CN113645101B - 智能变电站交换机的csd链路自动验证方法 - Google Patents

智能变电站交换机的csd链路自动验证方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，涉及电力系统技术领域，解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；根据链路信息进行组合生成链路列表；将链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；链路关系网中网络交换机导入CSD配置文件，监测网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；将转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告，即在导入了CSD配置文件的网络交换机进行CSD配置文件验证时，采用智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法进行多有链路信息的验证，并给出验证结果，节省测试人员的验证时间，提升了验证效率。

Description

智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法。
背景技术
随着电力系统中智能电站的占有率逐渐增加，支持导入CSD配置文件的网络交换机也越来越多。但是目前没有快速有效的针对导入了CSD配置文件的网络交换机的验证工具，所以在对导入了CSD配置文件的网络交换机相对于普通的网络交换机在验证阶段增加了很多的工作量。
目前，验证导入了CSD配置文件的网络交换机传统方法是通过手动选取一条CSD配置文件中的链路信息，然后根据链路信息中的内容配置一条数据流，向网络交换机中这条链路的输入端口灌入，最后再检查网络交换机中该条链路的输出口的输出数据流的相关特征是否符合链路信息中的描述。此方法中需要CSD解析工具、数据流的发送设备等多个工具与设备，并且CSD配置文件中的链路可能多达几十乃至数百条，手动逐条操作非常的耗费时间，且容易出现判断失误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，从而目前传统验证过程中操作繁琐、容易出现判断失误的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，包括以下步骤：
根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
根据所述链路信息进行组合生成链路列表；
将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；
链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；
将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告。
优选地，从CSD配置文件的端口元素、GOOSE报文转出元素、GOOSE报文输入元素、SMV报文转出元素、SMV报文输入元素中解析出链路信息。
优选地，根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息包括以下步骤：
根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》，从CSD配置文件中解析出网络交换机的拓扑元素，根据所述拓扑元素获取网络交换机的交换机元素；
取一个所述交换机元素，解析所述交换机元素中的端口元素，并通过所述端口元素获取网络交换机的每个端口的GOOSE/SMV输入输出的数据流的属性以及网络交换机的转发端口信息，即链路数据；
将所述链路数据进行链路信息记录；
从GOOSE报文转出元素、GOOSE报文输入元素中获取控制块属性、IED控制参数中获取GOOSE报文控制参数；从SMV报文转出元素、SMV报文输入元素中获SMV报文控制参数。
优选地，所述链路信息的特征包括报文特征和转发特征。
优选地，所述链路列表的组合规则包括：
在链路列表中，一条链路关系表示一条数据流；
同一种报文特征只会出现一次；
同一种转发特征可以出现多次。
优选地，所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流具体包括：
把所述链路列表中记录的链路关系中的应用标识作为索引，通过索引得到报文控制列表中的GOOSE/SMV报文控制参数，将链路关系中的报文特征和GOOSE/SMV报文控制参数依照IEC61850标准生成GOOSE/SMV报文。
优选地，所述实际的数据流的传输是持续的，且所有实际的数据流传输指标均在交换机物理性能限制内。
优选地，将所述转出数据流与链路信息进行判断包括以下步骤：
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路断开；
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路错误；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路联通；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路联通，其他端口发现转出报文；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为部分链路联通；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为部分链路联通，其他端口发现转出报文。
智能变电站交换机的CSD链路自动验证系统，所述CSD链路自动验证系统应用所述CSD链路自动验证方法，包括：
CSD配置文件解析模块，所述CSD配置文件解析模块用于根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
链路列表生成模块，所述链路列表生成模块用于根据所述链路信息进行组合生成链路列表；
链路数据流生成模块，所述链路数据流生成模块用于将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；
链路数据流监测模块，所述链路数据流监测模块用于对所述实际的数据流流入链路关系网中网络交换机进行监测，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；以及
验证结果判断模块，所述验证结果判断模块用于将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，通过根据《DLT1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；根据链路信息进行组合生成链路列表；将链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；将转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告，即在导入了CSD配置文件的网络交换机进行CSD配置文件验证时，可以采用智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法进行多有链路信息的验证，并给出验证结果，节省测试人员的验证时间，提升了验证效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明的其中一个实施例智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法的流程图；
图2是本发明的其中一个实施例智能变电站交换机的CSD链路自动验证系统的结构示意图；
图3是本发明的链路列表储存方式的结构图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。
本发明的中所描述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法及系统依赖于CSD配置文件，一般来讲CSD配置文件由交换机厂家或者电站现场提供，本发明不涉及CSD配置文件的生成。同时，交换机在验证之前因已经导入了CSD配置文件。
如图1所示，本发明所提供的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法包括以下步骤：
S1、根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
S2、根据所述链路信息进行组合生成链路列表；
S3、将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流并发送；
S4、链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；
S5、将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告。
上述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，通过根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；根据链路信息进行组合生成链路列表；将链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；将转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告，即在导入了CSD配置文件的网络交换机进行CSD配置文件验证时，可以采用智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法进行多有链路信息的验证，并给出验证结果，节省测试人员的验证时间，提升了验证效率。
其中一个实施例，步骤S1从CSD配置文件的端口元素（Port）、GOOSE报文转出元素（GOOSEOUT）、GOOSE报文输入元素（GOOSEIN）、SMV报文转出元素（SMVOUT）、SMV报文输入元素（SMVIN）中解析出链路信息。
具体的，步骤S1、根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息包括以下步骤：
S11、根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》，从CSD配置文件中解析出网络交换机的拓扑元素（Topology），根据所述拓扑元素获取网络交换机的交换机元素（Switch name）。
S12、取一个交换机元素（Switch name），解析交换机元素中的端口元素（Port），并通过所述端口元素（Port）获取网络交换机的每个端口的GOOSE/SMV输入输出的数据流的属性以及网络交换机的转发端口(Port name)信息，即链路数据；
具体的，步骤S12包括以下步骤：
S121、从GOOSE报文转出元素（GOOSEOUT）、GOOSE报文输入元素（GOOSEIN）、SMV报文转出元素（SMVOUT）、SMV报文输入元素（SMVIN）这四个元素中获取组播MAC地址（MAC-Address）、虚拟局域网标识（VLAN-ID）、报文优先级标识（VLAN-PRIORITY）、应用标识（APPID）；
S122、如果在端口元素（Port）元素中有GOOSE报文转出元素（GOOSEOUT）或者SMV报文转出元素（SMVOUT），就把此端口元素中的转发端口(Port name)记录为交换机转出端口；如果在端口元素（Port）元素中有GOOSE报文输入元素（GOOSEIN）和SMV报文输入元素（SMVIN），就把此端口元素中的转发端口(Port name)记录为交换机输入端口，转发端口(Port name)可同时为交换机输入端口和交换机转出端口。将步骤S11-S12中获取的数据称为交换机的链路信息。
S13、将步骤S12得到的链路数据进行链路信息记录；
链路信息记录具体为：以端口转发特征为索引，记录每个端口中输入和转出数据流的报文特征数据；
链路信息记录的格式为：[[端口1，[输入1，报文特征]，[输入2，···]，[···]，[转出1，报文特征]，[转出2，···]，[···]，]，[端口2，[输入1，···]，[···]，[转出1，···]，[···]，]，[···]，]。
S14、从GOOSE报文转出元素（GOOSEOUT）、GOOSE报文输入元素（GOOSEIN）中获取控制块属性（GOCBref）、IED控制参数（GSEControl）中获取GOOSE报文控制参数；从SMV报文转出元素（SMVOUT）、SMV报文输入元素（SMVIN）中获SMV报文控制参数，SMV报文控制参数包括：SMV报文路径名（SMVCBref）和采样值控制元素（SampledValueControl）；
GOOSE/SMV报文控制参数记录为报文控制列表，报文控制列表：[应用标识（APPID），报文类型（GOOSE/SMV），GOOSE/SMV报文控制参数]，使用应用标识（APPID）作为索引。
其中一个实施例，链路信息的特征包括：报文特征和转发特征。
具体的，报文特征包括：组播MAC地址(MAC-Address)、应用标识（APPID）、虚拟局域网标识（VLAN-ID）以及报文优先级标识（VLAN-PRIORITY）。
转发特征包括：交换机输入端口和交换机转出端口。
其中一个实施例，如图3所示，步骤S2将多条链路关系依次叠加审查链路列表，所述链路列表的组合规则包括：
S21、在链路列表中，一条链路关系表示一条数据流；
S22、在链路列表中，同一种报文特征只会出现一次；
S23、在链路列表中，同一种转发特征可以出现多次。
其中一个实施例，步骤S3中，链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流具体包括：
把步骤S2中得到的链路列表中记录的链路关系中的应用标识（APPID）作为索引（步骤S14得到的索引），通过索引得到报文控制列表中的GOOSE/SMV报文控制参数，将链路关系中的报文特征和GOOSE/SMV报文控制参数依照IEC61850标准生成GOOSE/SMV报文。
其中一个实施例，步骤S3具体包括：
取出链路关系中的转发特征数据，将步骤S2中的链路列表信息获取根据步骤S14的索引，索引步骤S14得到的报文控制列表生成的GOOSE/SMV报文向转发特征，并将GOOSE/SMV报文向转发特征发送至交换机输入端口，从而形成一条数据流。在最后判断（步骤S5判断）之前，实际的数据流的传输是持续的，且所有的实际的数据流传输指标均在交换机物理性能限制内。
且在所述链路列表信息在发送一次结束后，查询链路列表中是否还有链路关系没有验证，若没有，则停止发送数据流，并生成验证失败的验证报告。
其中一个实施例，步骤S4中，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况包括：依照IEC61850标准解析转出数据流中的报文特征，将统计和解析得到的转出数据流的数据记录为：[[端口1，[数据流1，报文特征]，[数据流2，···]]，[端口2，···]，···]。以端口为索引，记录每个端口中转出数据流的报文特征。
其中一个实施例中，步骤S5，将所述转出数据流与链路信息进行判断包括以下步骤：
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路断开；
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路错误；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路联通；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路联通，其他端口发现转出报文；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为部分链路联通；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为部分链路联通，其他端口发现转出报文。
通过上述判断规则，进行对报文数据判断验证是哪个部分出错，即在链路列表中所有的链路关系验证，将验证结果进行统合，生成系统的最终目标验证报告，从而得到CSD配置文件验证的结果。
其中一个实施例，图2示出了智能变电站交换机的CSD链路自动验证系统， CSD链路自动验证系统应用上述的CSD链路自动验证方法，包括依次连接的CSD配置文件解析模块、链路列表生成模块、链路数据流生成模块、链路数据流监测模块以及验证结果判断模块；每个模块都需要上一个模块的输出数据作为当前模块的输入。
CSD配置文件解析模块，所述CSD配置文件解析模块用于根据《DLT 1912-2018智能变电站以太网交换机技术规范》解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
链路列表生成模块，所述链路列表生成模块用于根据CSD配置文件解析模块机械的链路信息进行组合生成链路列表，链路列表的存储结构如图3所示；
链路数据流生成模块，所述链路数据流生成模块用于将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流并发送；
链路数据流监测模块，所述链路数据流监测模块用于监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况，链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，在监测的过程中按照IEC61850标准实时解析和统计数据流中的报文信息；
验证结果判断模块，所述验证结果判断模块用于将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告。
其中一个实施例，链路数据流生成模块在生成数据流的时候，一般默认选择改链路中所有端口中速率最低端口的10%流量作为本次数据流的发送流量。数据流的发送一直持续到智能变电站交换机的CSD链路自动验证系统得到本次链路关系的判决结果为止。在本次发送结束后，查询链路列表中是否还有链路关系没有验证，如果有，则选取一条未测试的链路关系开始上述智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法中步骤S3的过程，否则停止发送数据流。
以上为本发明中所述的一种智能电站中网络交换机的CSD配置文件自动验证方法及系统，本发明适合使用计算机软件实现，一套运行在同一环境下了系统能够提供更好的稳定性，使用多核异构的嵌入式系统作为平台实现本发明中的系统还能提供更好的实时性与准确性。本发明中的系统在电力系统的实际环境中做了实际部署印证了本系统确实能够解决目前所遇到的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述移动终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述移动终端中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信号。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
根据所述链路信息进行组合生成链路列表；
将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；
链路关系网中网络交换机导入所述CSD配置文件，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；
将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告；
所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流具体包括：
把所述链路列表中记录的链路关系中的应用标识作为索引，通过索引得到报文控制列表中的GOOSE/SMV报文控制参数，将链路关系中的报文特征和GOOSE/SMV报文控制参数依照IEC61850标准生成GOOSE/SMV报文；
将所述转出数据流与链路信息进行判断包括以下步骤：
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路断开；
若所有转出端口未发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路错误；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为链路联通；
若所有转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为链路联通，其他端口发现转出报文；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口未发现转出报文，则判断结果为部分链路联通；
若部分转出端口发现转出报文，其他端口发现转出报文，则判断结果为部分链路联通，其他端口发现转出报文；
解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息包括以下步骤：
从CSD配置文件中解析出网络交换机的拓扑元素，根据所述拓扑元素获取网络交换机的交换机元素；
取一个所述交换机元素，解析所述交换机元素中的端口元素，并通过所述端口元素获取网络交换机的每个端口的GOOSE/SMV输入输出的数据流的属性以及网络交换机的转发端口信息，即链路数据；
将所述链路数据进行链路信息记录；
从GOOSE报文转出元素、GOOSE报文输入元素中获取控制块属性、IED控制参数中获取GOOSE报文控制参数；从SMV报文转出元素、SMV报文输入元素中获SMV报文控制参数。
2.根据权利要求1所述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，其特征在于，从CSD配置文件的端口元素、GOOSE报文转出元素、GOOSE报文输入元素、SMV报文转出元素、SMV报文输入元素中解析出链路信息。
3.根据权利要求1所述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，其特征在于，所述链路信息的特征包括报文特征和转发特征。
4.根据权利要求1所述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，其特征在于，所述链路列表的组合规则包括：
在链路列表中，一条链路关系表示一条数据流；
同一种报文特征只会出现一次；
同一种转发特征能够出现多次。
5.根据权利要求1所述的智能变电站交换机的CSD链路自动验证方法，其特征在于，所述实际的数据流的传输是持续的，且所有实际的数据流传输指标均在交换机物理性能限制内。
6.智能变电站交换机的CSD链路自动验证系统，所述CSD链路自动验证系统应用权利要求1-5任一项所述CSD链路自动验证方法，其特征在于，包括：
CSD配置文件解析模块，所述CSD配置文件解析模块用于解析CSD配置文件，获取链路信息和GOOSE/SMV报文控制信息；
链路列表生成模块，所述链路列表生成模块用于根据所述链路信息进行组合生成链路列表；
链路数据流生成模块，所述链路数据流生成模块用于将所述链路列表中记录的链路关系按照IEC61850标准生成为实际的数据流；
链路数据流监测模块，所述链路数据流监测模块用于对所述实际的数据流流入链路关系网中网络交换机进行监测，监测所述网络交换机的输入端口和其他端口的转出数据流的情况；以及
验证结果判断模块，所述验证结果判断模块用于将所述转出数据流与链路信息进行判断，生成判断结果和验证报告。
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