智能变电站过程层网络监控方法

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智能变电站过程层网络监控方法

罗凌璐1,

2,3,彭一奇1,2,3,王德辉1,2,3,李一超1,2,3,沈一健1,2,3

(1.

南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司,江苏省南京市211106;2.

国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市211106;3.

智能电网保护和运行控制国家重点实验室,江苏省南京市211106)摘要:针对智能变电站过程层网络难以直接监控以及无法实现故障定位的问题,分析了过程层网

络通信虚链路和物理链路映射关系问题,提出了一种基于过程层交换机的过程层网络动态监控方法三该方法将过程层交换机作为过程层网络运行状态的数据采集和监控单元,网络分析仪作为辅助分析工具,通过动态学习过程层网络拓扑二建立链路映射关系以及基于虚链路的流量统计列表,最终实现故障定位和过程层网络状态监控三实验表明该方法简单可行三关键词:智能变电站;过程层网络;交换机拓扑学习;链路映射关系;动态监控

收稿日期:2017-07-28;修回日期:2017-11-14三上网日期:2018-04-17三

国家电网公司科技项目 智能变电站通信网络可靠性及信息安全关键技术研究与应用

三0一引言

过程层网络是智能变电站间隔层和过程层设备

进行信息共享的基础[1-2]

,其运行状况关系到保护设备能否正确动作,进而影响整个电网的运行安

全[3-5]

,因此对过程层网络进行监控有着重要意义三

目前,智能变电站的站内监控后台只能通过间隔层装置上送的告警信号监视过程层通用面向对象变电站事件(GOOSE )或采样值(SV )链路的状态,无法直接监视过程层网络内各通信节点的状态三这将导致过程层网络出现问题时无法快速进行故障定

位,存在较大的运行风险[

6-7]

三实现过程层网络监控的常见方式是给变电站配备网络分析仪等报文监听仪实现报文存储和分析,

从而监视过程层网络通信状态[

8-9]

三在此基础上文献[10]

针对过程层信息流特征提出了流量保护方案三此类方式只能在网络故障后,人工分析故障时

刻报文找出故障点,无法实现网络的实时自动故障定位三文献[11]

提出了不依赖网络分析仪的过程层网络故障诊断方法三该方法能够初步确定故障点是在装置还是在交换机上,对于多级级联的复杂过程层网络,无法准确定位三文献[12]及文献[13]

分别提出了以静态配置为基础的过程层故障定位方式三

此类方式能够通过查表法快速定位故障点,效率较

高,但在建立全站模型或设备模型时需要工程人员

手动添加自定义的物理链路拓扑描述信息,不同厂家模型在集成时难以统一三此外,该类方法只能进行故障定位,无法对过程层网络通信数据流进行具体监控三

针对过程层网络的特点,本文提出一种通过过程层交换机动态学习网络拓扑和链路映射关系的过程层网络监控方法三该方法既能实现过程层网络故障快速定位,又能对过程层网络运行状态进行监视,为智能变电站过程层网络运维提供一种有效手段三

1一基于交换机的过程层网络监控原理及方法

1.1一基于交换机的过程层网络监控原理

智能变电站中,过程层设备与间隔层设备的通信依赖于全站配置描述(substation confi g uration

descri p tion ,SCD )文件中的GOOSE /SV 订阅关系,

即GOOSE /SV 虚链路三然而SCD 文件中只描述

了每条虚链路的发送方和接收方,没有描述该虚链

路经过的实际物理链路(包括交换机等中间节点)

,因此无法得知虚链路与物理链路的映射关系[

12]三当虚链路出现故障时(如断链等),接收方设备只能

触发断链告警,无法判断故障出现的具体物理节点,

增大了故障排查的困难三

过程层网络结构越复杂,级联交换机数量越多,虚链路出现故障时定位故障点的难度就越大三因此,建立过程层网络虚链路与物理链路之间的映射关系是实现过程层网络监控的关键三

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51Vol.42No.11June 10,2018

DOI :10.7500/AEPS20170728006

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