CN108923537B - 基于链路转接的智能变电站维护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于链路转接的智能变电站维护方法，当变电站通信网关机的某链路接收到链路数据后，判断链路数据中是否包含转接命令，如果链路数据中包含转接命令，则按转接命令将该链路转接到目标链路上，实现链路转接，然后使用转接后的链路传输数据。本发明解决了与变电站外部无直接链路连接的各类智能设备无法远程维护的问题，不需要另外铺设专门的维护链路，不需要进行繁琐的通讯规约软件改造工作，具有简洁、高效、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站维护方法，尤其涉及一种基于链路转接对连接在智能变电站通信网关机上的智能设备和通信网关机自身进行维护的方法。
背景技术
随着智能变电站建设的推进，站内智能设备越来越多，用户产生了在调度中心远程维护智能设备的迫切需求。
如图1，目前，调度中心通过专用链路与智能变电站的通信网关机进行通讯连接，站内的各智能设备分别与通信网关机相连接。
由于不具备站内设备与变电站外部之间通讯连接的方式，这种拓扑结构不能从外部直接对智能设备进行维护，只能实现数据上报等基础简单的功能。而站内智能设备通常都是通过通信网关机中转与外部连接的，没有与变电站外部直接连接的方式。
本领域针对如何在远端维护这些与外部无直接链路连接的智能设备做了诸多尝试，目前的主要解决方案是载包法，即借用通信网关机与调度中心通讯的链路以及通讯规约，运载目标智能设备的维护数据包。为实现数据包的运载，需要对通讯规约进行改造，使其具备运送维护数据包的功能。
采用载包法进行远程维护有两个缺点：一是工作量大，需要改造通信网关机与调度中心以及与智能设备通讯的通讯规约；二是通用性差，不论是通信网关机与调度中心的通讯规约发生改变，还是与智能设备的通讯规约发生改变，或是维护的智能设备类型发生改变，都需要重新改造通讯规约。
发明内容
本发明提出了一种基于链路转接的智能变电站维护方法，其目的在于：减小对智能变电站内的通信网关机及智能设备进行软硬件改造的工作量，提升通用性。
本发明技术方案如下：
一种基于链路转接的智能变电站维护方法：当变电站通信网关机的某链路接收到链路数据后，判断链路数据中是否包含转接命令，如果链路数据中包含转接命令，则按转接命令将该链路转接到目标链路上，通过链路转接实现维护端与被维护端之间的连接，然后使用转接后的链路进行维护。
作为方法的进一步改进：在判断链路数据中是否包含转接命令之前，先判断该链路的工作状态：如果链路处于正常通讯态，则判断链路数据中是否包含链路转接命令，如果包含链路转接命令则执行该命令把当前链路与目标链路转接起来，链路进入转接态；如果该链路处于链路转接态，则判断链路数据中是否包含转接拆除命令，如果包含转接拆除命令，则拆除当前的链路转接，恢复为正常通讯态。
作为方法的进一步改进：当链路处于正常通讯态，如果链路数据中未包含转接命令，则将链路数据作为普通通讯数据分发至对应的规约处理任务。
作为方法的进一步改进：转接时，如果目标链路运行的是维护规约，则将当前链路收到的数据分发至目标链路对应的维护规约处理任务，并将目标链路对应的维护规约处理任务需要发送的数据转由当前链路发出。
作为方法的进一步改进：对通信网关机所连接的设备进行维护时，采用双向转接的方式进行转接：将维护设备发送数据至通信网关机的链路与通信网关机发送数据至被维护设备部的链路转接起来；并将被维护设备发送数据至通信网关机的链路与通信网关机发送数据至维护设备的链路转接起来。
作为方法的进一步改进：所述转接命令中包含链路闲置超时时间，链路转接后，当链路闲置的时间超过所述链路闲置超时时间后，自动拆除转接链路。
作为方法的进一步改进：所述转接命令中包含链路转接时间上限，链路转接后，当链路转接的时间达到所述链路转接时间上限后，自动拆除转接链路。
作为方法的进一步改进：当传输链路转接命令的链路是以太网时，发出链路转接命令的软件工具可以任意指定建立以太网连接时所使用的端口地址，以适应通信网关机现有的以太网连接参数。
作为方法的进一步改进：当传输链路转接命令的链路是以太网时，链路转接命令中包含了后续建立以太网连接时所使用的端口地址，以适应不同的智能设备维护工具在调度中心建立与通信网关机的以太网连接时需要的不同的端口地址参数。
相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本发明解决了与变电站外部无直接链路连接的各类智能设备无法远程维护的问题；（2）当无专用的链路用于通信网关机的远程维护时，也可以用链路转接的方法，临时借用通信网关机与调度中心的通信链路对通信网关机进行维护；（3）本方法无需改造通讯规约软件，不需要另外铺设专门的维护链路，简洁、高效、成本低；（4）转接命令中还包含了空闲上限和转接上限，达到上限后自动判断为异常，将转接拆除，提升了通讯的可靠性，减少了链路转接对系统正常通讯的影响。
附图说明
图1为智能变电站的通讯拓扑图。
图2为通信网关机的常规链路通讯软件架构图。
图3为本发明的流程示意图。
图4为实施例一转接后的数据流示意图。
图5为实施例二转接后的数据流示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
一种基于链路转接的智能变电站维护方法，通过对现有的通信网关机的软件架构进行调整，实现远程维护的功能。
如图2，通信网关机软件架构中设置有链路接收处理任务、链路发送处理任务、和规约处理任务。正常情况下，链路接收处理任务接收到某个链路的数据后，将数据分发到该链路对应的规约处理任务；链路的规约处理任务则是通过该规约处理任务对应的链路将数据发送出去。
本发明的核心思路是在上述架构中，通过链路转接的方式重新建立了数据传输的路径，从而实现远程维护等功能。
具体的，如图3，当变电站通信网关机的某链路接收到链路数据后，判断链路数据中是否包含转接命令。
所述的转接命令，是指请求通信网关机把当前链路（即收到转接请求命令的链路）与目标链路接通的命令。所述转接命令中，至少应包含目标链路的信息。有的现场只有一条数据通讯链路，该命令就通过这条数据通讯链路，从调度中心发出，发送至通信网关机；有的现场除了上述数据通讯链路外，还有一条远程维护专用链路，应优先选用专用的远程维护链路发链路转接命令给通信网关机，以免远程维护影响正常的数据通讯。
如果通信网关机收到的链路数据中包含转接命令，则按转接命令将当前链路与目标链路转接起来，然后使用转接后的链路传输数据。
链路转接的具体操作方式为，取出转接命令中的目标链路，记录目标链路和当前接收链路互为转接链路，并将二者的状态都从正常通讯态置为链路转接态。
进一步的，如图3，在判断链路数据中是否包含转接命令之前，先判断该链路的工作状态：
（A）如果该链路处于链路转接态，则判断链路数据中是否包含转接拆除命令，如果包含转接拆除命令，则拆除当前的链路转接，恢复为正常通讯态；如果未包含拆除命令，或者尽管包含了拆除命令，但是无法正确解析，则把链路数据再由转接链路发送出去。
(B)如果链路处于正常通讯态，则据上文所述步骤判断链路数据中是否包含转接命令，如果包含链路转接命令则执行该命令把当前链路与目标链路转接起来，链路进入转接态；如果未包含转接命令，或者尽管包含了转接命令，但是无法正确解析，则将链路数据作为普通通讯数据分发至对应的规约处理任务，进行常规处理。
转接链路拆除时，删除原链路和目标链路互为转接链路的记录，完成后，二者均恢复为正常通讯态，后续接收到的通讯报文就按正常的流程分发给各自链路的通讯规约处理任务了。
无论是链路转接请求命令还是转接链路拆除命令，都具有完整的帧格式，包括报文头、报文长度、报文体、校验码，供链路接收处理任务识别。只有通过了格式完整性检查的命令才被认为是链路转接命令或转接链路拆除命令，否则就认为是普通通讯报文。
工程现场的通讯环境可能比较恶劣，一旦出现了转接通路建立后，通信网关机无法收到转接链路拆除命令的情况，那么相关链路的状态就一直保持在转接状态，无法恢复为正常通讯态，也无法进行后续的其他设备的远程维护。
另一方面，如果接通路使用后忘记拆除，相关链路的状态将一直处于链路转接态，无法恢复正常通讯，也无法进行后续的其他设备的远程维护。
针对上述问题，本发明提出下述优选方案：
所述转接命令中包含链路闲置超时时间，链路转接后，当链路闲置的时间超过所述链路闲置超时时间后，判定为异常，自动拆除转接链路。
所述转接命令中包含链路转接时间上限，链路转接后，当链路转接的时间达到所述链路转接时间上限后，判定为异常，自动拆除转接链路。
通过基于上述异常判定的自动拆除机制，提升了通讯的可靠性，尽可能地减少了链路转接对系统正常通讯的影响。
转接通路自动拆除后，并不通知转接通路建立请求者。转接通路拆除后，通路使用者很容易判断出转接通路的通讯已中断。
链路转接命令和链路转接拆除命令都是由专门的软件工具通过调度中心与通信网关机现有的链路来传输的。当调度中心与通信网关机连接的链路是以太网时，情况稍微复杂一些。必须由这个专门的软件工具先建立与通信网关机的以太网连接才能发出链路转接/拆除命令，而在建立与通信网关机的远程维护链路之前只能延用现有的以太网连接参数，这就需要这个专用的软件可能任意指定建立以太网连接的端口地址。
当链路转接建立成功后，就要换由各智能设备的维护工具软件对智能设备进行远程维护了。当在远方采用以太网连接通信网关机时，也必须先建立智能设备维护工具软件与通信网关机的以太网连接，建立连接需要的端口地址都是每种智能设备都不同的。为了解决智能设备维护工具软件与通信网关机建立以太网连接的问题，在链路转接命令中加入了后续建立连接的端口地址，用于智能设备维护工具软件与通信网关机的以太网连接。
本方法也可以应用在通信网关机级联的工况中：由前述转接通路的建立过程以及链路接收处理任务区分链路转接命令与普通通讯报文的过程可知，转接通路建立后，链路接收处理任务会将除转接链路拆除命令以外的通讯数据包全部当作需要转接的数据包从转接链路发送出去。也就是说，如果该数据包中嵌套了下一级的链路转接请求命令，该链路转接请求命令也会由转接通路发送出去。此时，级联子级的通信网关机将接收到由上一级通信网关机转接通路发出去的链路转接请求，从而在子通信网关机上创建转接通路，实现级联的通信网关机的链路转接功能。我们称这样的级联链路转接为嵌套链路转接。
嵌套转接通路的拆除需要逐级拆除，先拆除级联子通信网关机的转接通路，再拆除主通信网关机的转接通路。
关于数据流控问题：由转接通路进行的远程维护，要求通讯过程是主从问答式的，远方的维护软件做主端，站内的智能设备做从端。只要通信网关机的链路接收处理任务的收发缓冲区的大小能够容纳下两包报文，以及远程维护时，命令发出后等待应答的时间设置得稍长一些，链路转接引入的延迟就不会被判定为通讯失败，从而解决了数据流控的问题。
实施例一
本实施例是通过上述转接方式对站内的智能设备进行维护。
如图4，欲维护的目标智能设备的链路信息包括目标设备所在的变电站以及调度中心与该变电站的通信网关机的链路信息，还包括目标智能设备与通信网关机连接的链路类型及链路序号。本实施例中，目标智能设备连接于通信网关机的链路3，调度中心连接于通信网关机的链路R。
通信网关机上电/复位开始工作后，所有链路都处于正常通讯态。
当通信网关机的链路接收处理任务收到并识别出链路R的链路转接命令后，将对链路信息的有效性进行核对，然后将链路R和链路3的工作状态都置为链路转接态，记录链路R和链路3互为转接链路，具体方式为：将链路R的接收链路转接至链路3的发送链路，并将链路3的接收链路转接至链路R的发送链路，最后通过链路R发出链路转接成功通知给调度中心。
在调度中心，发送目标智能设备的维护报文到通信网关机的链路R，由于通信网关机的链路R工作在链路转接态，所以通信网关机的链路接收处理任务对于接收到的链路R的所有数据都会通过链路R的转接链路——链路3发送到目标智能设备上，这样目标智能设备就收到了来自调度中心对其维护的报文。目标智能设备的应答将发送至通信网关机的链路3，因通信网关机的链路3工作在链路转接态，所以通信网关机的链路接收处理任务对于接收到的链路3的所有数据都会通过链路3的转接链路——链路R发送出去，从而连接在通信网关机链路R上的远方调度中心就收到了来自目标智能设备的应答。最终实现了通过链路转接通路的远程维护。
实施例二
本实施例是通过上述转接方式对通信网关机进行维护。本实施例中，通信网关机的链路3对应的规约处理任务为维护规约，调度中心连接于通信网关机的链路R。
如图5，通过链路转接方式对通信网关机进行维护时，需要事先知道通信网关机的哪个链路对应的通讯规约是维护规约，此实施例中为链路3，并把链路3填到转接命令中，通过链路R发给通信网关机。通信网关机收到转接命令后将链路3对应的维护规约处理任务的关联链路由链路3更换为链路R，这样，原维护规约处理任务的报文接收和发送就与链路R关联了，不再与链路3关联，就实现了通过链路R对通信网关机的维护。
通过上述方式可以借用普通通讯链路远程维护通信网关机，特别是当通信网关机与远端的通讯链路为串行链路时，链路无法复用，再另行铺设通道用于远程维护成本较高，借用已有的通讯链路临时进行维护，可以满足远程维护的需求，同时也节省了铺设专用维护链路的投资。
显而易见地，本领域技术人员参考上述两个实施例，还可以通过链路转接实现更为复杂多变的通讯连接，达到远程维护、数据传输等目的，在此不作赘述。
Claims (8)
1.一种基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：当变电站通信网关机的某链路接收到链路数据后，判断链路数据中是否包含转接命令，如果链路数据中包含转接命令，则按转接命令将该链路转接到目标链路上，通过链路转接实现维护端与被维护端之间的连接，然后使用转接后的链路进行维护；
在判断链路数据中是否包含转接命令之前，先判断该链路的工作状态：如果链路处于正常通讯态，则判断链路数据中是否包含链路转接命令，如果包含链路转接命令则执行该命令把当前链路与目标链路转接起来，链路进入转接态；如果该链路处于链路转接态，则判断链路数据中是否包含转接拆除命令，如果包含转接拆除命令，则拆除当前的链路转接，恢复为正常通讯态。
2.如权利要求1所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：当链路处于正常通讯态，如果链路数据中未包含转接命令，则将链路数据作为普通通讯数据分发至对应的规约处理任务。
3.如权利要求1所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：转接时，如果目标链路运行的是维护规约，则将当前链路收到的数据分发至目标链路对应的维护规约处理任务，并将目标链路对应的维护规约处理任务需要发送的数据转由当前链路发出。
4.如权利要求1所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：对通信网关机所连接的设备进行维护时，采用双向转接的方式进行转接：将维护设备发送数据至通信网关机的链路与通信网关机发送数据至被维护设备部的链路转接起来；并将被维护设备发送数据至通信网关机的链路与通信网关机发送数据至维护设备的链路转接起来。
5.如权利要求1至4任一所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：所述转接命令中包含链路闲置超时时间，链路转接后，当链路闲置的时间超过所述链路闲置超时时间后，自动拆除转接链路。
6.如权利要求1至4任一所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：所述转接命令中包含链路转接时间上限，链路转接后，当链路转接的时间达到所述链路转接时间上限后，自动拆除转接链路。
7.如权利要求1至4任一所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：当传输链路转接命令的链路是以太网时，发出链路转接命令的软件工具可以任意指定建立以太网连接时所使用的端口地址，以适应通信网关机现有的允许连接的以太网连接参数。
8.如权利要求1至4任一所述的基于链路转接的智能变电站维护方法，其特征在于：当传输链路转接命令的链路是以太网时，链路转接命令中包含了后续建立以太网连接时所使用的端口地址，以适应不同的智能设备维护工具在调度中心建立与通信网关机的以太网连接时需要的不同的端口地址参数。
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Denomination of invention: Maintenance method of intelligent substation based on link switching Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20200707 Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: DONGFANG ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014783 |
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