站自动化技术，具体是涉及一种智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法。

背景技术

根据《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》，220kV及以上智能变电站监控系统使用双机双网冗余配置模式保障系统的稳定运行。在双服务器的配置中，备用服务器在主服务器出现故障时自动切换为主服务器，在切换的过程中可能会造成告警信号的丢失或者重复。

传统的变电站监控双机切换的方法中主备服务器都有一个信息分发模块，并且在该模块中建立了分发确认机制，即对来自装置的信息，在分发前先进行缓存，当服务器收到对侧服务器的新信息时，向对侧服务器发送确认报文，对侧服务器收到确认报文时，删除对应的缓存信息，该方法的缺陷是：（1）只有主服务器对间隔层装置连接可以接收间隔层装置的报文，而备用服务器不能接收间隔层装置的报文， 备用服务器并没有起到网络报文冗余备用的作用；（2）在信息分发模块中建立的分发确认机制，服务器每次收到报文都需要相互分发进行确认，在切机的过程中容易产生故障点。（3）当备服务器升为主服务器时，通过系统消息总线发送告警对象信息数据量较大，并且消息总线每次发送的数据包大小是有限制的。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高可靠的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，提供变电站监控系统，所述变电站监控系统包括主机、备机、一组工作站和间隔层装置，所述主机依次通过主机告警模块、主机数据采集与监视控制模块和主机通讯模块与所述间隔层装置连接，所述备机依次通过备机告警模块、备机数据采集与监视控制模块和备机通讯模块与所述间隔层装置连接，所述主机告警模块包括主机告警缓存器、主机告警窗、主机告警历史库和主机告警服务器，所述备机告警模块包括备机告警缓存器、备机告警窗、备机告警历史库和备机告警服务器，所述工作站包括工作站报警模块，所述工作站报警模块包括工作站告警窗和工作站告警服务器，所述主机通过主机告警服务器分别与所述备机告警服务器和所述工作站告警服务器连接，该方法包括以下步骤：

S1所述间隔层装置采集遥信变位信息并将该信息上传到所述变电站监控系统，所述主机和备机分别接收到来自所述间隔层装置发送的遥信变位信息；

S2所述主机启动主机告警模块，处理接收到的遥信变位信息并产生主机告警对象和告警信息；

S3所述备机启动备机告警模块，处理接收到的遥信变位信息并产生备机告警对象，所述备机告警模块将产生的备机告警对象进行缓存；

S4所述主机告警模块将产生的告警信息向备机和工作站进行分发，该告警信息触发主机、备机和工作站登陆告警窗信息以及触发主机、备机生成告警历史信息；

S5 所述备机缓存备机告警对象，该备机告警对象作为主备机切换时的冗余告警信息；

S6当主备机切换时，刚升级为主机的原备机将缓存的备机告警对象信息向其他监控机器分发。

有益效果：本发明与以往的实现方法相比优点在于：主机和备机各自独立与间隔层装置进行通讯，保证了通讯报文的冗余备份；提出两台服务器各自处理的告警信息通过数据引用信息、装置时标信息确定是否为同一装置遥信变位信息的判据，备机不需要与主机进行交互判断主机处理的告警信息边界，减少了由于通讯、双机切换状态延时等原因造成交互出错几率；备机升级为主机后，将缓存告警信息先删除再处理的方式确保在双机主备切换时告警窗和告警历史记录不重复以及设计的信息传输压缩分包模块提高了双机切换时告警信息传输的效率和可靠性。

附图说明

图1是智能变电站监控系统的系统架构图；

图2是告警对象数据结构示意图；

图3是备机告警模块处理流程图；

图4是备机切换为主机后其告警对象信息发送示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，智能变电站监控系统包括主机、备机、一台或多台工作站、间隔层装置，所述主机依次通过主机告警模块、主机数据采集与监视控制（SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition）模块和主机通讯模块与所述间隔层装置连接，所述备机依次通过备机告警模块、备机数据采集与监视控制（SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition）模块和备机通讯模块与所述间隔层装置连接，所述主机告警模块包括主机告警缓存器、主机告警窗、主机告警历史库和主机告警服务器，所述备机告警模块包括备机告警缓存器、备机告警窗、备机告警历史库和备机告警服务器，所述工作站包括工作站报警模块，所述工作站报警模块包括工作站告警窗和工作站告警服务器，所述主机通过主机告警服务器分别与所述备机告警服务器和所述工作站告警服务器连接，用来向备机和工作站分发数据。在本发明实施例中，智能变电站通讯采用IEC61850规约MMS报文将间隔层装置采集的遥信变位信息上传到变电站监控系统，所述遥信变位信息采用IEC61850规约MMS报文格式，该报文为树形结构，该变位信息报文包括测点数据引用信息、遥信时标信息、状态值信息和品质信息。所述间隔层装置采集遥信变位信息，该信息采用IEC61850规约MMS报文格式依次通过主机、备机通讯模块，主机、备机SCADA模块传送到所述主机、备机各自的告警模块，所述主机、备机告警模块将接受到的来自间隔层装置的遥信变位报文信息进行处理，并各自产生了告警对象，所述告警对象包括测点数据引用信息和遥信时标信息且所述主机告警对象和所述备机告警对象通过测点数据引用信息和遥信时标信息来唯一标志，通过信息中的测点数据引用信息和遥信时标信息可以确定两台服务器上的告警对象是否属于同一个装置变位信息产生，如图2所示，所述告警对象还包括缓存时标信息、遥信描述信息、厂站索引号、设备组索引号、设备索引号、遥信索引号、告警类型和状态信息，缓存时标信息为压入缓存队列的服务器本地时标用来约束缓存队列的长度，遥信描述信息为告警登陆时所要使用的描述信息，厂站索引号、设备组索引号、设备索引号、遥信索引号为告警遥信所在厂站、设备组、设备和自身在数据库中的索引号，告警类型和告警状态为告警模块用来处理该遥信需要的状态值。

正常运行情况下，所述主机和所述备机均与间隔层装置进行通讯，但只有主机告警模块产生告警历史信息和触发每台机器或者工作站的登陆告警窗信息，所述主机告警模块将产生的告警信息（告警历史信息和触发每台机器或者工作站的登陆告警窗信息）向备机和工作站进行分发，该告警信息触发主机、备机和工作站登陆告警窗信息，该告警信息触发触发主机、备机生成告警历史信息；

所述备机缓存备机告警对象，该备机告警对象作为主备机切换时的冗余告警信息；备机将自身产生的告警对象通过备机缓存器进行缓存，所述备机告警模块将产生的备机告警对象进行缓存过程中，所述备机通过告警对象个数和告警对象后台登陆时标信息超时两个条件约束缓存队列的大小，根据告警对象个数约束缓存队列的大小包括以下步骤：当所述备机告警模块收到的备机告警对象个数超过缓存队列大小时，则将最早进入缓存队列的告警对象移出，添加新的告警对象，两个约束条件可以根据现场实际情况配置，根据告警对象个数约束缓存队列的大小可以防止缓存队列过大而造成内存占用过大影响极其性能，用超时条件约束可以避免在信号少时缓存队列中存在切换时间很久之前的无用数据。由于用测点数据引用信息和遥信时标信息唯一确定了告警对象，所以备机子存储时不需要与主机交互确认已经处理过的告警对象，只需要确保缓存的告警对象大于切换时间内发生的告警对象，这样备机缓存多于切换时接收报文告警数据防止告警历史信息丢失。

如图3所示，备机启动备机告警模块，还会启动一个检查告警缓存队列的线程，该线程用于定时比较当前时间和告警对象信息的登陆时间，移除超时的冗余告警对象信息，当所述备机告警模块将产生的备机告警对象进行缓存时，当所述备机告警模块收到的备机告警对象个数超过缓存队列大小时，则将最早进入缓存队列的告警对象移出，添加新的告警对象，此时再判断备机是否已经切换为主机，如果是，所述备机根据缓存的备机告警对象通知其他监控机器处理告警历史信息和告警窗信息，首先备机告警模块处理告警历史信息，通过比较缓存的告警对象和告警历史信息中的告警对象的测点数据引用信息和遥信时标信息来确定该告警对象是否已经处理过而避免告警历史信息的重复处理，然后备机告警模块处理告警窗信息，备机根据缓存告警信息通知工作站等其他机器的告警窗程序根据告警信息的测点数据引用信息和遥信时标信息把已有的告警信息记录删除，这样可以保证工作站的告警窗中的信息不重复。

当主备机切换时，刚升级为主机的原备机将缓存的备机告警对象信息向分发，刚升级为主机的原备机将备机缓存的告警对象信息向其他监控机器分发，其他监控机器通过比较本机告警历史信息中的告警对象与接收到的备机告警对象的测点数据引用信息和遥信时标信息确定告警对象是否已经被处理过；所述其他监控机器根据接收到的备机告警对象通知本机告警服务模块删除本机告警窗中测点数据引用信息和遥信时标信息与接收到的备机告警对象重复的告警记录。

升级为主机的原备机将缓存队列中的告警信息发送给其他监控机器，其他监控机器进行告警窗登陆，这样可以避免告警信息的重复和丢失，在告警信息发送给其他监控机器时，传统的方法是通过系统消息总线发送告警对象信息，但是这样信息数据量较大，且消息总线每次发送的数据包大小是有限制的，如图4所示，本实施例中通过设计的告警数据分包处理模块来处理告警信息的发送和接收，首先将所有的告警对象信息进行压缩，然后再与消息总线可以接收的单次最大报文长度进行比较，如果较大，则根据此长度将告警信息报文分包处理，在工作站接收端先根据接收到的告警对象信息报文头判断是否需要组包，如果非单包发送需要组包则根据报文头信息组包，然后再进行解压缩，得到原始的告警对象信息报文后发送至后续的告警处理，该方法将发送的压缩解压、分包组包模块封装在一个模块中，提高了告警信息传输的效率，通过传输数据处理模块提高了告警信息传输网络的效率。

本发明提出根据规约MMS报文中测点数据引用信息、装置时标信息作为双机告警模块中各自产生告警是否为装置同一变位信息的判据。在备机建立由告警对象个数和告警对象后台登录时标信息超时两个条件约束的告警对象缓存队列。当备机升为主机时，将告警对象缓存队列信息进行压缩、分包发送，接收端组包、解压还原告警信息。在告警模块主备切换的过程中，通过测点数据引用信息、装置时标信息确定是否已经写入告警历史信息库避免告警历史信息重复，通知每台有告警窗的机器根据原备机缓存告警对象信息先删除已经处理过的冗余告警信息再登录避免告警窗告警信息的重复。本发明与以往的实现方法相比的优点在于主备服务器各自独立与间隔层装置进行通讯，保证了通讯报文的冗余备份。提出两台服务器各自处理的告警信息通过数据引用信息、装置时标信息确定是否为同一装置遥信变位信息的判据，备机不需要与主机进行交互判断主机处理的告警信息边界，减少了由于通讯、双机切换状态延时等原因造成交互出错几率；设计的信息传输压缩分包模块提高了双机切换时告警信息传输的效率；备机升级为主机后，将缓存告警信息先删除再处理的方式确保在双机主备切换时告警窗和告警历史记录不重复。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，提供变电站监控系统，所述变电站监控系统包括主机、备机、一组工作站和间隔层装置，其特征在于：所述主机依次通过主机告警模块、主机数据采集与监视控制模块、主机通讯模块而连接所述间隔层装置，所述备机依次通过备机告警模块、备机数据采集与监视控制模块、和备机通讯模块而连接所述间隔层装置，所述主机告警模块包括主机告警缓存器、主机告警窗、主机告警历史库和主机告警服务器，所述备机告警模块包括备机告警缓存器、备机告警窗、备机告警历史库和备机告警服务器，所述工作站包括工作站报警模块，所述工作站报警模块包括工作站告警窗和工作站告警服务器，所述主机通过主机告警服务器分别与所述备机告警服务器和所述工作站告警服务器连接，该方法包括以下步骤：

S1 所述间隔层装置采集遥信变位信息并将该信息上传到所述变电站监控系统，所述主机和备机分别接收到来自所述间隔层装置发送的遥信变位信息；

S2 所述主机启动主机告警模块，处理接收到的遥信变位信息并产生主机告警对象和告警信息；

S3 所述备机启动备机告警模块，处理接收到的遥信变位信息并产生备机告警对象，所述备机告警模块将产生的备机告警对象进行缓存；

S4 所述主机告警模块将产生的告警信息向备机和工作站进行分发，该告警信息触发主机、备机和工作站登陆告警窗信息以及触发主机、备机生成告警历史信息；

S5 所述备机缓存备机告警对象之后，该备机告警对象作为主备机切换时的冗余告警信息；

S6 当主备机切换时，刚升级为主机的原备机将缓存的备机告警对象信息向其他监控机器分发。

2.根据权利要求1 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：当所述备机告警模块启动时，同时启动检查备机告警对象缓存队列的线程，该线程定时比较当前时间和备机告警对象信息的登陆时间，移除超时的冗余告警对象信息。

3.根据权利要求2 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：所述遥信变位信息采用IEC61850 规约MMS 报文格式，该变位信息报文包括测点数据引用信息、遥信时标信息、状态值信息和品质信息，所述主机告警对象、备机告警对象包括测点数据引用信息和遥信时标信息且所述主机告警对象和所述备机告警对象通过测点数据引用信息和遥信时标信息来唯一标志。

4.根据权利要求3 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：所述主机告警对象、备机告警对象还包括缓存时标信息、遥信描述信息、厂站索引号、设备组索引号、设备索引号、遥信索引号、告警类型和状态信息。

5.根据权利要求1 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：在所述步骤S3 中，所述备机告警模块将产生的备机告警对象进行缓存过程中，所述备机通过备机告警对象个数和备机告警对象后台登陆时标信息超时两个条件约束缓存队列的大小。

6.根据权利要求1 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：所述步骤S6 包括以下步骤：

1）当主备机切换时，刚升级为主机的原备机将缓存的备机告警对象信息向其他监控机器分发，其他监控机器通过比较本机告警历史信息中的告警对象与接收到的备机告警对象的测点数据引用信息和遥信时标信息确定备机告警对象是否已经被处理过；

2）所述其他监控机器根据接收到的备机告警对象通知本机告警服务模块删除本机告警窗中测点数据引用信息和遥信时标信息与接收到的备机告警对象重复的告警记录。

7.根据权利要求1 所述的智能变电站监控系统双机切换告警无扰动处理方法，其特征在于：所述步骤S6 中，所述告警对象信息首先通过数据压缩模块将所有缓存的告警对象信息进行压缩；然后与消息总线可以接收的单次最大报文长度进行比较，如果较大，则根据此长度将压缩后的告警对象信息经过数据分包模块进行数据分包处理；接收端根据接收到的告警对象信息报文头判断是否需要组包，如果需要组包则根据报文头信息进行组包；组包后的告警对象信息再进行解压缩，得到原始告警对象信息报文后发送至其他监控机器。