CN108173701B - 一种智能变电站网络参数配置校验方法 - Google Patents

一种智能变电站网络参数配置校验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站网络参数配置校验方法，包括：从SCD文件中提取交换机的网络配置参数、交换机网络拓扑信息、IED网络参数，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和基准拓扑图；探测并收集各网络设备和链路的连通情况，收集各交换机的链路信息、转发表项和配置信息；根据收集的各种信息，进行分析汇总后生成当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前拓扑图，并和基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和基准拓扑图进行比较，输出校验结果。本发明可以提高工程施工连线的准确性和运行维护的效率，降低因为网络接线错误、装置网络参数配置错误和交换机配置错误造成的异常运行风险，保障智能变电站设备的安全运行。

Description

一种智能变电站网络参数配置校验方法
技术领域
本发明涉及一种智能变电站网络参数配置校验方法，属于电力系统网络通信技术领域。
背景技术
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。
在此结构下交换机网络设备成为了智能变电站的核心基础设备，实现了设备间的互联、互通、互操作。在工程调试实施和运行维护过程中，交换机的网络以及通过交换机进行互联的设备的系统组网，都是通过人工布线，人工接线；交换机设备的配置也是都是通过手工一台台进行配置的，站内网络系统的调试成为了智能变电站二次设备系统调试的主要工作之一。
在实际的智能变电站工程调试和运行维护中，经常会出现下面情况，二次设备错误接到其他交换机接口或者其他交换机上；物理链路故障；二次设备的网络参数配置错误；交换机的配置出错。这些情况严重影响调试的效率，从而大大加大了智能化变电站的建设调试周期；更有些情况在调试时不易暴露，在正常运行时可能会引起安全事故，有较大的安全隐患；因此，一种可靠全备的校验措施可以保障工程调试结果的正确，并可以大大提高调试效率消除隐患的方法措施，是有重大意义的。
发明内容
本发明的目的在于提出一种智能变电站网络参数配置校验方法，能够快速查找定位出由于配置及接线导致的错误，提高调试的效率，消除安全隐患，保障电力系统安全运行。
为实现上述目的，本发明的智能变电站网络参数配置校验方法，包括以下步骤：
1)将一台具有配置参数校验工具的终端通过双网卡连接到一台站控层交换机和一台过程层交换机；
2)具有配置参数校验工具的终端导入全站SCD文件，从SCD文件中提取交换机的网络配置参数、交换机网络拓扑信息、IED网络参数，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图；
3)探测并收集各网络设备和链路的连通情况；收集各交换机的链路信息、转发表项和配置信息；
4)根据步骤3)收集的各种信息，进行分析汇总后生成当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图，并和基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图进行比较，输出校验结果。
前述的步骤2)的具体过程如下：
(2-1)首先提取SCD文件的交换机网络拓扑信息；
(2-2)然后提取SCD文件的交换机的网络配置参数；
(2-3)最后提取SCD文件的IED网络参数，并结合交换机网络配置参数和交换机网络拓扑信息，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图。
前述的步骤3)的具体过程如下：
(3-1)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议和IEC61850协议，或者私有协议，探测检验网络上交换机设备的连通性、网络上IED设备的连通性，并记录探测结果；
(3-2)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议或IEC61850协议，或者私有协议，获取网络上各台交换机的转发表项信息，并按各交换机进行记录获取结果；获取网络上各台交换机的邻居链路和接口信息，并记录获取结果。
前述的步骤(3-1)中，连通性探测的具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机和IED网络参数信息、交换机配置信息，使用ICMP协议检测链路连通情况，依次ping各个IED设备、交换机，并按设备名称记录ping的结果，其中ICMP协议属于通用网络协议。
前述的步骤(3-2)中，获取交换机的转发表项信息具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络参数信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的MAC转发表项信息，并按交换机名称记录对应交换机上的MAC转发表项信息，其中SNMP协议属于通用网络协议。
前述的步骤(3-2)中，获取交换机的邻居链路和接口信息具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络参数信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的LLDP邻居信息，并记录查询结果。
前述的如果交换机不支持LLDP协议，通过配置参数校验工具telent方式连接到交换机命令行控制方式，使用交换机命令行ping网络上的其他交换机，再收集MAC转发表项信息，根据MAC转发表项进行计算提取邻居信息。
前述的步骤4)的具体步骤如下：
(4-1)使用SQLite数据库表算法对步骤3)收集的转发表项信息、设备网络参数信息进行分析，生成当前网络配置参数表；使用SQLite数据库表算法对步骤3)收集的网络连通性信息、交换机邻居链路和接口信息进行分析处理，生成当前拓扑信息表；根据拓扑信息表使用国家电网图形文件G文件描述当前拓扑图；
(4-2)把当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图与基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图使用国家电网图形文件G文件进行文件对比；
(4-3)输出对比结果，生成检验报告。
与现有的技术情况相比，本发明所达到的效果是：实现智能变电站网络调试效率提升，快速定位配置和接线错误问题；保障接线和配置参数正确合理，消除安全隐患，保障电力系统安全运行。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2是智能变电站网络结构和配置参数校验组网示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的智能变电站网络参数配置校验方法，包括以下步骤：
(1)从SCD文件中提取交换机的网络配置参数、交换机网络拓扑信息、IED网络参数，生成基准网络配置参数表)、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图；具体步骤如下：
(1-1)首先提取SCD文件的交换机网络拓扑信息；
(1-2)然后提取SCD文件的交换机的网络配置参数；
(1-3)最后提取SCD文件的IED网络参数，并结合交换机网络配置参数和交换机网络拓扑信息，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图。
(2)探测并收集各网络设备和链路的连通情况；收集各交换机的链路信息、转发表项和配置信息；具体步骤如下：
(2-1)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议和IEC61850协议，或者私有协议，探测检验网络上交换机设备的连通性、网络上IED设备的连通性，并记录探测结果；
(2-2)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议或IEC61850协议，或者私有协议，获取网络上各台交换机的转发表信息，并按各交换机进行记录获取结果；获取网络上各台交换机的邻居链路和接口信息，并记录获取结果。
(3)根据收集的各种信息，进行分析汇总后生成当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图，并和基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图进行比较，输出校验结果。具体步骤如下：
(3-1)使用SQLite数据库表算法对步骤(2)收集的转发表信息、设备网络参数信息进行分析，生成当前网络配置参数表；使用SQLite数据库表算法对步骤(2)收集的网络连通性信息、交换机邻居链路和接口信息进行分析处理，生成当前拓扑信息表；根据拓扑信息表使用国家电网图形文件G文件描述当前拓扑图；
(3-2)把当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图与基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图使用国家电网图形文件G文件进行文件对比；
(3-3)输出对比结果，生成检验报告。
实施例
在本发明实施例中，网络结构和配置参数校验实施组网示意图如图2所示，一台具有配置参数校验工具的终端通过双网卡连接到站控层交换机A和过程层交换机D，站控层交换机A连接有后台机和远动装置，站控层交换机A与间隔层交换机B和交换机C通过MMS网连接，交换机B和交换机C各连接有若干台保护装置和测控装置，各保护装置和测控装置通过GOOSE/SV网与过程层交换机D和交换机E连接，过程层交换机DD和交换机E各连接若干台智能电子设备，执行过程如下：
(1)具有配置参数校验工具的终端导入全站SCD文件，从SCD文件中提取交换机的网络配置参数、交换机网络拓扑信息、IED网络参数，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图，具体如下：
(1-1)首先提取SCD文件的交换机网络拓扑信息；
(1-2)然后提取SCD文件的交换机的网络配置参数；
(1-3)最后提取SCD文件的IED网络参数，并结合交换机网络配置参数和交换机网络拓扑信息，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图。
(2)探测并收集各网络设备和链路的连通情况；收集各交换机的链路信息、转发表项和配置信息，具体步骤如下：
(2-1)配置参数校验工具根据步骤(1)提取到的交换机和IED网络参数信息、交换机配置信息，使用ICMP协议检测链路连接情况，依次ping各个IED设备、交换机，并按设备名称记录ping的结果，其中ICMP协议属于通用网络协议。
(2-2)配置参数校验工具根据步骤(1)提取到的交换机网络参数信息、交换机配置信息，使用SNMP协议获取所有交换机配置信息，并按交换机名记录对应的配置信息。
(2-3)配置参数校验工具根据步骤(1)提取到的交换机网络参数信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的MAC转发表项信息，并按交换机名称记录对应交换机上的MAC转发表信息，其中SNMP协议属于通用网络协议。
(2-4)配置参数校验工具根据步骤(1)提取到的交换机网络参数信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的LLDP邻居信息，并记录查询结果；如果交换机不支持LLDP协议，可以通过配置参数校验工具telent方式连接到交换机命令行控制方式，使用交换机命令行ping网络上的其他交换机，并重复步骤(2-3)，收集MAC转发表项信息，根据MAC转发表项进行计算提取邻居信息。
(3)根据收集的各种信息，进行分析汇总后生成当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图，并和基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件基准拓扑图进行比较，输出校验结果。具体步骤如下：
(3-1)使用SQLite数据库表算法根据步骤(2-2)到步骤(2-4)收集到的信息，进行分析计算，生成当前网络配置参数表1(包括设备网络参数信息和交换机配置信息)、当前拓扑信息表2和G文件格式当前拓扑图。
表1
Figure BDA0001577506160000051
Figure BDA0001577506160000061
表2
Figure BDA0001577506160000062
(3-2)把步骤(3-1)生成的当前信息和步骤(1)生成的基准信息进行比较，生成校验结果，如表3所示，包括拓扑信息分析结果，设备网络连通结果和交换机配置信息校验结果。表3拓扑信息结果中交换机E的终点接口为P6，而表2的当前拓扑信息表中，交换机E的终点接口为P1，所以此处输出错误码1002；表3中设备网络连通结果中智能IO-D2的IP地址为192.168.4.10，而表1的当前网络配置参数表中，智能IO-D2的IP地址为192.168.4.12，所以此处输出错误码2001；表3中交换机配置信息校验结果中交换机A功能参数3为Port＝12，而表1的当前网络配置参数表中，交换机A功能参数3为Port＝11，所以此处输出错误码3003。
(3-3)最后给出错误码信息的相关描述：如错误码1002，表示对应终点接口信息不匹配；错误码2001，表示设备存在但IP地址冲突；错误码3003，表示mac地址接口不匹配。
表3
Figure BDA0001577506160000063
Figure BDA0001577506160000071
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 (1)

1.一种智能变电站网络参数配置校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将一台具有配置参数校验工具的终端通过双网卡连接到一台站控层交换机和一台过程层交换机；
2)具有配置参数校验工具的终端导入全站SCD文件，从SCD文件中提取交换机的网络配置参数、交换机网络拓扑信息、IED网络参数，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图；
包括：
(2-1)首先提取SCD文件的交换机网络拓扑信息；
(2-2)然后提取SCD文件的交换机网络配置参数；
(2-3)最后提取SCD文件的IED网络参数，并结合交换机网络配置参数和交换机网络拓扑信息，生成基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图；
3)探测并收集各网络设备和链路的连通情况；收集各交换机的链路信息、转发表项和配置信息；
包括：
(3-1)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议和IEC61850协议，或者私有协议，探测检验网络上交换机设备的连通性、网络上IED设备的连通性，并记录探测结果；
所述连通性探测的具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络拓扑信息，IED网络参数和交换机网络配置参数，使用ICMP协议检测链路连通情况，依次ping各个IED设备和交换机，并按设备名称记录ping的结果，其中ICMP协议属于通用网络协议；
(3-2)根据基准网络配置参数表，使用通用网络协议或IEC61850协议，或者私有协议，获取网络上各台交换机的转发表项信息，并按各交换机进行记录获取结果；获取网络上各台交换机的邻居链路和接口信息，并记录获取结果；
所述获取交换机的转发表项信息具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络拓扑信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的MAC转发表项信息，并按交换机名称记录对应交换机上的MAC转发表项信息，其中SNMP协议属于通用网络协议；
配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络拓扑信息和交换机网络配置参数，使用SNMP协议获取所有交换机配置信息，并按交换机名记录对应的配置信息；
所述获取交换机的邻居链路和接口信息具体方法为：配置参数校验工具根据步骤2)提取到的交换机网络拓扑信息，使用SNMP协议获取所有交换机上的LLDP邻居信息，并记录查询结果；如果交换机不支持LLDP协议，通过配置参数校验工具telent方式连接到交换机命令行控制方式，使用交换机命令行ping网络上的其他交换机，再收集MAC转发表项信息，根据MAC转发表项进行计算提取邻居信息；
4)根据步骤3)收集的各种信息，进行分析汇总后生成当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图，并和基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和G文件格式的基准拓扑图进行比较，输出校验结果；
包括：
(4-1)使用SQLite数据库表算法对步骤3)收集的转发表项信息、设备网络参数信息进行分析，生成当前网络配置参数表；使用SQLite数据库表算法对步骤3)收集的网络连通性信息、交换机邻居链路和接口信息进行分析处理，生成当前拓扑信息表；根据拓扑信息表使用国家电网图形文件G文件描述当前拓扑图；
(4-2)把当前网络配置参数表、当前拓扑信息表和当前G文件拓扑图与基准网络配置参数表、基准拓扑信息表和国家电网图形文件G文件格式的基准拓扑图使用国家电网图形文件G文件进行文件对比；
(4-3)输出对比结果，生成检验报告。
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