CN117614802A - 一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法 - Google Patents

一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法，由于不同网关链传输电力数据所需的时长不同；计算网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值之和；通过长度最长的网关链中所有传输间隔t的数值之和设置检测周期T，实现在检测周期T内，不同传输时间的网关链都能电力数据传输到上位机中。

Description

一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法
技术领域
本发明涉及电力系统监测技术领域，具体涉及一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法。
背景技术
电力网关是电力系统中起到数据汇总、转发作用的设备，是电网运行、保护、控制和自动化的重要二次设备，电力网关的作用是汇总IED数据，以报文形式传递到远端的调控中心，用于监测电力现场的IED设备。可以节省大量人力物力，广泛用于各种电力设备的状态监测。而当电力网关一旦出现故障离线，会导致一些设备的数据无法及时检测得到，造成安全隐患；同时在电力系统中，一般通过多个电力网关组成树状的电力网关链，多个电力网关之间通讯连接且连接错杂，而当末端电力网关异常时，无法判断准确找出离线网关位置，则需要耗时耗力逐一检查；这样效率低。
如在中国申请号为202311282414.3，公布日为2023.11.17的专利文献公开了一种电力设备故障监测系统、方法及存储介质；监测系统包括管理平台和与管理平台通信连接的多个终端设备，终端设备可以为监控终端和边缘安全网关，多个终端设备组成网络拓扑结构，即多个监控终端分别通过不同的边缘安全网关连接管理平台。
该监控系统中每个终端设备与管理平台信号连接，每个终端设备的检测数据和告警数据都通过数据收集模块输入到管理平台中；在判断终端设备是否异常时，需要获取每一个终端设备的告警信息；当二次检测确定终端设备异常后，再对终端设备进行标识，这种检测方法主要是通过终端发送告警信息然后上位机是否能接收到告警信息从而进行标识，但是这种检测方法用时较久，且流程复杂，另外检测时间并不能一直进行，若检测周期过短容易出现有些终端因为网关终端时间较长，从而使得整个耗时比较长，这样导致耗时较长的终端无法在检测周期内收到相关信息从而导致检测不准确的情况发生。并且部分网关可能出现间歇故障的情况，即电力网关故障间断发生，可能对检测结果造成干扰，从而造成损失。通过设定检测周期，间歇故障也能够及时发现。
发明内容
本发明提供一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法，由于不同网关链传输电力数据所需的时长不同；计算网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值之和；对长度最长的网关链中所有传输间隔t的数值之和进行处理设置检测周期T，实现在检测周期T内，不同传输时间的网关链都能电力数据传输到上位机中；避免在判断电力网关工作状态时，电力网关还未向上位机输出电力数据，导致出现误判的情况。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于检测周期确定电力网关工作状态的方法，包括以下步骤：
S1、将上位机、N层网关层和一个以上的电力设备之间信号连接；每层网关层包括一个以上的电力网关，上位机、一个电力设备、不同网关层中的一个电力网关形成一条网关链。
S2、电力设备将电力数据实时传输到末级电力网关。
S3、末级电力网关对接收到的电力数据进行加工，将自身的物理网关地址加入到电力数据中。
S4.1、预设数据的传输间隔t。
S4.2、每经过一个传输间隔t，下层电力网关向上层电力网关传输加工后的电力数据，直至加工后的电力数据输入到上位机中。
S5、基于电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t，计算检测周期T；检测周期T的数值通过电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值之和确定；在一个检测周期T内，判断上位机是否接收到所有加工后的电力数据，若是，则判断所有电力网关的工作状态为在线并退出；若否，则判断未接收到的物理网关地址对应的网关链中有一个以上的电力网关的工作状态为离线；然后进行S6。
S6、在当前网关链中确认工作状态为离线的电力网关。
以上方法，由于上位机与不同电力设备之间距离不同，通过设置N层网关层，通过当前电力设备与上位机的数量，调节网关层的数量，实现电力设备与上位机之间，数据的逐层传输，数据输送稳定性好。通过在电力数据中加入物理网关地址，对电力数据进行标注，通过末级电力网关中对电力数据进行标注，进而若当前网关链所有电力网关都在线，则上位机能收到对应的物理网关地址；若当前网关链中有一个电力网关离线，则上位机不能收到对应的物理网关地址；从而判断出网关链是否出现异常，当网关链出现异常时，在对其中的每个电力网关进行二次判断，准确识别出工作状态为离线的电力网关。
同时，由于上位机与不同电力设备之间距离不同，导致不同网关链中，网关层的数量不同；进而使得网关链的长度不同，不同网关链传输电力数据所需的时长不同；通过网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值计算并设定检测周期T，实现在检测周期T内，不同传输时间的网关链都能电力数据传输到上位机中。
避免在判断电力网关工作状态时，电力网关还未向上位机输出电力数据，导致出现误判的情况；保证在检测周期T内，处于在线工作状态的网关链中的电力数据一定能传输到上位机，从而能准确识别出不同电力网关的工作状态。
进一步的，S3中，接收到的电力数据进行加工，具体为：将自身的物理网关地址作为前缀加入到电力数据中。
以上方法，设置物理网关地址在电力数据中位置，实现上位机对电力数据中物理网关地址的快速识别。
进一步的，S6中，具体为，通过上位机确认当前网关链中所有电力网关的工作状态，包括以下步骤：
S6.1、在当前网关链中确认工作状态为离线的电力网关。上位机识别未接收到的加工后的电力数据的物理网关地址，识别未接收到的物理网关地址对应的网关链；
S6.2、当前网关链中每一个电力网关分别向上位机发送自身的物理网关地址；
S6.3、上位机接收物理网关地址；确定发出物理网关地址对应的电力网关的工作状态为在线，确定上位机识未接收到的物理网关地址对应的电力网关的工作状态为离线。
以上方法，通过接收物理网关地址进行二次判断，准确率高；第一次判断中，只在末级电力网关中对电力数据进行标注，通过物理网关地址先定位其对应的网关链，避免每次判断电力网关的工作状态时，需要识别所有电力网关的物理网关地址的情况，减少数据处理量；当定位到网关链后，再对网关链中所有电力网关的物理网关地址进行第二次判断，第二次判断中，通过识别上位机是否接收到当前网关链中所有电力网关的物理网关地址，准确检测出不同电力网关是否处于在线工作状态。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的网络拓扑结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1-2所示，一种基于检测周期确定电力网关工作状态的方法，包括以下步骤：
S1、将上位机、N层网关层和一个以上的电力设备之间信号连接；每层网关层包括一个以上的电力网关，上位机、一个电力设备、不同网关层中的一个电力网关形成一条网关链。
S2、电力设备将电力数据实时传输到末级电力网关。
S3、末级电力网关对接收到的电力数据进行加工，将自身的物理网关地址加入到电力数据中。在本实施例中，将自身的物理网关地址作为前缀加入到电力数据中。设置物理网关地址在电力数据中的位置，实现上位机对电力数据中物理网关地址的快速识别。
S4、末层电力网关向上级电力网关传输加工后的电力数据，直至加工后的电力数据输入到上位机中。S5、基于电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t，计算检测周期T；检测周期T的数值通过电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值之和确定；在一个检测周期T内，判断上位机是否接收到所有加工后的电力数据；，所是，则判断所有电力网关的工作状态为在线并退出；若否，则判断一个以上的电力网关的工作状态为离线；然后进行S6。
S6、在当前网关链中确认工作状态为离线的电力网关
上述方法中，
S4，包括以下步骤：
S4.1、预设数据的传输间隔t。
S4.2、每经过一个传输间隔t，下层电力网关向上层电力网关传输加工后的电力数据，直至加工后的电力数据输入到上位机中。
以上方法，通过设置传输间隔t，每经过一个传输间隔t后下层电力网关再向上层电力网关传输数据，减少数据处理量。
S5中，基于电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t，检测周期T的计算方法，具体包括以下步骤：
S5.1、设置网关链中相邻电力网关的传输间隔，依次为 即末层电力网关向上层电力网关暑传输电力数据的传输间隔为/>上层电力网关向再一上层电力网关传输电力数据的传输间隔为t2；顶层电力网关向上位机传输电力数据的传输间隔为tn。
S5.2、判断网关链中电力网关的数量，若只有两个电力网关，即末层电力网关与顶层电力网关时，则上位机接收电力数据的时长为两倍t1；若有三个以上的电力网关，则上位机接收电力数据的最长时间间隔与每个电力网关的传输间隔之和有关；通过以下公式计算检测周期T：
其中，n为网关链中电力网关的数量，α为参考系数，在本实施例中，α为2。在一个检测周期T内，上位机应该接收到至少一次加工后电力数据，在本实施例中加工后电力数据通过报文的形式发送。
S5.3、上位机记录接收报文的时间间隔若/>即报文周期正常，若/>考虑出现间歇故障。在工作时间为十个检测周期10T内，若/>出现次数小于3次，视为正常，电力网关可能发生自动修复；若/>出现次数大于或等于3次，判断电路网关故障。
以上方法，由于上位机与不同电力设备之间距离不同，导致不同网关链中，网关层的数量不同；进而使得网关链的长度不同，不同网关链传输电力数据所需的时长不同；通过网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值计算并设定检测周期T，实现在检测周期T内，不同传输时间的网关链都能电力数据传输到上位机中。
避免在判断电力网关工作状态时，电力网关还未向上位机输出电力数据，导致出现误判的情况；保证在检测周期T内，处于在线工作状态的网关链中的电力数据一定能传输到上位机，从而能准确识别出不同电力网关的工作状态；并且通过上位机接收报文的周期与检测周期的比较，及时发现电力网关的间歇故障。S5还包括，若上位机接收到当前网关链中每一个电力网关发出的物理网关地址，则判断电力设备的工作状态为离线。
以上方法，上位机对网关链中所有的物理网关地址进行识别，通过未接收到的物理网关地址确定工作状态为离线的电力网关；而当上位机能识别到网关链中所有电力网关的物理网关地址时，则网关链中所有电力网关都处于在线的工作状态，判断出由于电力设备处于离线的工作状态，由于电力设备未向电力网关传输电力数据，从而电力网关不能将加工后的电力数据传输到上位机。
在一实施例中，S6中，具体为，操作者通过观看目前收到物理网关地址情况确认当前网关链中所有电力网关的工作状态。这样准确率高。
在本实施例中，S6中，具体为，
S6.1、上位机识别未接收到的加工后的电力数据的物理网关地址，识别未接收到的物理网关地址对应的网关链。
S6.2、当前网关链中每一个电力网关分别向上位机发送自身的物理网关地址。
S6.3、上位机接收物理网关地址；确定发出物理网关地址对应的电力网关的工作状态为在线，确定上位机识未接收到的物理网关地址对应的电力网关的工作状态为离线；
本发明的工作原理：由于上位机与不同电力设备之间距离不同，通过设置N层网关层，通过当前电力设备与上位机的数量，调节网关层的数量，实现电力设备与上位机之间，数据的逐层传输，数据输送稳定性好。通过在电力数据中加入物理网关地址，对电力数据进行标注，通过末级电力网关中对电力数据进行标注，进而若当前网关链所有电力网关都在线，则上位机能收到对应的物理网关地址；若当前网关链中有一个电力网关离线，则上位机不能收到对应的物理网关地址；从而判断出网关链是否出现异常，当网关链出现异常时，在对其中的每个电力网关进行二次判断，准确识别出工作状态为离线的电力网关。
上述方法中，第一次判断中，只在末级电力网关中对电力数据进行标注，通过物理网关地址先定位其对应的网关链，避免每次判断电力网关的工作状态时，需要识别所有电力网关的物理网关地址的情况，减少数据处理量；当定位到网关链后，再对网关链中所有电力网关的物理网关地址进行第二次判断，第二次判断中，通过识别上位机是否接收到当前网关链中所有电力网关的物理网关地址，准确检测出不同电力网关是否处于在线工作状态。
参照图2所示，通过以下实施例进行说明，上位机B与电力设备A1、电力设备A2、电力设备A3和电力设备A4之间分别形成不同的网关链。其中靠近上位机设置的为顶层电力网关，靠近电力设备设置的为末层电力网关。
S1中，电力设备A1所在网关链中，网关层C设有三层，顶层电力网与末层电力网关之间设有二层电力网关。
电力设备A2所在网关链中，网关层C设有四层，顶层电力网关与末层电力网关之间依次设有二层电力网关和三层电力网关。
电力设备A3所在网关链中，网关层C设有三层，顶层电力网与末层电力网关之间设有二层电力网关。
电力设备A4所在网关链中，网关层C设有两层，顶层电力网与末层电力网关直接连接。
S3和S4中，电力设备A1所在网关链中，在电力数据传输时，电力设备A1将电力数据传输到末层电力网关，末层电力网关对电力数据进行加工然后传输到二层电力网关，二层电力网关将加工后的电力数据传输到顶层电力网关，顶层电力网关将加工后的电力数据传输到上位机，
电力设备A2所在网关链中，在电力数据传输时，电力设备A2将电力数据传输到末层电力网关，末层电力网关对电力数据进行加工然后传输到三层电力网关，三层电力网关将加工后的电力数据传输到二层电力网关，二层电力网关将加工后的电力数据传输到顶层电力网关，顶层电力网关将加工后的电力数据传输到上位机，
电力设备A3所在网关链中，在电力数据传输时，电力设备A3将电力数据传输到末层电力网关，末层电力网关对电力数据进行加工然后传输到二层电力网关，二层电力网关将加工后的电力数据传输到顶层电力网关，顶层电力网关将加工后的电力数据传输到上位机，
电力设备A4所在网关链中，顶层电力网关与末层电力网关直接连接；在电力数据传输时，电力设备A2将电力数据传输到末层电力网关，末层电力网关对电力数据进行加工然后传输到顶层电力网关，顶层电力网关将加工后的电力数据传输到上位机。
S5中，上位机在一个检测周期T内检测识别到的电力数据，由于电力设备A2所在的网关链中电力网关的数量最多；根据电力设备A2所在的网关链的所有传送间隔的数值之和计算检测周期T；即为电力设备A2中一传输数据从末端电力设备传输到上位机所需要的时间，使得处于在线工作状态的不同传输时间的网关链都能将电力数据传输到上位机中。
若上位机接收到电力设备A1、电力设备A2、电力设备A3和电力设备A4的电力数据，则判断所有电力网关的工作状态为在线；若上位机未能接收到电力设备A2的电力数据，则判断电力设备A2所在的网关链中，有一个以上的电力网关工作状态为离线。
S6.1、上位机通过未接收到的物理网关地址，确定该电力网关所在的网关链。
S6.2中，电力设备A2所在的网关链中，每一个电力网关都向上位机单独发送自身的物理网关地址。
S6.3中，上位机通过识别未接收到的物理网关地址，确定处于离线工作状态的电力网关。
以电力设备A2所在的网关链为例；若未接收到顶层电力网关的物理网关地址，而接收到顶层电力网关以外的其余电力网关的物理网关地址，则判断顶层电力网关的工作状态为离线。其余电力网关的工作状态为在线。
若未接收到二层电力网关的物理网关地址，而接收到二层电力网关以外的其余电力网关的物理网关地址，则判断二层电力网关的工作状态为离线，其余电力网关的工作状态为在线。
若未接收到三层电力网关的物理网关地址，而接收到三层电力网关以外的其余电力网关的物理网关地址，则判断三层电力网关的工作状态为离线，其余电力网关的工作状态为在线。
若未接收到末层电力网关的物理网关地址，而接收到末层电力网关以外的其余电力网关的物理网关地址，则判断末层电力网关的工作状态为离线，其余电力网关的工作状态为在线。
若接收到顶层电力网关、二层电力网关、三层电力网关和末层电力网关的物理网关地址，则判断电力设备A2的工作状态为离线。

Claims (3)

1.一种基于检测周期确定电力网关工作状态的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将上位机、N层网关层和一个以上的电力设备之间信号连接；每层网关层包括一个以上的电力网关，上位机、一个电力设备、不同网关层中的一个电力网关形成一条网关链；
S2、电力设备将电力数据实时传输到末级电力网关；
S3、末级电力网关对接收到的电力数据进行加工，将自身的物理网关地址加入到电力数据中；
S4.1、预设数据的传输间隔t
S4.2、每经过一个传输间隔t，下层电力网关向上层电力网关传输加工后的电力数据，直至加工后的电力数据输入到上位机中；
S5、基于电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t，计算检测周期T；检测周期T的数值通过电力网关数量最多的网关链中所有传输间隔t的数值之和确定；在一个检测周期T内，判断上位机是否接收到所有加工后的电力数据，若是，则判断所有电力网关的工作状态为在线并退出；若否，则判断未接收到的物理网关地址对应的网关链中有一个以上的电力网关的工作状态为离线；然后进行S6；
S6、在当前网关链中确认工作状态为离线的电力网关。
2.根据权利要求1所述的一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法，其特征在于：S3中，接收到的电力数据进行加工，具体为：将自身的物理网关地址作为前缀加入到电力数据中。
3.根据权利要求1所述的一种基于检测周期确认电力网关工作状态的方法，其特征在于：S6中，具体为，通过上位机确认当前网关链中所有电力网关的工作状态，包括以下步骤：
S6.1、在当前网关链中确认工作状态为离线的电力网关。上位机识别未接收到的加工后的电力数据的物理网关地址，识别未接收到的物理网关地址对应的网关链；
S6.2、当前网关链中每一个电力网关分别向上位机发送自身的物理网关地址；
S6.3、上位机接收物理网关地址；确定发出物理网关地址对应的电力网关的工作状态为在线，确定上位机识未接收到的物理网关地址对应的电力网关的工作状态为离线。
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