基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法

摘要

本发明涉及一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，建立设备间通信的网络结构关联矩阵，建立设备通信源以及设备目标的收发配置关联矩阵，实时采集来自各个设备的通信链路告警信息，与设备收发关联关系与配置关联关系进行比对，确定引起通信异常的设备范围。本发明所提出的一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，对及时准确查找故障，保证智能变电站安全运行，具有积极意义。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，特别是一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法。

背景技术

通信链路指两个通信节点之间的物理连接通道。智能变电站中，普遍采用通信网络作为生产控制信息交换的媒介。智能站设备之间通过链路进行通信，其链路在建立、维持、释放过程中可能出现各种异常。这些异常可能导致链路不能正常工作，资源不能正常申请与释放等。为保证智能变电站的安全可靠运行以及在事件发生后为事件分析提供依据，智能变电站普遍实现了设备通信的异常检测。由各个设备根据事先预定的通信发送设备和接收设备对设备间的通信状态进行实时监测，发生异常时由监测设备实时发布告警信息。这种告警方式，仅能监测单一设备至其他设备的直接通信关系。对全站的设备间的通信关系以及通信状态缺乏整体认知。目前智能变电站的通信异常检测，大部分为针对通信应用功能实现的检测，对通信链路等底层异常的检测尚未存在。

在智能变电站中，设备所监测到的通信异常，不仅可能由收发设备引起，还有可能与通信链路经由的各个环节有关。因此，在智能变电站中，存在一对一、一对多的通信模式下，及时正确的把握站内通信链路异常发生的原因，对及时准确查找故障，保证智能变电站安全运行，具有积极意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：建立基于全站信息的通信状态自动监测系统，从智能变电站的SCD文件中获取智能变电站中设备间的通信接收方信息以及通信发送方信息，并按照唯一序号对每个设备进行编码，建立设备间通信的网络结构关联矩阵；

步骤S2：从智能变电站的设备配置文件中，获取每个设备在通信收发过程中设备通信源以及设备目标之间的关联信息，建立设备通信源以及设备目标的收发配置关联矩阵；

步骤S3：所述通信状态自动监测系统中的通信监测节点设备实时采集通信收发过程中每个设备的通信信息，判断设备间通信收发状态；

步骤S4：若所述通信监测节点设备监测到设备间出现设备通信异常告警信息，则所述通信监测节点设备将所述设备通信异常告警信息上传至所述通信状态自动监测系统中的采集分析服务器；所述采集分析服务器结合所述设备通信异常告警信息对应的通信收发状态，根据所述网络结构关联矩阵以及所述收发配置关联矩阵，搜索设备通信传递路径上的设备，确定引起通信异常的设备范围；

步骤S5：所述采集分析服务器向运维人员展示分析结果信息。

在本发明一实施例中，，在所述步骤S1中，所述通信状态自动监测系统包括通信监测节点设备、监控分析服务器以及采集分析服务器；所述监测节点设备根据所述监控分析服务器的预设置信息，执行监测过程，并根据预设置信息将监测过程所采集的监测数据上传至所述采集分析服务器；所述采集分析服务器对接收的监测数据进行分析，并向运行人员展示分析结果。

在本发明一实施例中，，所述监控分析服务器的预设置信息包括监测参数以及监测项目。

在本发明一实施例中，，所述步骤S1中，若设备间存在直接通信电路联系，则所述网络结构关联矩阵中设备间相关位置的元素设置为1，否则为0。

在本发明一实施例中，，所述步骤S1中，所述SCD文件中包含所有IED设备的实例化配置以及通信参数，所述SCD文件包含每个装置的CID。

在本发明一实施例中，，在所述步骤S2中，利用全站信息配置文件，获取全站设备间通信的收发关联信息；根据站内设备间的物理通信关系，获取实际运行设备配置关联信息；根据所述收发关联信息以及所述配置关联信息，建立设备通信源以及设备目标的收发配置关联矩阵。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，所述采集分析服务器根据所述设备通信异常告警信息，与所述收发配置关联矩阵中的设备对应的信息进行比对，完成该路径的所有关联设备的通信状态的分析。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，在确定引起通信异常的设备范围后，所述采集分析服务器根据该范围内的设备，通过所述收发配置关联矩阵获取该设备的关联设备，对应分析并判断所述关联设备的通信收发状态，缩小设备范围。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法通过建立智能变电站的设备通信的收发关联矩阵和基于设备通信路径的设备配置关联矩阵，结合实时监测的通信告警信息，推导出最终的通信异常发生点，判断引起通信异常的设备的范围，对及时准确查找故障，及时正确的把握站内通信链路异常发生的原因，保证智能变电站安全运行，具有积极意义。

附图说明

图1为本发明中基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法。

图2为本发明一实施例中智能变电站一体化监控系统的设备配置结构图。

图3为本发明一实施例中基于全站通信网络结构的设备关联矩阵。

图4为本发明一实施例中基于设备通信源和目标的收发配置关联矩阵。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，如图1所示，按照如下步骤实现：

步骤S1：建立基于全站信息的通信状态自动监测系统，从智能变电站的SCD（SystemConfigurationDescription，系统配置描述）文件中获取智能变电站中设备间的通信接收方信息以及通信发送方信息，并按照唯一序号对每个设备进行编码，建立设备间通信的网络结构关联矩阵；在本实施例中，若设备间存在直接通信电路联系，则所述网络结构关联矩阵中设备间相关位置的元素设置为1，否则为0；

步骤S2：从智能变电站的设备配置文件中，获取每个设备在通信收发过程中设备通信源以及设备目标之间的关联信息，建立设备通信源以及设备目标的收发配置关联矩阵；

步骤S3：所述通信状态自动监测系统中的通信监测节点设备实时采集通信收发过程中每个设备的通信信息，判断设备间通信收发状态；

步骤S4：若所述通信监测节点设备监测到设备间出现设备通信异常告警信息，则所述通信监测节点设备将所述设备通信异常告警信息上传至所述通信状态自动监测系统中的采集分析服务器；所述采集分析服务器结合所述设备通信异常告警信息对应的通信收发状态，根据所述网络结构关联矩阵以及所述收发配置关联矩阵，搜索设备通信传递路径上的设备，确定引起通信异常的设备范围；

步骤S5：所述采集分析服务器向运维人员展示分析结果信息。

进一步的，在本实施例中，在所述步骤S1中，所述通信状态自动监测系统包括通信监测节点设备、监控分析服务器以及采集分析服务器；所述监测节点设备根据所述监控分析服务器的预设置信息，执行监测过程，并根据预设置信息将监测过程所采集的监测数据上传至所述采集分析服务器；所述采集分析服务器对接收的监测数据进行分析，并向运行人员展示分析结果。在本实施例中，，所述监控分析服务器的预设置信息包括监测参数以及监测项目。

进一步的，在本实施例中，所述步骤S1中，所述SCD文件中包含所有IED设备的实例化配置以及通信参数，在智能站工作中SCD文件的建模是由系统集成厂商完成，所述SCD文件包含每个装置的CID（ConfiguredIEDDescription，IED配置描述文件）。

进一步的，在本实施例中，在所述步骤S2中，利用全站信息配置文件，获取全站设备间通信的收发关联信息；根据站内设备间的物理通信关系，获取实际运行设备配置关联信息；根据所述收发关联信息以及所述配置关联信息，建立设备通信源以及设备目标的收发配置关联矩阵。

进一步的，在本实施例中，在所述步骤S4中，所述采集分析服务器根据所述设备通信异常告警信息，与所述收发配置关联矩阵中的设备对应的信息进行比对，完成该路径的所有关联设备的通信状态的分析。

进一步的，在本实施例中，在所述步骤S4中，在确定引起通信异常的设备范围后，所述采集分析服务器根据该范围内的设备，通过所述收发配置关联矩阵获取该设备的关联设备，对应分析并判断所述关联设备的通信收发状态，缩小设备范围。

为了让本领域技术人员进一步了解本发明所提出的一种基于全站信息的智能变电站通信链路异常的检测分析方法，下面具体结合实施例进行说明。

以网采网跳模式的智能变电站为例，智能变电站一体化监控系统设备配置如图2所示，图中为各设备配置了唯一序号编码。各节点设备作为基于全站信息的通信状态自动监测系统的设备节点，通信状态采集分析服务功能可以按用户需求配置在站控层设备上，本实施例中，该功能位于监控站。

以图2为例的系统建立的网络结构关联矩阵如图3所示，有通信电路联系的设备间对应的行、列交叉处元素值为1，其余为0。如工程师站①与交换机1⑤存在电路的直接联系，则工程师站所在行1、列1中，与交换机1所在的行5、列5的交叉处的元素均设备为1。

以图2为例系统建立的基于设备通信源和目标的收发配置关联矩阵如图4所示。在举例的变电站中，存在以下设备通信收发关系。

1)本间隔过程层设备与本间隔保护测控设备有收发关系；

2)所有间隔层保护测控设备都与站控层各设备间有通信收发关系；

3)故障录波设备与全站间隔层设备、过程层设备以及保信子站有收发关系。

依据以上信息所建立的设备收发关联矩阵如图4所示。

如果监控站监视到保护测控设备1出现告警信息：合并单元1采样中断。则根据收发配置关联矩阵，推导得出合并单元1与保护测控设备1之间的通信出现故障。故障可能的来源根据网络结构关联矩阵推导得出可能的故障范围为：合并单元1，交换机3以及保护测控设备1。

与此同时，通过检查与合并单元1、交换机3以及保护测控设备1有收发关联的其他设备，可以得出各关联设备与以上3个设备间的连接状态。若故障录波设备与合并单元1的设备状态正常，则故障范围可以缩小到交换机3与保护测控设备1。以此类推，可以推断出故障点的最小范围。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。