CN106656588A - 智能变电站的故障定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站的故障定位方法和装置。其中，该方法包括：建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备。本发明解决了在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题。

Description

智能变电站的故障定位方法和装置

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种智能变电站的故障定位方法和装置。

背景技术

在智能变电站中，光纤通信网络取代了传统的二次接线，通过网络报文的方式，在二次设备之间传送电压、电流等的测量值，开关位置、跳闸信号等状态量以及SOE、动作事件等信息。

智能变电站二次系统分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速以太网络通信。整个系统的通讯网络分为：过程层与间隔层之间的过程层通讯网，间隔层与站控层之间的站控层通讯网。

根据网络冗余需要，每一层网络均划分为A/B网，且一般根据间隔划分子网，由各级交换机连接相应子网内的网络设备。

智能变电站网络实现了信息共享，减少了二次接线，但也导致如网络报文错误、网络通信中断、交换机故障、光功率不足等网络故障的出现，严重影响保护、测控等类型的二次设备的安全运行。

因此，当发生网络告警或故障时，应及时排查，避免故障范围的扩大，并尽快恢复至正常运行水平。维护人员需要判断数据源是否正常，光纤连接是否正常，光功率是否满足要求，交换机是否正常运行，接收端口是否正常，网络流量是否在合理范围等，并逐一排查故障。但由于网络的复杂性，检测工具的专业性，排查工作耗时耗力，往往很难迅速定位故障位置。

目前，智能变电站中配置的网络报文记录分析装置，可以有效检测设备通信报文是否发送至分析装置端口，通讯报文本身格式是否符合规约要求。但无法监测通信报文途径的节点，无法实现定位功能。

针对在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种智能变电站的故障定位方法和装置，以至少解决在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种智能变电站的故障定位方法，该方法包括：建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备。

进一步地，建立对应于智能变电站的网络拓扑图包括：获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图。

进一步地，获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系包括：从智能变电站的配置文件中获取智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；获取智能变电站中所有二次设备与智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，关联关系包括网络连接关系和端口连接关系。

进一步地，建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图包括：在任意两个二次设备之间具有连接关系的情况下，则在网络拓扑图中保存两个二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，标识信息包括二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。

进一步地，对智能变电站的运行状态进行监测包括：对智能变电站中的服务器的状态进行监测；对智能变电站中的交换机的状态进行监测；对智能变电站中的通信网络状态进行监测；对智能变电站中的自动化设备的状态进行监测。

进一步地，利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备包括：通过网络拓扑图中的所有二次设备之间的关联关系确定引发告警信息的故障设备。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种智能变电站的故障定位装置，该装置包括：建立单元，用于建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；监测单元，用于对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；确定单元，用于在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备。

进一步地，建立单元包括：获取模块，用于获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；建立模块，用于建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图。

进一步地，获取模块包括：第一获取子模块，用于从智能变电站的配置文件中获取智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；第二获取子模块，用于获取智能变电站中所有二次设备与智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，关联关系包括网络连接关系和端口连接关系。

进一步地，建立模块还用于在任意两个二次设备之间具有连接关系的情况下，则在网络拓扑图中保存两个二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，标识信息包括二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。

在本发明实施例中，通过建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备，通过根据所有二次设备之间的关联关系对引发的告警信息进行分析确定故障设备，从而解决了在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题,实现了快速对故障进行定位的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的智能变电站的故障定位方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的用于执行智能变电站的故障定位方法的系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的链路存储的拓扑结构的示意图；

图4是根据本发明实施例的智能变电站的故障定位装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

GOOSE(Generic Object-Oriented Substation Event)：是一种面向通用对象的变电站事件。主要用于实现在多个智能电子设备(IED)之间的信息传递，包括传输跳合闸、联闭锁等多种信号(命令)，具有高传输成功概率。

SV(Sampled Value)：即采样值，它基于发布/订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC 8802-3帧之间的映射。

SCD介绍：

智能变电站配置文件(SCD文件)中包含了站内所有智能电子设备的通信参数等信息，通过对SCD文件的解析，可以得到二次设备的网络连接关系以及设备间传递的信息。

在SCD文件的communication部分中，描述了站控层mms网络、过程层goose网络以及过程层sv网络相关的二次设备的通信参数，SCD中每个网络均按照电压等级区分各网络设备。通过解析该字段，可得到每一级网络的关联设备的接入点ConnectedAP及其通信地址，设备站控层接口的IP地址或过程层接口的MAC地址、APPID和VLAN信息。

在SCD文件的IED部分中，描述了站内所有参与通信的智能设备，如保护装置、测控装置、合并单元、智能终端等。在IED的server字段下有网络访问点，如站控层网络访问点S1、过程层GOOSE网络访问点G1、过程层SV访问点M1。在S1访问点下各逻辑设备的LLNO中，定义了装置向监控或调度系统等客户端发送的数据集。在G1访问点下各逻辑设备的LLN0中，定义了装置对外发布的GOOSE数据集(若有)；在M1访问点下各逻辑设备的LLN0中，定义了装置对外发布的SV数据集(若有)。

智能变电站网络结构说明：

智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。

智能化变电站的体系结构与通讯网络的说明：

IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。

站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。

间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。

根据本发明实施例，提供了一种智能变电站的故障定位方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的智能变电站的故障定位方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，建立对应于智能变电站的网络拓扑图,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系。

步骤S102，对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息。

步骤S103，在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备。

通过上述实施例，通过建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备，通过根据所有二次设备之间的关联关系对引发的告警信息进行分析确定故障设备，从而解决了在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题,实现了快速对故障进行定位的技术效果。

利用本申请提供的方法,在智能变电站网络运行异常或出现故障时，获取故障时刻断面的数据，通过相关分析，确定故障原因，定位故障位置，帮助维护人员排查故障。从而达到以下效果:通过智能变电站的SCD配置文件、交换机vlan配置、交换机端口与设备间的连接关系，生成变电站全站网络的拓扑结构；对于变电站重要事件，如遥控操作，可在网络拓扑图上显示事件报文的传输路径；当通讯链路中断、报文异常、网络堵塞等异常状况时，能够分析故障原因，在网络拓扑图上定位故障位置。

在上述实施例中，建立对应于智能变电站的网络拓扑图包括：获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图。

可选地，获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系包括：从智能变电站的配置文件中获取智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；获取智能变电站中所有二次设备与智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，关联关系包括网络连接关系和端口连接关系。

在一个可选的实施例中，建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图包括：在任意两个二次设备之间具有连接关系的情况下，则在网络拓扑图中保存两个二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，标识信息包括二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。

在另一个可选的实施例中，对智能变电站的运行状态进行监测包括：对智能变电站中的服务器的状态进行监测；对智能变电站中的交换机的状态进行监测；对智能变电站中的通信网络状态进行监测；对智能变电站中的自动化设备的状态进行监测。

可选地，利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备包括：通过网络拓扑图中的所有二次设备之间的关联关系确定引发告警信息的故障设备。

本申请的智能变电站网络故障定位方法可基于如图2所示硬件及网络连接方式实现。其中，监测装置实现对交换机、监控系统服务器、远动系统服务器等设备状态的监测，采集站内保护、测控等装置等通信设备的报文，按照各类变电站事件对报文进行分类，同时结合配置文件、拓扑结构，利用网络事件回溯方法实现故障定位功能。

1变电站网络拓扑建立

要实现网络故障的定位，首先要建立完整、准确的变电站网络拓扑结构，形成对应的计算机可识别的数据结构，构成故障分析的基础。

1.1SCD中的网络拓扑

智能变电站的配置文件(SCD文件)中包含了站内所有智能电子设备的通信参数等信息，通过对SCD文件的解析，可以得到二次设备的网络连接关系以及设备间传递的信息。

在SCD文件的communication部分中，描述了站控层mms网络、过程层goose网络以及过程层SV网络相关的二次设备的通信参数，较为完善的SCD中每个网络均按照电压等级区分各网络设备。通过解析该字段，可得到每一级网络的关联设备的接入点ConnectedAP及其通信地址，设备站控层接口的IP地址或过程层接口的MAC地址、APPID和VLAN信息。

在SCD文件的IED部分中，描述了站内所有参与通信的智能设备，如保护装置、测控装置、合并单元、智能终端等。在IED的server字段下有网络访问点，如站控层网络访问点S1、过程层GOOSE网络访问点G1、过程层SV访问点M1。在S1访问点下各逻辑设备的LLNO中，定义了装置向监控或调度系统等客户端发送的数据集。在G1访问点下各逻辑设备的LLN0中，定义了装置对外发布的GOOSE数据集(若有)；在M1访问点下各逻辑设备的LLN0中，定义了装置对外发布的SV数据集(若有)。

通过解析各IED部分，可得到装置对外发布的数据集及数据集中的每一路信号。

IED需要订阅的外部信号，由访问点G1或M1下各逻辑设备的LLN0中Inputs字段定义，包括输入该设备的SV/GOOSE连线，每一个连线包含了该逻辑设备内部输入虚端子信号和外部装置的输出信号信息，虚端子与每个外部输出信号为一一对应关系。

由此可知，只要解析上述内容，即可获得变电站各级网络，每级网络内包含哪些设备，设备对外发布什么信息，设备间的连接关系及信息订阅关系。

1.2从交换机获取连接关系

SCD中定义了二次设备之间的信息流，对于通过交换机连接的两个设备，需要知道各自与交换机哪个端口连接，才能构建完整的通信拓扑。但在SCD模型中并未对交换机建模，交换机端口与设备的连接关系是在设计图纸中给出的，程序无法直接识别。

交换机都具备MAC地址学习能力，在交换机内部维护一张MAC地址表，当交换机接收到任一数据帧时，它首先会记录该数据帧的源端口和源MAC地址的映射，如果在MAC地址表中已经存在该映射项，则更新映射的生存期，如果没有则在MAC地址表中保存该映射项。

当需要进行数据交换时，交换机根据如表1所示的MAC地址转发表(MAC ADDRESSTABLE)中存在对应的映射规则向相应的端口进行数据转发。如根据Mac A确定对应的端口为Port1。

表1

关于组播报文的转发机制：

在智能变电站中，采样值sv和快速报文goose都是采用组播方式传输的，设备之间的信息交互采用“发布-订阅”机制。与上述MAC地址学习类似，交换机同样维护一张二层组播转发表，记录各个端口所对应的子网上都有哪些组成员。不同的是，组播转发表是根据目的地址来维护的，因为源地址中并不包含组播信息。

组播转发表中包括VLAN的编号，组播组地址，路由器端口(相当于上游端口)，组播组成员端口(相当于下游端口)。当交换机接收到组播报文时，依据报文所属VLAN和报文的目的地址(即组播组地址)查找是否存在匹配的转发表项。如果存在，则将报文发送到所有组播组成员端口。如果不存在，则丢弃该报文或将报文在VLAN内广播。

关于IP报文的转发机制：

智能变电站站控层网络设备通信是基于TCP的，都是点对点的传输，用到的交换机为三层交换机。具体的，如测控装置A通过交换机与监控主机B进行TCP通信，当A要往B发送IP数据时，A只知道B的IP地址，不知道B的MAC地址，因此，A广播一个ARP报文，该报文携带A的源MAC地址、源IP地址、目的IP地址、目的MAC地址。B收到该ARP报文，则把自己的MAC地址返回给A。同时，交换机学习到了A和B的IP和MAC地址的映射关系(ARP表)、MAC地址和端口的映射关系(MAC地址转发表)，从而实现数据的正确转发。

由上述可知，对于IED和交换机端口的连接关系，可以通过交换机内部的ARP表、MAC地址转发表和组播转发表得到。

1.3网络拓扑的构建

智能变电站网络层次清晰，但节点众多，每一个IED都有不止一个网络端口，如保护设备，有一个或多个直采直跳(即点对点模式)的sv、goose光口，连接过程层网络的goose光口，连接站控层的电口，交换机之间的级联等，转换成计算机可以识别的形式，就是一个复杂的有向图的数据结构。该图实际上分为三个层次，设备之间的联系，设备所属端口之间的联系，端口之间的虚拟链路的联系。为了跟踪每一路虚拟链路的状态，并方便信息与链路匹配，我们以设备为中心，分设备层、端口层、虚拟连接层三个层次，构建每一条完整虚连接链路。存储的拓扑结构如图3所示，图3中IED的属性均可以从SCD文件中获取，如名称、装置类型等。IEDA->IEDB表示两两之间有关联的设备，下一层为IED端口的连接关系，再下一层为虚拟连接，每两个端口之间可以有多个虚连接，如线路智能终端发送的goose报文，有多个设备订阅等。

2二次设备状态监测

2.1服务器状态监测

网络通信故障最直接的表现为网络异常或网络中断，但引起故障的原因却有很多，针对服务器来说，其硬件故障、应用程序故障以及网络连接故障均会导致网络异常或中断，为定位故障原因，有必要对服务器的运行状态进行监测。

针对服务器的监测点主要有：

(1)硬件监测,包括服务器CPU负载、内存使用率、磁盘使用率、网卡状态、主板状态等。

(2)应用程序监控,包括进程状态、进程的CPU占用率、内存使用率、网络占用率、响应时间、活动情况等。

(3)网络监控,包括网络连接状况、网络流量、网络报文异常等。

变电站内监控、远动等服务器为重要设备，由于其安全性要求和运行规程的限制，不能内置监测程序来实现状态监测功能。考虑到站内服务器多为linux类系统，而linux提供了一种内核和内核模块用来向进程(process)发送信息的机制/proc，/proc是位于内存的文件系统，通过访问/proc文件系统下的相关记录，即可获取系统运行状态。如/proc/stat文件包含整个系统信息，/proc/cpuinfo文件包含cpu状态信息，/proc/memeinfo包含内存状态，/proc/net包含网络状态等等。

Linux同时也提供访问/proc文件的命令工具如iostat、vmstat、op、df、arp、netstat命令，通过开启服务器的SSH/TELNET服务，就可以通过远程访问终端通过这些命令方式访问/proc的内容，从而获取我们需要的监测结果。

2.2交换机状态监测

交换机是通信网络的重要环节，通过监测交换机的运行状态，可以追踪连接至交换机的二次设备之间通信的详细过程，从而实现网络故障定位。在交换机的公有管理信息库MIB中，定义了系统上电时间、电源状态、CPU负荷率、端口的物理地址、端口速率、端口管理状态、端口工作状态、端口流量、端口接收的字节数、接收单播、组播、广播的数据包数、接收的未知协议的包数、接收错误包的统计值、丢弃包的统计值、端口发送的字节数、发送单播/组播/广播的数据包数、发送错误包的统计值、发送丢弃包的统计值等等。此外，在相关标准中，定义了交换机输出的数据集，其中包括各光口接收功率与发送功率值，是判断光纤链路通断的重要依据。

对于上述监测量的获取，可以通过SNMP简单网络管理协议或者IEC61850-MMS协议获取。

2.3通信网络状态监测

实时采集变电站内采样值报文SV、变电站事件报文GOOSE、SOE报文等，并实时分析报文；实时监视网络中节点的增加和删除、报文流量、帧速、通信状态等。针对报文格式错误、序号不连续、采样不同步、数据属性变化、品质因数变化、采样异常、GOOSE变位等典型异常报文，以及流量异常、网络风暴、节点突增、通信超时、通信中断等网络故障时能实时告警，并分层分类存储。

2.4自动化设备状态监测

在保护、测控等装置的61850模型定义的数据集中，包含了故障信号、通信工况这两个数据集。通过获取装置的MMS报文并解析，可以获得装置所有导致装置闭锁无法正常工作的报警信号，以及装置GOOSE、SV通信链路的告警信号，作为网络故障定位的判断依据。

3故障分析与定位

3.1数据存储

状态监测装置通过站内中心交换机镜像端口实时采集变电站保护、测控等设备的报文，通过定期轮询的方式或者事件触发方式采集服务器、交换机的状态数据，并按照一定的时限对采集到的历史数据进行存储。

采集装置对接入的所有报文均以硬件的方式打上微秒级的时间戳，采用实时数据库，按每个设备开辟存储空间，以时序为轴线，按报文类型存储设备相关报文。

智能变电站报文类型有：周期性上送的sv采样值报文；周期上送的goose报文、节点变位时上送的goose报文；站控层MMS报文类型则包括通讯连接、主动事件上送、遥控操作、总召唤、连接释放等。采集程序根据对报文头的分析，即可得到报文类型，并按照上述存储规则进行存储。

对于交换机和服务器数据，按照时间记录所有状态值。

3.2网络告警发现

智能变电站中告警事件类型多样，其中网络相关的告警可通过上述描述的监测手段实时获知。网络告警主要包括以下几类：(1)通讯设备硬件故障导致的通信中断。可通过设备上送的自检信息或交换机数据获知；(2)设备软件异常。包括系统软件和应用软件异常，如服务器程序锁死，可通过服务器状态监测得知其活动状态。(2)报文帧错误。通过对网络报文的实时分析可得到格式错误、丢帧、错序、乱序等。(3)通信链路中断,可通过装置上送的通信工况报警、是否能采集到装置报文、与装置连接的交换机端口流量是否正常、端口光功率是否在正常范围等条件来综合判断。

3.3告警信息关联

告警关联可通过剔除不必要和不相关的信息，减少提交给故障定位模块的信息，提高信息的语义表达，帮助找出产生事件的真正问题或条件，快速定位故障。在变电站中，告警关联主要是时间关联与相关设备关联。时间关联是针对每一个事件发生的有效时间范围(如遥控开始至返回允许的时间段、报文的有效生存期内等)，截取该时间范围内站内的所有报文，把故障所需分析信息限定在某一时间段内。相关设备关联在时间关联基础上，剔除不相关的设备，只关注信息链路上的相关设备，如遥控事件，关联设备只有监控系统、测控装置、操作终端。

3.4网络故障定位

基于上文建立的二次设备网络拓扑结构，建立故障信息关联搜索树，搜索树描述了整个故障过程所涉及设备的层级关系和时间发生的先后顺序，将相关告警信息和辅助信息根据设备从属关系，和搜索树的节点相关联，将故障定位的过程就转化对搜索树的操作。通过至上而下分析法，对搜索树进行遍历，检查每一个节点的异常状态，找到最佳故障解释，从而确定故障设备，并结合专家知识库并给出处理建议。比如监控系统发出合开关的遥控命令，但未正确执行，此时就需要对命令经由的站控层交换机、测控装置、过程层交换机、智能终端等多个设备的响应情况进行分析，找出是哪个环节出现问题导致遥控不成功。在搜索树中，可以以每一个重要事件为分析起点，在整个网络链路上逐步展示参与该事件的设备的状态和行为，形成动态的事件-响应图，回溯整个事件发生的过程，从而实现网络故障定位。

在变电站实际使用环境中，通过智能变电站SCD配置文件、交换机vlan配置、交换机端口映射关系、arp协议等建立起各级交换机之间、交换机与二次设备之间的连接关系，生成变电站全站网络的拓扑结构；同时，实时监测智能变电站通信网络设备状态，如服务器、交换机、保护测控设备的运行状态及通信状态，当发生通讯链路中断、报文异常、网络堵塞等异常状况时，综合利用实时监测信息和断面数据，结合网络拓扑结构，利用自上而下的搜索算法，对网络故障进行分析，定位故障位置，并在网络拓扑图上显示，帮助维护人员快速定位并处理网络故障和缺陷。

在智能变电站全景仿真系统实验中已经经过验证，在主站端执行遥控、总召等操作，分别在站内网络不同节点利用网络损伤仪模拟错误报文、光衰减器模拟光功率损耗、人工中断光纤连接等网络故障，检验本申请的故障定位方法的正确率。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本发明实施例还提供了一种智能变电站的故障定位装置。需要说明的是，本发明实施例的智能变电站的故障定位装置可以用于执行本发明实施例所提供的智能变电站的故障定位方法，本发明实施例的智能变电站的故障定位方法也可以通过本发明实施例所提供的智能变电站的故障定位装置来执行。

图4是根据本发明实施例的智能变电站的故障定位装置的示意图。如图4所示，该装置可以包括：建立单元41、监测单元42以及确定单元43。

建立单元41，用于建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；

监测单元42，用于对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；

确定单元43，用于在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备。

通过上述实施例，建立单元建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,网络拓扑图中包括智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；监测单元对智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；确定单元在智能变电站中产生告警信息的情况下,利用网络拓扑图和状态信息确定智能变电站中引发告警信息的故障设备，通过根据所有二次设备之间的关联关系对引发的告警信息进行分析确定故障设备，从而解决了在智能变电站中不能及时对故障进行定位的技术问题,实现了快速对故障进行定位的技术效果。

在上述实施例中，建立单元包括：获取模块，用于获取智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；建立模块，用于建立包括智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的网络拓扑图。

可选地，获取模块包括：第一获取子模块，用于从智能变电站的配置文件中获取智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；第二获取子模块，用于获取智能变电站中所有二次设备与智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，关联关系包括网络连接关系和端口连接关系。

在一个可选的实施例中，建立模块还用于在任意两个二次设备之间具有连接关系的情况下，则在网络拓扑图中保存两个二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，标识信息包括二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。

本实施例中所提供的各个模块与方法实施例对应步骤所提供的使用方法相同、应用场景也可以相同。当然，需要注意的是，上述模块涉及的方案可以不限于上述实施例中的内容和场景，且上述模块可以运行在计算机终端或移动终端，可以通过软件或硬件实现。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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 (10)

1.一种智能变电站的故障定位方法，其特征在于，包括：

建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,所述网络拓扑图中包括所述智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；

对所述智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；

在所述智能变电站中产生告警信息的情况下,利用所述网络拓扑图和所述状态信息确定所述智能变电站中引发所述告警信息的故障设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立对应于智能变电站的网络拓扑图包括：

获取所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；

建立包括所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的所述网络拓扑图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系包括：

从所述智能变电站的配置文件中获取所述智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；

获取所述智能变电站中所有二次设备与所述智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，所述关联关系包括所述网络连接关系和所述端口连接关系。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立包括所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的所述网络拓扑图包括：

在任意两个所述二次设备之间具有连接关系的情况下，则在所述网络拓扑图中保存两个所述二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，所述标识信息包括所述二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述智能变电站的运行状态进行监测包括：

对所述智能变电站中的服务器的状态进行监测；

对所述智能变电站中的交换机的状态进行监测；

对所述智能变电站中的通信网络状态进行监测；

对所述智能变电站中的自动化设备的状态进行监测。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述网络拓扑图和所述状态信息确定所述智能变电站中引发所述告警信息的故障设备包括：

通过所述网络拓扑图中的所有二次设备之间的关联关系确定引发所述告警信息的故障设备。

7.一种智能变电站的故障定位装置，其特征在于，包括：

建立单元，用于建立对应于智能变电站的网络拓扑图,其中,所述网络拓扑图中包括所述智能变电站中所有二次设备之间的关联关系；

监测单元，用于对所述智能变电站的运行状态进行监测，得到状态信息；

确定单元，用于在所述智能变电站中产生告警信息的情况下,利用所述网络拓扑图和所述状态信息确定所述智能变电站中引发所述告警信息的故障设备。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述建立单元包括：

获取模块，用于获取所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系；

建立模块，用于建立包括所述智能变电站的所有二次设备之间的关联关系的所述网络拓扑图。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

第一获取子模块，用于从所述智能变电站的配置文件中获取所述智能变电站中所有二次设备之间的网络连接关系；

第二获取子模块，用于获取所述智能变电站中所有二次设备与所述智能变电站中的交换机之间的端口连接关系，其中，所述关联关系包括所述网络连接关系和所述端口连接关系。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述建立模块还用于在任意两个所述二次设备之间具有连接关系的情况下，则在所述网络拓扑图中保存两个所述二次设备之间的标识信息之间的映射关系，其中，所述标识信息包括所述二次设备的设备标识、端口号以及物理地址。