CN112187496A - 一种变电站过程层交换机配置方法 - Google Patents

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郑茂然
高宏慧
刘千宽
陈朝晖
潘磊
彭安
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Abstract

本发明公开一种变电站过程层交换机配置方法，按照电压等级生成交换机配置文件或每台交换机分别生成交换机配置文件，其中，按照电压等级生成的交换机配置文件包含该电压等级所有过程层交换机的全部配置信息，包含GOOSE、SV在每台交换机端口上的转发路径信息；按照每台交换机生成的交换机配置文件包含GOOSE、SV在该交换机端口的转发路径信息。此种配置方法方便工程现场配置，可提高电力系统运维管理水平。

Description

一种变电站过程层交换机配置方法
技术领域
本发明属于智能变电站过程层领域，特别涉及一种变电站过程层交换机配置方法。
背景技术
智能变电站过程层网络用于传输合并单元发出的SV报文，智能终端及保护测控等IED设备发出的GOOSE报文，由于SV报文的传输实时性、稳定性和可靠性直接决定了保护动作时间，保护通过GOOSE报文发送跳闸命令切除发生故障的开关、主变等一次设备。SV报文以每条4000帧等间隔发送，因此每路SV报文的流量将达到5Mbps以上，一个电压等级的SV/GOOSE报文流量将超过100Mbps的IED设备的端口速率。为了保证网络传输的SV/GOOSE报文可靠传输，必须进行VLAN或静态组播配置等操作来对每个交换机端口的网络流量进行管理。
当前对过程层交换机的配置普遍采用手工配置的方式，现场工程人员通过SCD文件中的保护测控与智能终端、合并单元的订阅关系整理出交换机的VLAN或静态组播配置，并通过对每台交换机进行逐一设置来完成VLAN或静态组播的配置，配置完成通过观察保护、测控、合并单元、智能终端等IED设备的GOOSE/SV链路告警信息及保护动作试验等来验证配置的正确性，导致工程实施过程中调试过程反复、交换机配置正确性难以保证，有待改进。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种变电站过程层交换机配置方法，其方便工程现场配置，可提高电力系统运维管理水平。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种变电站过程层交换机配置方法，按照电压等级生成交换机配置文件或每台交换机分别生成交换机配置文件，其中，按照电压等级生成的交换机配置文件包含该电压等级所有过程层交换机的全部配置信息，包含GOOSE、SV在每台交换机端口上的转发路径信息；按照每台交换机生成的交换机配置文件包含GOOSE、SV在该交换机端口的转发路径信息。
上述按照电压等级生成的配置文件，通过交换机的IED name来进行每台交换机与配置文件中部分内容的匹配，无法完成配置文件匹配的交换机将中断启动过程并记录启动异常。
上述按照每台交换机生成的配置文件，通过交换机的IED name与配置文件进行匹配，无法完成配置文件匹配的交换机将中断启动过程并记录启动异常。
上述配置文件设置CRC校验码，在使用CRC之前首先要进行CRC检查，通过CRC校验进行配置文件完整性检查，对于CRC错误的文件交换机将不按照配置文件配置交换机并中断交换机启动过程。
上述交换机配置文件的生成方法是：提取SCD文件中的IED、MU、ICU等设备之间的订阅关系，结合包含交换机间连接关系、交换机与IED、MU、ICU等设备连接关系的物理网络拓扑获取每路GOOSE/SV报文在交换机中的转发路径，同时按照GOOSE和SV两大类分别配置流量阈值，通过配置工具形成交换机的配置文件，生成的交换机配置文件下装到交换机中完成GOOSE/SV转发路径配置。
上述交换机配置文件内容包括GOOSE/SV报文的DMAC、VLAN、APPID、转发端口、流量控制阈值等信息，通过DMAC、VLAN、APPID信息唯一识别每条GOOSE/SV数据流，根据配置的转发端口进行报文转发，根据流量控制阈值决定是否限制越限GOOSE/SV数据流的占用带宽。
上述流量控制阈值按照GOOSE/SV的报文类型进行统一配置，默认每条GOOSE报文的流量控制阈值为2Mbps，每条SV报文的流量控制阈值为15Mbps。
采用上述方案后，本发明符合变电站的应用需求，配置方法产生两种过程层网络交换机的配置文件：第一种为按照电压等级统一生成一个多台交换机的配置文件；第二种为按照每台交换机生成一个交换机的配置文件。通过每台交换机自身配置的IED name和配置文件中的IED name进行比较来完成每台交换机的匹配和配置。配置方法为通过GOOSE/SV报文的特定字段，包括GOOSE(面向通用对象的变电站事件，Generic Object OrientedSubstation Event)/SV(采样值，Sample Value)的DMAC(目标媒体访问控制，DestinationMedia Access Control)、VLAN(虚拟局域网，Virtual Local Area Network)、APPID(应用标识，Application Identification)等信息，结合保护测控IED(智能电子设备，Intelligent Electronic Device)与MU(合并单元，Merge Unit)、ICU(智能终端，Intelligent Control Unit)的GOOSE/SV订阅关系及物理网络拓扑生成每条GOOSE/SV报文在交换机上的转发路径，并根据GOOSE/SV报文类型进行统一的流量控制阈值设置。本发明专利有效提升变电站过程层交换机配置效率，符合变电站过程层网络配置需求。
采用上述配置文件后，本发明的有益效果是：过程层交换机配置与IEC61850模型文件保持一致，使得通过IEC61850配置工具即可实现对交换机的配置，减少了人工配置正确性低，调试周期长等问题，提升了整体变电站的运维水平。
附图说明
图1是本发明中按照电压等级生成交换机配置文件的示意图；
图2是本发明中按照交换机生成交换机配置文件的示意图；
图3是交换机配置订阅关系图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
过程层交换机设置组播或VLAN首先需要知道IED设备间的订阅关系，该订阅关系在SCD文件中可以获得。另外，完成交换机静态组播或VLAN配置需要获取网络拓扑连接关系，即交换机间的级联关系信息，IED接入交换机的端口信息。
交换机配置工具获取到IED间的订阅关系和网络拓扑关系后，按照IED订阅报文在网络拓扑中的转发路径通过静态组播或VLAN方式表现为交换机配置，该配置信息应至少包含GOOSE/SV报文的DMAC、APPID、VLAN、转发端口、流量控制阈值等信息及交换机的IEDname。交换机配置工具将该配置信息保存为交换机配置文件，将配置文件导入对应的交换机完成配置。
生成配置文件的流程见图1和图2，组网架构见图3。
IED发送/接收关系列表见表1。
表1.IED间的订阅关系
Figure BDA0002115197570000041
按照电压等级的交换机配置文件包含SW1～SW5交换机的全部配置信息。SW1～SW5的IED name分别定义为SW1～SW5。
按电压等级的交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表2.按照电压等级的交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000042
Figure BDA0002115197570000051
上表的信息包含了该电压等级5台交换机的全部GOOSE、SV转发信息，该表中未明确说明GOOSE、SV的流量限制阈值，将采用默认阈值作为GOOSE、SV的流量阈值。
按照每台交换机的配置文件分别为SW1～SW5交换机的配置文件。SW1～SW5的IEDname分别定义为SW1～SW5。
SW1交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表3.SW1交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000052
Figure BDA0002115197570000061
SW2交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表4.SW2交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000062
SW3交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表5.SW3交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000063
SW4交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表6.SW4交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000064
Figure BDA0002115197570000071
SW5交换机配置文件包含的信息列表表示如下：
表7.SW5交换机配置文件转发信息
Figure BDA0002115197570000072
SW1～SW5交换机配置文件转发信息分别包含了SW1～SW5每台交换机的全部GOOSE、SV转发信息，其中未明确说明GOOSE、SV的流量限制阈值，将采用默认阈值作为GOOSE、SV的流量阈值。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：按照电压等级生成交换机配置文件或每台交换机分别生成交换机配置文件，其中，按照电压等级生成的交换机配置文件包含该电压等级所有过程层交换机的全部配置信息，包含GOOSE、SV在每台交换机端口上的转发路径信息；按照每台交换机生成的交换机配置文件包含GOOSE、SV在该交换机端口的转发路径信息。
2.如权利要求1所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述按照电压等级生成的配置文件，通过交换机的IED name来进行每台交换机与配置文件中部分内容的匹配，无法完成配置文件匹配的交换机将中断启动过程并记录启动异常。
3.如权利要求1所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述按照每台交换机生成的配置文件，通过交换机的IED name与配置文件进行匹配，无法完成配置文件匹配的交换机将中断启动过程并记录启动异常。
4.如权利要求1所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述配置文件设置CRC校验码，在使用CRC之前首先要进行CRC检查，通过CRC校验进行配置文件完整性检查，对于CRC错误的文件交换机将不按照配置文件配置交换机并中断交换机启动过程。
5.如权利要求1所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述交换机配置文件的生成方法是：提取SCD文件中的设备之间的订阅关系，结合包含交换机间连接关系、交换机与设备连接关系的物理网络拓扑获取每路GOOSE/SV报文在交换机中的转发路径，同时按照GOOSE和SV两大类分别配置流量阈值，通过配置工具形成交换机的配置文件，生成的交换机配置文件下装到交换机中完成GOOSE/SV转发路径配置。
6.如权利要求1所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述交换机配置文件内容包括GOOSE/SV报文的DMAC、VLAN、APPID、转发端口、流量控制阈值，通过DMAC、VLAN、APPID信息唯一识别每条GOOSE/SV数据流，根据配置的转发端口进行报文转发，根据流量控制阈值决定是否限制越限GOOSE/SV数据流的占用带宽。
7.如权利要求6所述的一种变电站过程层交换机配置方法，其特征在于：所述流量控制阈值按照GOOSE/SV的报文类型进行统一配置，默认每条GOOSE报文的流量控制阈值为2Mbps，每条SV报文的流量控制阈值为15Mbps。
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