CN112532446B - 一种集群测控装置的动态迁移方法 - Google Patents

一种集群测控装置的动态迁移方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种集群测控装置的动态迁移方法，在两套集群测控装置之间功能迁移的模式包括手动切换模式和自动切换模式。手动切换模式通过人工手动投退各软压板，实现双套集群测控之间功能切换。自动迁移模式通过相互平行监视站控层心跳报文，判别在线状态，实现双套集群测控之间功能切换。该方法避免了装置故障设备异常时功能缺失的问题，有效地保证了逻辑测控单元运行状态切换及动态迁移的可靠性，保证数据采集的有效性和连续性，提高了变电站监控系统安全性。

Description

一种集群测控装置的动态迁移方法
技术领域
本发明涉及电力设备技术测控领域，具体涉及一种集群测控装置的动态迁移方法。
背景技术
在智能变电站建设启动以后，由于标准技术规范滞后，不同标准之间的技术和功能相互抵触，以及入网检测、工厂验收和现场验收不充分统一等系统问题，导致自动化设备的标准化水平有缺陷。开发一种新的智能冗余测控装置，为电力系统提供性能优良、指标先进、可靠稳定的产品，而动态迁移是实现的间隔测控功能冗余备用的关键之一。动态迁移的理念是要实现集群测控装置在任何时刻对同一间隔有相同的两套测控功能在运行，其中一套集群测控装置异常时，由其完成的各间隔的测控功能，将动态迁移到备用的集群测控装置上。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种集群测控装置的新型动态迁移方法，避免了集群测控装置异常时功能缺失的问题，有效地保证了逻辑测控单元运行状态切换及动态迁移的可靠性。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种集群测控装置的动态迁移方法，当集群测控装置为双套配置时，逻辑测控单元按主备方式运行，主逻辑测控单元和备用逻辑测控单元使用相同的模型、参数和配置，同一时刻仅有一个逻辑测控单元为运行态，测控单元工作状态支持自动迁移和手动切换，集群测控装置之间互相监视对方承载的逻辑测控单元运行状态。
根据本发明的一个方面，双套配置的集群测控平行监视，通过心跳报文交互状态信息，同时相互监视心跳信息，心跳信息通过站控层网络发送。
根据本发明的一个方面，当集群测控装置由于自身硬件或软件异常发生故障时，自动熄灭运行灯，其承载的逻辑测控单元退出运行态，同时其站控层和过程层网口通信功能关闭，退出正常通信；处于热备态的逻辑测控单元若无自检故障，同时监测到运行态逻辑测控单元不再发送心跳信息，则可通过自动迁移方式将热备态切换为运行状态，完成相应间隔电气设备的监测与控制。
根据本发明的一个方面，所述手动切换按照逻辑测控单元数量来设置软压板，通过人工手动投退软压板，来实现两套集群测控装置之间功能迁移。
根据本发明的一个方面，在手动切换模式下，所述软压板投入，处于正常通信状态；所述软压板退出，处于退出通信状态。
根据本发明的一个方面，收到软压板合操作命令时，判别集群测控装置软硬件自检状态和实体测控在线状态，如果自检状态为异常或对应实体测控在线，则闭锁软压板合操作，返回失败原因，否则，允许软压板合操作。
根据本发明的一个方面，自动迁移模式是通过相互平行监视站控层心跳报文，判别在线状态，来实现双套集群测控装置之间的功能迁移。
根据本发明的一个方面，在自动迁移模式下，所述集群测控装置设置运行态、热备态和故障态三种状态，用于逻辑判别，所述集群测控装置处于运行态时，维持正常通信状态，所述集群测控装置处于热备态或故障态时退出正常通信状态。
根据本发明的一个方面，设置“优先运行”控制字，用于双套集群测控装置均正常时的仲裁判断，“优先运行”控制字投入的装置优先运行，担负相应间隔的测量控制功能。
根据本发明的一个方面，当所述集群测控装置的软硬件自检异常时，所述集群测控装置设置故障态，退出正常通信；
当所述集群测控装置的软硬件自检正常，“优先运行”控制字投入时所述集群测控装置设置运行态，维持正常通信；
当所述集群测控装置的软硬件自检正常，“优先运行”控制字未投入时，需判别另一集群测控装置是否处于在线状态，如果另一集群测控装置处于不在线状态时，所述集群测控装置设置运行态，维持正常通信，如果对方处于在线状态时，所述集群测控装置设置热备态，退出正常通信。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
该方法避免了装置故障设备异常时功能缺失的问题，有效地保证了逻辑测控单元运行状态切换及动态迁移的可靠性，保证数据采集的有效性和连续性，提高了变电站监控系统安全性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的测控装置动态迁移的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的测控装置自动迁移的判别逻辑图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
测控装置的动态迁移是要实现集群测控装置在任何时刻对同一间隔有相同的两套测控功能在运行，其中一套集群测控装置异常时，将其完成的各间隔的测控功能，将动态迁移到另一套备用的集群测控装置上。图1示出了测控装置动态迁移的示意图。从图1可以看出，测控功能的迁移，包括以下两种情况：
(1)当集群测控装置1故障时，由其完成的各间隔测控功能，转移到集群测控装置2上，同时，集群测控装置1释放IP，断开与后台的通信，集群测控装置2绑定IP，建立与后台的通信；为实现测控功能由集群测控装置1到集群测控装置2的无缝迁移，集群测控装置采用端口绑定多个IP地址的技术，即虚拟测控装置有专属IP地址。当虚拟测控装置从一个集群测控装置迁移到另一个集群测控装置时，自动实现IP地址的解绑和重绑定。
(2)当集群测控装置1中的某一测控单元异常时，该测控单元负责的测控功能，将根据部署策略，动态迁移至集群测控装置2的相应测控单元上。切换模式包括手动切换模式和自动切换模式。手动切换模式是通过人工手动投退各“虚拟测控单元投退”软压板，实现冗余后备测控和实体测控之间以及双套集群测控之间功能切换。自动迁移模式是通过相互平行监视站控层心跳报文，判别在线状态，实现双套集群测控之间功能迁移。
在集群测控装置间隔部署功能应满足以下要求：
集群测控为双套配置时，逻辑测控单元按主备方式运行，主备逻辑测控单元应使用相同的模型、参数和配置，同一时刻只能有一个逻辑测控单元为运行态，测控单元工作状态支持自动迁移或人工切换，集群测控装置之间互相监视对方承载的逻辑测控单元运行状态，应遵循：
1)双套配置的集群测控平行监视，通过心跳报文交互状态信息，同时相互监视心跳信息，心跳信息宜通过站控层网络发送；
2)当集群测控装置由于自身硬件或软件异常发生故障时，应自动熄灭运行灯。其承载的逻辑测控单元退出运行态，同时应确保其站控层和过程层网口通信功能关闭，退出正常通信。处于热备态的逻辑测控单元若无自检故障，同时监测到运行态逻辑测控单元不再发送心跳信息，则可通过自动迁移方式将热备态切换为运行状态，完成相应间隔电气设备的监测与控制；
3)手动切换或自动迁移时应避免出现同一逻辑测控单元都处于运行态的双主模式。
状态之间切换调整策略如表1所示。
表1状态切换调整策略
间隔部署的自动管控，只能在“运行”、“热备”、“冷备”三种状态之间实现切换。而人工管控，则可以在“运行”、“热备”、“冷备”和“停用”全部四种状态之间进行切换。
自动管控的基本原则是尽量减少间隔状态的切换调整次数，仅在必须情况情况下进行切换，在此基础上再判断和考虑负载均衡。
具体实施方式包括人工切换和自动切换两种模式，配置“手动/自动切换模式”定值，投入时为手动切换模式，退出时为自动切换模式，默认为投入状态；按逻辑测控单元数量设置“逻辑测控单元投退”软压板，该压板仅在手动切换模式时有效。双套配置的集群测控通过站控层GOOSE报文平行监视，识别对方在线状态。手动切换时，在线状态用于允许/闭锁“逻辑测控单元投退”软压板合操作；自动切换时通过相互监视在线状态进行自动切换。增加“优选运行”压板，该压板仅在自动切换模式时有效。双套集群测控一个整定为投入状态，另一个整定为退出状态，整定为投入状态的集群测控优先置为“运行”态，软硬件自检故障时退出“运行”态。装置软硬件自检故障时，应将自身状态置为“停用”状态，退出相关通信功能。
判别逻辑包括手动切换模式和自动迁移模式。
在手动切换模式下，“虚拟测控单元投退”软压板投入，过程层/站控层均处于正常通信状态；“虚拟测控单元投退”软压板退出，过程层/站控层均处于退出通信状态。过程层/站控层将各个虚拟测控单元自身的第一组GOOSE开出注册到所有网口的GOOSE接收中，实现GOOSE发送回收功能，实时监视该组GOOSE接收状态。如果计数器有增加，则判别对端为在线状态，如果计数器没有增加，则展宽一段时间(大于5s)将在线状态清零。收到“虚拟测控单元投退”软压板合操作命令时，判别本装置软硬件自检状态和实体测控在线状态。如果自检状态为异常或对应实体测控在线，则闭锁软压板合操作，返回失败原因为09(被过程事件闭锁)，否则，允许软压板合操作。
在自动迁移模式下，本装置设置了运行态、热备态和故障态三种状态，用于逻辑判别。运行态时维持正常通信状态，即站控层/过程层处于正常通信状态。热备态和故障态时退出正常通信状态，即站控层/过程层退出通信状态。设置“优先运行”控制字，用于双套集群测控装置均正常时的仲裁判断。“优先运行”控制字投入的装置优先“运行”，担负相应间隔的测量控制功能。
图2示出了自动迁移判别逻辑图。可以看出，
当装置软硬件自检异常时，本装置设置故障态，退出正常通信。
当装置软硬件自检正常，“优先运行”控制字投入时本装置设置运行态，维持正常通信。
当装置软硬件自检正常，“优先运行”控制字未投入时，需判别对方是否处于在线状态，如果对方处于不在线状态时，本装置设置运行态，维持正常通信。如果对方处于在线状态时，本装置设置热备态，退出正常通信。
综上所述，本发明公开一种集群测控装置的动态迁移方法，在两套集群测控装置之间功能迁移的模式包括手动切换模式和自动切换模式。手动切换模式通过人工手动投退各软压板，实现双套集群测控之间功能切换。自动迁移模式通过相互平行监视站控层心跳报文，判别在线状态，实现双套集群测控之间功能切换。该方法避免了装置故障设备异常时功能缺失的问题，有效地保证了逻辑测控单元运行状态切换及动态迁移的可靠性，保证数据采集的有效性和连续性，提高了变电站监控系统安全性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种集群测控装置的动态迁移方法，当集群测控装置为双套配置时，当集群测控装置1故障时，由其完成的各间隔测控功能，转移到集群测控装置2上，同时，集群测控装置1释放IP，断开与后台的通信，集群测控装置2绑定IP，建立与后台的通信；集群测控装置采用端口绑定多个IP地址，虚拟测控装置有专属IP地址，当虚拟测控装置从一个集群测控装置迁移到另一个集群测控装置时，自动实现IP地址的解绑和重绑定；
当集群测控装置1中的某一测控单元异常时，该测控单元负责的测控功能，动态迁移至集群测控装置2的相应测控单元上；逻辑测控单元按主备方式运行，主逻辑测控单元和备用逻辑测控单元使用相同的模型、参数和配置，同一时刻仅有一个逻辑测控单元为运行态，测控单元工作状态支持自动迁移和手动切换，集群测控装置之间互相监视对方承载的逻辑测控单元运行状态；双套配置的集群测控平行监视，通过心跳报文交互状态信息，同时相互监视心跳信息，心跳信息通过站控层网络发送。
2.根据权利要求1所述的动态迁移方法，其特征在于，
当集群测控装置由于自身硬件或软件异常发生故障时，自动熄灭运行灯，其承载的逻辑测控单元退出运行态，同时其站控层和过程层网口通信功能关闭，退出正常通信；处于热备态的逻辑测控单元若无自检故障，同时监测到运行态逻辑测控单元不再发送心跳信息，则可通过自动迁移方式将热备态切换为运行状态，完成相应间隔电气设备的监测与控制。
3.根据权利要求1所述的动态迁移方法，其特征在于，
所述手动切换按照逻辑测控单元数量来设置软压板，通过人工手动投退软压板，来实现两套集群测控装置之间功能迁移。
4.根据权利要求3所述的动态迁移方法，其特征在于，
在手动切换模式下，所述软压板投入，处于正常通信状态；所述软压板退出，处于退出通信状态。
5.根据权利要求4所述的动态迁移方法，其特征在于，
收到软压板合操作命令时，判别集群测控装置软硬件自检状态和实体测控在线状态，如果自检状态为异常或对应实体测控在线，则闭锁软压板合操作，返回失败原因，否则，允许软压板合操作。
6.根据权利要求1所述的动态迁移方法，其特征在于，
自动迁移模式是通过相互平行监视站控层心跳报文，判别在线状态，来实现双套集群测控装置之间的功能迁移。
7.根据权利要求6所述的动态迁移方法，其特征在于，
在自动迁移模式下，所述集群测控装置设置运行态、热备态和故障态三种状态，用于逻辑判别，所述集群测控装置处于运行态时，维持正常通信状态，所述集群测控装置处于热备态或故障态时退出正常通信状态。
8.根据权利要求7所述的动态迁移方法，其特征在于，
设置“优先运行”控制字，用于双套集群测控装置均正常时的仲裁判断，“优先运行”控制字投入的装置优先运行，担负相应间隔的测量控制功能。
9.根据权利要求8所述的动态迁移方法，其特征在于，
当所述集群测控装置的软硬件自检异常时，所述集群测控装置设置故障态，退出正常通信；
当所述集群测控装置的软硬件自检正常，优先运行控制字投入时所述集群测控装置设置运行态，维持正常通信；
当所述集群测控装置的软硬件自检正常，优先运行控制字未投入时，需判别另一集群测控装置是否处于在线状态，如果另一集群测控装置处于不在线状态时，所述集群测控装置设置运行态，维持正常通信，如果对方处于在线状态时，所述集群测控装置设置热备态，退出正常通信。
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