CN111082979A - 基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机 - Google Patents

基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，利用站控层交换机的ACL技术捕获、解析、统计GOOSE和SV报文，获得对端设备信息、控制块信息、流量带宽信息，将信息周期地上送到故障诊断主机。故障诊断主机根据这些信息分析出过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽，与通过SCD解析获得过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽的故障诊断样本做比较，将差异处以异常和告警的显示。故障诊断主机根据故障告警信息后能够立刻找到故障设备，对于流量异常的告警，能够通过数据流方向即刻展示出故障源头，从而实现对过程层网络二次回路的故障直观、快速、准确地定位和诊断。

Description

基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故 障诊断主机
技术领域
本发明具体涉及一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机，属于电力自动化技术领域。
背景技术
智能变电站过程层网络是智能变电站信息传输及信息共享的基础，其性能决定了变电站乃至电网的安全可靠运行。由于过程层网络连接设备较多、网络结构复杂、布线繁琐，在工程现场中，当某个设备出现异常时，可能造成多个连接设备发出链路异常信号，需要依赖技术人员从浩瀚的报文中逐级分析，无法快速准确地定位故障和异常。针对过程层网络故障定位能力比较弱的问题，本发明在智能变电站过程层网络利用过程层交换机提出一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机，监视过程层二次回路的链路状态并定位过程层二次回路故障，方便工程调试人员、运行维护人员查找和定位问题，降低检修人员的劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：
解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。
进一步的，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。
进一步的，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。
进一步的，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。
相应的，本发明还提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，包括故障诊断样本获取模块、报文捕获模块、报文解析模块、流量计算模块、链路关系获取模块和故障诊断模块；
故障诊断样本获取模块，用于解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
报文捕获模块，用于通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
报文解析模块，用于对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
流量计算模块，用于根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
链路关系获取模块，用于根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
故障诊断模块，用于将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。
进一步的，报文解析模块中，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。
进一步的，报文解析模块中，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。
进一步的，故障诊断模块中，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明方法能够直观、实时地监视过程层二次回路的运行状态和快速、有效地定位过程层二次回路故障，方便工程调试人员、运行维护人员查找和定位问题，降低检修人员的劳动强度。
附图说明
图1所示为本发明方法流程示意图；
图2所示为实施例的网络拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图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。
本发明涉及的名词解释：
ACL全称为访问控制列表(Access Control List)，ACL通过定义一些规则对网络设备接口上的数据报文进行控制，ACL由一系列的表项组成，称之为访问控制列表表项(Access Control Entry：ACE)，每个接入控制列表表项都申明了满足该表项的匹配条件及行为(动作策略)。
本发明的发明构思为：利用站控层交换机的ACL技术捕获、解析、统计GOOSE和SV报文，获得对端设备信息、控制块信息、流量带宽信息，将信息周期地上送到故障诊断主机。故障诊断主机根据这些信息分析出过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽，与通过SCD解析获得过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽的故障诊断样本做比较，将差异处以异常和告警的显示。故障诊断主机根据故障告警信息后能够立刻找到故障设备，对于流量异常的告警，能够通过数据流方向即刻展示出故障源头，从而实现对过程层网络二次回路的故障直观、快速、准确地定位和诊断。
本发明解决了过程层网络故障分析目前过度依赖技术人员的人工分析的问题，将技术人员从浩瀚的报文分析中充分解放出来，协助电力系统运维人员及时地了解过程层网络的运行情况和定位故障，提高电力系统自动化运维的管理水平。
在智能变电站的过程层网络中，包括多个过程层交换机，各过程层交换机分别连接至少1个过程层IED，故障诊断主机连接其中任一交换机的任一个端口。为方便描述，在过程层交换机连接IED网络结构中，将的过程层交换机描述为本端设备，连接在交换机的装置描述为对端设备。
本发明的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，由故障诊断主机来实施，参见图1所示，此方法包括以下步骤：
S1，故障诊断主机根据智能变电站全站配置描述SCD文件定义的物理连接、逻辑连接及报文订阅关系，获得二次回路的物理链路和逻辑链路关系。同时通过对订阅块模型信息分析，识别各个逻辑链路的通信数据量、周期及可能突发时的特征信息，获得二次回路逻辑链路流量带宽的估值。通过SCD解析获得过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽，作为故障诊断的样本。
S2，过程层交换机利用交换芯片ACL功能对GOOSE和SV报文进行少量捕获和报文字节数统计。
ACL的匹配规则是交换机组播表的组播地址，将目的组播地址是组播表地址表项的GOOSE和SV报文送到交换机的CPU用于解析，同时对GOOSE和SV报文字节数按组播地址不同分别计数。
对于获取对端设备信息，只需捕获一封GOOSE或SV报文，即可获得对端设备名、对端设备MAC地址；但同一个物理链路之间可能存在多个二次回路，为获取二次回路的控制块信息，目的组播地址不同的GOOSE和SV报文也需要捕获，同样每个组播地址只需捕获一封GOOSE或SV报文即可。因此，步骤S2提出只要捕获少量的GOOSE或SV报文，这样保证了过程层交换机的固有功能的运行以及性能不受影响。
S3，过程层交换机的CPU对GOOSE和SV报文进行解析，解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名；解析SV报文中SvID字段获取对端设备名。交换机将解析的设备名、设备MAC地址、与交换机连接的交换机端口号，组成对端设备信息块上送到故障诊断主机。
S4，过程层交换机的CPU对GOOSE和SV报文进行进一步解析：解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；若为GOOSE报文，解析GoCBRef字段获取APPID；若为SV报文，解析SvID字段获取APPID。交换机将解析的报文源MAC地址、目的组播地址和APPID组成控制块信息，与交换机的组播表一起上送到故障诊断主机。
S5，交换机的CPU根据GOOSE和SV报文统计数值计算实时流量带宽。T1时刻报文字节数NUM1，T2时刻报文字节数NUM2，流量带宽＝(NUM2-NUM1)/(T2-T1)*8bit/s，T2与T1差值为1s。交换机根据目的组播地址，将每条GOOSE和SV链路的流量带宽组成流量带宽信息按照一定周期上送到故障诊断主机。
S6，故障诊断主机根据对端设备信息得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路。故障诊断主机根据控制块信息的组播地址，匹配交换机的组播表，得到GOOSE/SV报文的出端口号；结合交换机与IED设备之间的物理连接关系，得出GOOSE/SV报文入端口和出端口连接的装置信息，从而获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，即可得到二次回路的逻辑链路。故障诊断主机根据流量带宽信息，得到二次回路的流量带宽信息。
S7，故障诊断主机遍历所有交换机，执行步骤S2-S6，可以获得过程层网络里所有二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽。与通过SCD解析获得过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽的故障诊断样本做比较，将差异处以异常和告警的形式显示。
S8，物理链路告警，故障诊断主机比较二次回路承载的物理链路，可得出缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，可以快速地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误等故障。逻辑链路告警，故障诊断主机比较二次回路的逻辑链路，判断二次回路流向是否正确，可以有效地定位交换机组播和VLAN配置错误等故障。流量带宽告警，故障诊断主机比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，可以实时高效地定位网络流量异常、网络风暴等故障。故障诊断主机根据故障告警信息后能够立刻找到故障设备，对于流量异常的告警，能够通过数据流方向即刻展示出故障源头。
本发明在应用时，故障诊断主机可采用现有计算机，工程人员可通过故障诊断主机的运行SNMP或者61850协议，获取过程层交换机上送的对端设备信息、控制块信息、流量带宽信息。
相应的，本发明还提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，包括故障诊断样本获取模块、报文捕获模块、报文解析模块、流量计算模块、链路关系获取模块和故障诊断模块；
故障诊断样本获取模块，用于解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
报文捕获模块，用于通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
报文解析模块，用于对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
流量计算模块，用于根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
链路关系获取模块，用于根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
故障诊断模块，用于将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。
进一步的，报文解析模块中，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。
进一步的，报文解析模块中，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。
进一步的，故障诊断模块中，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。
实施例1
图2是本发明实施例所述的网络拓扑结构图。如图2所示，交换机Swtich A端口fe1、fe2、fe3分别连接智能终端、合并单元、故障诊断主机；交换机Swtich B端口fe1、fe2分别连接保护装置、测控装置。本实施例中，为方便描述，将交换机描述为本端设备，连接在交换机的装置描述为对端设备。结合实施例，具体说明一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，该方法主要包括以下步骤：
步骤1：故障诊断主机解析SCD文件，根据智能变电站全站配置描述SCD文件定义的物理连接、逻辑连接及报文订阅关系，获得二次回路的物理链路和逻辑链路关系。
本发明实施例中二次回路承载的物理链路关系如表1所示，根据物理链路关系形成的网络拓扑结构如图2所示。二次回路的逻辑链路关系以及流量带宽估值如表2所示，发布装置会发送GOOSE或者SV报文给订阅装置，GOOSE或者SV报文的目的mac地址，是组播地址。智能终端发送目的组播地址为01-0C-CD-01-02-8F的GOOSE报文给保护装置，流量带宽估值为2Mbit/s。合并单元发送目的组播为01-0C-CD-04-00-40的SV报文给保护装置和测控装置，流量带宽估值为3Mbit/s。
表1二次回路的物理链路关系
装置名 装置Mac地址 所联交换机侧端口号
智能终端 00:00:02:01:01:02 Switch A-fe1
合并单元 00:00:02:02:02:02 Switch A-fe2
保护装置 00:00:02:03:03:02 Switch B-fe1
测控装置 00:00:02:04:04:02 Switch B-fe2
表2二次回路的逻辑链路关系以及流量带宽估值
Figure BDA0002308445590000111
Figure BDA0002308445590000121
步骤2：Swtich A交换机利用交换芯片ACL功能对GOOSE和SV报文进行少量捕获和报文字节数统计。
组播表包含目的组播地址和交换机转发的出端口号。发布装置通过交换机订阅装置发布报文。发布装置发出报文根据目的组播地址匹配组播表中的组播地址，将报文发送到交换机指定的出端口号，端口连着订阅装置，这样发布装置根据组播表发送报文给指定的订阅装置。组播表里包含着订阅和发布的连接的逻辑关系，为了获取二次回路的链路逻辑关系，需要根据组播表捕获。
根据Swtich A的组播表，捕获GOOSE(01-0C-CD-01-02-8F)和SV(01-0C-CD-04-00-40)的报文，分别对报文字节数统计。
步骤3：Swtich A交换机的CPU对GOOSE报文帧头进行解析，解析报文MAC帧头的Source字段获取对端设备的MAC地址为00:00:02:01:01:02，解析GOOSE报文中GoCBRef字段获取对端设备名为智能终端。同时报文进入交换机端口是fe1，将设备名、设备MAC地址、交换机端口号组成对端设备信息。Swtich A交换机CPU逐条解析GOOSE和SV报文，生成的对端设备信息逐个上报到故障诊断主机。对端设备信息的关系如表3所示。
表3对端设备信息的关系
Figure BDA0002308445590000122
步骤4：Swtich A交换机的CPU对GOOSE报文进行进一步解析，解析报文的目的MAC地址获取GOOSE的组播地址01-0C-CD-01-02-8F，解析GoCBRef字段获取APPID的值，交换机将解析的报文源MAC地址、目的组播地址和APPID的值组成控制块信息。Swtich A交换机CPU逐条解析GOOSE和SV报文，生成的控制块信息与交换机的组播表一起上送到故障诊断主机。
步骤5：Swtich A交换机的CPU根据GOOSE报文统计数值计算实时流量带宽。T1时刻报文字节数130000Byte，T2时刻报文字节数379010Byte，T2与T1差值为1s，流量带宽＝1.99Mbit/s。Swtich A交换机CPU逐条解析GOOSE和SV报文，生成的流量带宽信息周期地上送到故障诊断主机。
步骤6：故障诊断主机根据对端设备信息得到过程层交换机与IED设备(连接在交换机的测控、保护、智能终端、合并单元统称IED设备)之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路，如表3所示。故障诊断主机根据控制块信息的组播地址，逐个匹配交换机的组播表项，如果两者完全一致则匹配成功，将得到GOOSE/SV报文的在交换机转发的出端口号，如表4所示；
表4控制块信息与组播表的连接关系表
报文源Mac 报文目的Mac 组播表Mac 组播转发端口号
00:00:02:01:01:02 01-0C-CD-01-02-8F 01-0C-CD-01-02-8F Switch B-fe1、Switch B-fe2
00:00:02:02:02:02 01-0C-CD-04-00-40 01-0C-CD-04-00-40 Switch B-fe1、Switch B-fe2
结合交换机与IED设备之间的物理连接关系，将表3和表4根据端口号进行连接，得到中间表5，从而得到GOOSE/SV报文在交换机中转发的出端口号连接的装置信息。
表5报文出端口连接装置表
报文源Mac 目的组播地址 组播转发端口号 出端口连接装置
00:00:02:01:01:02 01-0C-CD-01-02-8F Switch B-fe1 保护装置
00:00:02:01:01:02 01-0C-CD-01-02-8F Switch B-fe2 测控装置
00:00:02:02:02:02 01-0C-CD-04-00-40 Switch B-fe1 保护装置
00:00:02:02:02:02 01-0C-CD-04-00-40 Switch B-fe2 测控装置
将5和表3根据源Mac地址进行连接，得到表6，从而获得获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，即可得到二次回路的逻辑链路。故障诊断主机根据流量带宽信息，得到二次回路的流量带宽信息，如表7所示。
表6报文发布和订阅的关系表
报文源Mac 发布装置名 目的组播地址 出端口连接装置
00:00:02:01:01:02 智能终端 01-0C-CD-01-02-8F 保护装置
00:00:02:01:01:02 智能终端 01-0C-CD-01-02-8F 测控装置
00:00:02:02:02:02 合并单元 01-0C-CD-04-00-40 保护装置
00:00:02:02:02:02 合并单元 01-0C-CD-04-00-40 测控装置
表7二次回路的逻辑链路关系以及流量带宽表
发布装置名 目的组播地址 订阅装置名 流量带宽
智能终端 01-0C-CD-01-02-8F 保护装置 1.99Mbit/s
智能终端 01-0C-CD-01-02-8F 测控装置 2.01Mbit/s
合并单元 01-0C-CD-04-00-40 保护装置 3.01Mbit/s
合并单元 01-0C-CD-04-00-40 测控装置 3.07Mbit/s
步骤7：故障诊断主机遍历交换机Swtich B，执行步骤S2-S5。可以获得过程层网络里所有二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，如表3和表5所示。对比表1和表3，表2和表7，将差异处显示。
本发明实施例中，表7比表2多一行智能终端发送01-0C-CD-01-02-8F报文给测控装置，且流量为2Mbit/s。智能终端发布01-0C-CD-01-02-8F报文订阅装置有异常，多了一条逻辑链路，提示逻辑链路告警，且流量异常告警。
步骤8：故障诊断主机根据逻辑链告警，比较二次回路的逻辑链路，进行故障诊断。
逻辑链路多出、缺失、流向错误等问题，与交换机配置错误有关。组播和vlan配置错误是逻辑链路的错误的最主要的原因。
判定二次回路01-0C-CD-01-02-8F报文流向错误，诊断故障为交换机的组播表或者VLAN配置错误，检查组播表和VLAN转发表，定位到Swtich B组播配置错误。
本发明方法能够直观、实时地监视过程层二次回路的运行状态和快速、有效地定位过程层二次回路故障，方便工程调试人员、运行维护人员查找和定位问题，降低检修人员的劳动强度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：
解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。
3.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。
5.一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，包括故障诊断样本获取模块、报文捕获模块、报文解析模块、流量计算模块、链路关系获取模块和故障诊断模块；
故障诊断样本获取模块，用于解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
报文捕获模块，用于通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
报文解析模块，用于对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
流量计算模块，用于根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
链路关系获取模块，用于根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
故障诊断模块，用于将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。
6.根据权利要求5所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，报文解析模块中，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。
7.根据权利要求5所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，报文解析模块中，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。
8.根据权利要求5所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，故障诊断模块中，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。
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