CN113300765A - 一种电力数字链路智能识别与诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力数字链路智能识别与诊断方法，所述方法包括以下步骤：生成光缆智能标签，并建立安全措施模型；对光缆智能标签进行解析，包括标签扫描和标签信息展示；根据安全措施模型进行安全措施校核；根据标签解析信息和校核结果进行故障快速定位和流量异常诊断。本发明通过建立智能光纤标准化数据库，并打印标准化智能标签，实现现场智能光纤标签的标准化；通过光纤可视化展示光纤回路中的完整回路，以及光纤回路中对应的虚回路信息，便于运维人员快速理解现场光纤的实际连接情况，极大减轻现场工作人员的工作量。

Description

一种电力数字链路智能识别与诊断方法

技术领域

本发明属于电力技术领域，特别涉及一种电力数字链路智能识别与诊断方法。

背景技术

目前,智能变电站过程层网络大量使用光纤组网，光纤网络的通讯正常是二次设备正常运行的先决条件。由于光纤网络的复杂性和光纤标识不规范，导致现场在工程实施中难以确保光纤能按设计要求正确组网，发现问题以及平时巡检时不能快速的找到对应光纤并查看相关信息。具体问题包括：

1、基建阶段：图纸种类多，图纸查找工作量大；

2、调试运维阶段：光纤多、常规标签信息量少，图纸种类多，图纸查找工作量大；

3、改扩建阶段：光纤多、常规标签信息量少，图纸容易丢失。

因此，亟需一种电力数字链路智能识别与诊断方法来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种电力数字链路智能识别与诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力数字链路智能识别与诊断方法，所述方法包括以下步骤：

生成光缆智能标签，并建立安全措施模型；

对光缆智能标签进行解析，包括标签扫描和标签信息展示；

根据安全措施模型进行安全措施校核；

根据标签解析信息和校核结果进行故障快速定位和流量异常诊断。

进一步的，所述生成光缆智能标签具体为：

通过获取变电站物理回路配置信息和逻辑回路配置信息，整理成后期打印标签和解析标签所需的数据格式，生成光缆智能标签文件。

进一步的，所述光缆智能标签包括标签数据文件和二维码标签。

进一步的，所述标签数据文件包括光缆标签文件、光纤标签文件和光纤配线架标签文件，其中：

光缆标签文件按屏柜输出屏柜间光缆连接信息，且从数据库中遍历屏柜的光缆信息，包括起点屏柜名称、终点屏柜名称、光缆编号和规格；

光纤标签文件按光缆所连接跳纤或尾缆纤芯，输出装置端口连接信息，且从数据库中遍历每个光缆的纤芯信息，包括起点和终点的屏柜、装置，端口名称和端口间所连接的纤芯所属光缆编号、纤芯序号；

光纤配线架标签文件按光缆所连接跳纤或尾缆纤芯，输出装置端口连接信息，使用光纤配线架标签模板打印标签。

进一步的，所述二维码标签由标签打印机的编辑软件生成，步骤如下：

首先使用标签打印机提供的打印软件按照光缆标签文件格式编辑标签模板；

然后使用打印软件的数据库连接功能将模板中的数据与标签文件的列数据关联；

最后选择需要打印的标签文件数据，完成二维码标签打印。

进一步的，所述建立安全措施模型步骤如下：

通过可视化SCD文件解析，自动搜索出与改扩建及检修相关联的IED，并以图形化方式显示其基本关联关系；

建立SV/GOOSE虚拟二次回路连线、虚端子、软压板间、引用路径间的一一对应关系；

依据IED类型和SCD文件中两个IED的虚连接关系，建立两个IED之间光纤连接与逻辑链路的关联关系；

依据IED类型、接线方式、保护原理，制定线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护及其辅助装置检修、改扩建操作的安措总模板；

根据不同的安措设置规程与习惯，生成安措票。

进一步的，所述标签扫描包括：

通过扫描光缆智能标签上的二维码，根据二维码的类型，若属于光缆或尾缆二维码，则从物理关系文件中下载全站配置图、屏柜光缆联系图以及纤芯联系图；若属于纤芯二维码，则从虚端子配置文件中下载端口虚端子图和设备虚端子图。

进一步的，所述标签信息展示包括：

若属于光缆或尾缆二维码，则展示该缆中的物理连接信息，若属于纤芯二维码，则展示该纤芯中的虚端子信息；

或，

将物理连接信息和虚端子信息进行对应展示，自动关联。

进一步的，所述故障快速定位包括：

根据保护装置、交换机设备的光纤接口监测信息，以及链路异常告警信息进行综合分析，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路，进行故障定位，并通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置。

进一步的，所述流量异常诊断包括：

通过SNMP或MMS从交换机获取到交换机的相关信息，包括交换机的基本信息、环境信息、邻里关系信息、端口信息，并对所述相关信息进行分析和处理，如下：

状态变化告警：当端口运行状态发生变化时，自动产生告警信息；

越限告警：当CPU利用率、CPU温度超过设定限值时，自动产生告警信息；

变化率计算：对CPU利用率、内存利用率、端口报文参数的变化率进行计算，当变化率过高时，则存在隐性故障，自动生成报警信息；

统计计算：对丢弃报文数、错误报文数、端口接收和发送报文数按每小时进行统计，并对统计结果进行比较，当统计数据偏差超过设定限值时，自动产生告警信息；

网络拓扑分析：根据交换机邻里关系信息，分析交换机之间的连接关系，当交换机的连接关系发生变化时，自动产生告警信息。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过建立智能光纤标准化数据库，并打印标准化智能标签，实现现场智能光纤标签的标准化；通过移动运维终端中智能光纤验收，实现现场光纤标签与数据库中标签的一致性验收，保证后期运维人员对光纤信息的管理与维护，方便检修人员快速查找对应的光纤信息；通过光纤可视化展示光纤回路中的完整回路，以及光纤回路中对应的虚回路信息，便于运维人员快速理解现场光纤的实际连接情况，极大减轻现场工作人员的工作量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的整体流程示意图；

图2示出了本发明实施例的二维码标签示意图；

图3示出了本发明实施例的光缆智能标签解析流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种电力数字链路智能识别与诊断方法，示例性的，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

生成光缆智能标签，并建立安全措施模型；

对光缆智能标签进行解析，包括标签扫描和标签信息展示；

根据安全措施模型进行安全措施校核；

根据标签解析信息和校核结果进行故障快速定位和流量异常诊断。

具体的，光缆智能标签生成方法如下：

通过获取变电站物理回路配置信息和逻辑回路配置信息，整理成后期打印标签和解析标签所需的数据格式，生成智能标签文件，并且可通过标签打印机实现标签的自动打印。

进一步的，所述光缆智能标签包括标签数据文件和二维码标签。其中，

标签数据文件的生成如下：

与光缆标签格式设计对应，标签数据文件分为光缆标签文件、光纤标签文件和光纤配线架标签文件三种类型。

光缆标签文件按屏柜输出屏柜间光缆连接信息。软件从数据库中遍历屏柜的光缆信息，包括起点屏柜名称、终点屏柜名称、光缆编号和规格。二维码标签中的内容是光缆标记字符、起点屏柜索引和光缆名称索引。

光纤标签文件按光缆所连接跳纤或尾缆纤芯，输出装置端口连接信息。软件从数据库中遍历每个光缆的纤芯信息，包括起点和终点的屏柜、装置，端口名称和端口间所连接的纤芯所属光缆编号、纤芯序号。二维码标签中的内容是纤芯标记字符、起点端口索引。

光纤配线架标签文件与光纤标签文件的生成方法类似，只是在最终打印标签时使用光纤配线架标签模板打印。

二维码标签的生成如下：

二维码标签由标签打印机的编辑软件生成：首先使用标签打印机提供的打印软件按照光缆标签格式编辑标签模板；然后使用打印软件的数据库连接功能将模板中的数据与标签文件的列数据关联；最后选择需要打印的标签文件数据，完成标签打印。

标签中二维码由打印机编辑软件将标签数据文件中的二维码标签字段编码生成，打印出的标签如图2所示。

具体的，对光缆智能标签进行解析过程如下：

光缆智能标签的解析流程主要包括二维码标签的扫描、数据库文件的下载，数据库文件的图形化展示。如图3所示，光缆智能标签解析流程主要包括两大步骤，即扫描和展示。

(1)光缆智能标签扫描。通过扫描一个智能标签上的二维码，根据二维码的类型，若属于光缆、尾缆二维码将从物理关系文件中下载全站配置图、屏柜光缆联系图以及纤芯联系图等。若属于纤芯二维码将虚端子配置文件中下载端口虚端子图和设备虚端子图。

(2)标签信息的展示。若属于光缆、尾缆二维码，则展示该缆中的物理连接信息；若属于纤芯二维码，则展示该纤芯中的虚端子信息。同时也可以将物理连接信息和虚端子信息进行对应展示，自动关联。

二维码扫描模块用于直接定位查阅的具体对象，二维码扫描的对象包括光纤、光缆、尾缆、装置，根据不同类型对象展示相应的可视化界面。

二维码扫描功能模块特点：

①二维码扫描功能模块提供悬挂签的二维码存储信息应包含电网地区简称、地区简称、变电站电压等级编号、变电站简称、光缆(或跳缆)编号、本端屏柜编号等六部分。二维码编码方式应为“电网地区简称+地区简称+变电站电压等级编号+变电站简称/光缆(或尾缆)编号Cable.name/本端屏柜编号Cubicle.name”。

②P型旗型签的二维码存储信息应包含电网地区简称、地区简称、变电站电压等级编号、变电站简称、光缆(或尾缆)编号、纤芯编号、本端屏柜编号、装置编号、板卡编号、端口描述等十部分。二维码编码方式应为“电网地区简称+地区简称+变电站电压等级编号+变电站简称/光缆(或尾缆)编号Cable.name-纤芯编号Core.no/本端屏柜编号Cubicle.name/装置编号Unit.name/板卡编号Board.slot/端口描述Port.no+Port.direction”。

③备用纤芯的P型旗型签二维码存储信息应包含电网地区简称、地区简称、变电站电压等级编号、变电站简称、光缆(或尾缆)编号、纤芯编号等六部分。二维码编码方式应为“电网地区简称+地区简称+变电站电压等级编号+变电站简称/光缆(或尾缆)编号Cable.name-纤芯编号Core.no”。

本发明实施例中，通过手持移动终端扫描光缆、光纤标签上的二维码，快速定位光缆、光纤并获取光缆、光纤的物理连接信息和光纤中传输的虚回路信息；支持扫描装置二维码或RFID快速跳转至装置图，输出各端口的光缆、光纤标签信息，以及IED、交换机、ODF的物理连接信息，快速调阅光纤中的虚回路信息，实现光纤标签设计信息与施工后光纤信息的一致性，保证现场数据与设计数据库的一致性。

本发明实施例中，光纤二次回路可视化和虚实回路可视化用于实现光纤二次回路承载信息图形化，以及光纤二次回路和虚实回路相互映射关系图形化。利用光纤物理模型文件的设备板卡端口信息与SCD逻辑模型文件中的虚回路的接收端口信息进行数据融合与匹配，构建虚实对应源端的匹配关系，自动生成多条以收找发的循迹路径，并带入遍历算法模型中进行多种逻辑判断的筛选过滤，最终以图形化展示出光纤物理回路和逻辑回路对应关系，展示出虚端子、虚回路、物理回路走向、物理回路信息的数据信息的联动关系。以及研究光纤回路全路径可视化技术，实现设备之间光纤物理连接全路径图形化展示，解决现场人员检索路径关系的难题。

本发明实施例中，智能变电站二次检修安全措施票的完整性和正确性，能有效减轻现场工作人员工作量，规范工作人员操作，降低事故发生率，缩短断电检修时间，为智能变电站运维检修工作提供有效支持。

通过建立安全措施模型，可直观地展示继电保护设备的压板、光纤连接等信息。模型包含：光纤连接与逻辑链路、IED插件、光口号的关联关系；交换机与光纤连接、逻辑链路、光口号的关联关系；功能压板、SV输入压板、GOOSE输入/输出压板、检修压板、跳合闸出口硬压板与数据集的关联关系。

其中，创建安措规则库过程如下：

1)通过可视化SCD文件解析，自动搜索出与改扩建及检修IED(保护装置、合并单元、智能终端)相关联的IED，并以图形化方式显示其基本关联关系，只有关联IED才可能需要进行安措处理；

2)按照“线路保护及辅助装置标准化设计规范”、“变压器、电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范”建立SV/GOOSE虚拟二次回路连线、虚端子、软压板间、引用路径间的一一对应关系；

3)依据IED类型和SCD文件中两个IED的虚连接关系，建立两个IED之间光纤连接与逻辑链路的关联关系。保护与合并单元、保护与智能终端为光纤直连，保护与保护之间为经过交换机的组网连接；

4)依据IED类型、接线方式、保护原理，制定线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护及其辅助装置(合并单元、智能终端)检修及改扩建操作的安措总模板；

5)根据不同的安措设置规程与习惯，生成安措票。安全措施支持投退运行/检修硬压板、智能终端跳闸出口硬压板、保护功能压板、SV输入压板、GOOSE输入/输出压板，以及插拔光纤等操作。

本发明实施例中，当二次虚回路故障时，根据保护装置、交换机等设备的光纤接口监测信息，以及链路异常告警信息进行综合分析，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路，进行故障定位，并能通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置，并给出提示信息。

故障可以定位到具体的光纤，在两个IED之间的某根光纤连接存在异常，可能是物理断链，也可能是该光纤中传输的某个数据报文异常导致的逻辑断链，点击异常光纤可查看该光纤的详细数据，包括光纤中传输的所有数据报文的通讯状态。

本发明实施例中，通过SNMP或者MMS可以从交换机获取到交换机的各种信息，其中与交换机运行状态有关的信息包括交换机的基本信息、环境信息、邻里关系信息及端口信息。

监测主机在获取上述交换机的状态信息后，会进一步分析和处理，主要包括以下方面。

1)状态变化告警：当端口运行状态(up/down)等发生变化时，自动产生告警信息；

2)越限告警：当CPU利用率、CPU温度等超过设定限值时，自动产生告警信息；

3)变化率计算：对CPU利用率、内存利用率、端口报文等参数的变化率进行计算，当变化率过高时，则可能有隐性故障存在，自动生成报警信息；

4)统计计算：对丢弃报文数、错误报文数、端口接收和发送报文数按每小时进行统计，并对统计结果进行比较，当统计数据偏差超过设定限值时，自动产生告警信息；

5)网络拓扑分析：根据交换机邻里关系信息，分析交换机之间的连接关系，当交换机的连接关系发生变化时，自动产生告警信息。

交换机在运行过程中各端口收发报文字节数、帧数等信息，实时监视各端口信息，按每小时进行统计，并对统计结果进行比较，统计数据有较大偏差时自动产生告警信息。

本发明实施例通过建立智能光纤标准化数据库，并打印标准化智能标签，实现现场智能光纤标签的标准化；通过移动运维终端中智能光纤验收，实现现场光纤标签与数据库中标签的一致性验收，保证后期运维人员对光纤信息的管理与维护，方便检修人员快速查找对应的光纤信息；通过光纤可视化展示光纤回路中的完整回路，以及光纤回路中对应的虚回路信息，便于运维人员快速理解现场光纤的实际连接情况，极大减轻现场工作人员的工作量。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

生成光缆智能标签，并建立安全措施模型；

对光缆智能标签进行解析，包括标签扫描和标签信息展示；

根据安全措施模型进行安全措施校核；

根据标签解析信息和校核结果进行故障快速定位和流量异常诊断。

2.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述生成光缆智能标签具体为：

通过获取变电站物理回路配置信息和逻辑回路配置信息，整理成后期打印标签和解析标签所需的数据格式，生成光缆智能标签文件。

3.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述光缆智能标签包括标签数据文件和二维码标签。

4.根据权利要求3所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述标签数据文件包括光缆标签文件、光纤标签文件和光纤配线架标签文件，其中：

光缆标签文件按屏柜输出屏柜间光缆连接信息，且从数据库中遍历屏柜的光缆信息，包括起点屏柜名称、终点屏柜名称、光缆编号和规格；

光纤标签文件按光缆所连接跳纤或尾缆纤芯，输出装置端口连接信息，且从数据库中遍历每个光缆的纤芯信息，包括起点和终点的屏柜、装置，端口名称和端口间所连接的纤芯所属光缆编号、纤芯序号；

光纤配线架标签文件按光缆所连接跳纤或尾缆纤芯，输出装置端口连接信息，使用光纤配线架标签模板打印标签。

5.根据权利要求3所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述二维码标签由标签打印机的编辑软件生成，步骤如下：

首先使用标签打印机提供的打印软件按照光缆标签文件格式编辑标签模板；

然后使用打印软件的数据库连接功能将模板中的数据与标签文件的列数据关联；

最后选择需要打印的标签文件数据，完成二维码标签打印。

6.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述建立安全措施模型步骤如下：

通过可视化SCD文件解析，自动搜索出与改扩建及检修相关联的IED，并以图形化方式显示其基本关联关系；

建立SV/GOOSE虚拟二次回路连线、虚端子、软压板间、引用路径间的一一对应关系；

依据IED类型和SCD文件中两个IED的虚连接关系，建立两个IED之间光纤连接与逻辑链路的关联关系；

依据IED类型、接线方式、保护原理，制定线路保护、变压器保护、母线保护、电抗器保护及其辅助装置检修、改扩建操作的安措总模板；

根据不同的安措设置规程与习惯，生成安措票。

7.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述标签扫描包括：

通过扫描光缆智能标签上的二维码，根据二维码的类型，若属于光缆或尾缆二维码，则从物理关系文件中下载全站配置图、屏柜光缆联系图以及纤芯联系图；若属于纤芯二维码，则从虚端子配置文件中下载端口虚端子图和设备虚端子图。

8.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述标签信息展示包括：

若属于光缆或尾缆二维码，则展示该缆中的物理连接信息，若属于纤芯二维码，则展示该纤芯中的虚端子信息；

或，

将物理连接信息和虚端子信息进行对应展示，自动关联。

9.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述故障快速定位包括：

根据保护装置、交换机设备的光纤接口监测信息，以及链路异常告警信息进行综合分析，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路，进行故障定位，并通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置。

10.根据权利要求1所述的电力数字链路智能识别与诊断方法，其特征在于，所述流量异常诊断包括：

通过SNMP或MMS从交换机获取到交换机的相关信息，包括交换机的基本信息、环境信息、邻里关系信息、端口信息，并对所述相关信息进行分析和处理，如下：

状态变化告警：当端口运行状态发生变化时，自动产生告警信息；

越限告警：当CPU利用率、CPU温度超过设定限值时，自动产生告警信息；

变化率计算：对CPU利用率、内存利用率、端口报文参数的变化率进行计算，当变化率过高时，则存在隐性故障，自动生成报警信息；

统计计算：对丢弃报文数、错误报文数、端口接收和发送报文数按每小时进行统计，并对统计结果进行比较，当统计数据偏差超过设定限值时，自动产生告警信息；

网络拓扑分析：根据交换机邻里关系信息，分析交换机之间的连接关系，当交换机的连接关系发生变化时，自动产生告警信息。

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