一种智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控方法技术方案

本发明专利技术提出了一种智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控系统，系统包括相互连接的整定区域、监测区域和判定区域；整定区域包括网络拓扑信息输入模块、网络流量分布计算模块、网络流量整定模块、网络延时分布计算模块和网络延时整定模块，网络流量分布计算模块和网络延时分布计算模块均与网络拓扑信息输入模块连接，网络流量整定模块与网络流量分布计算模块连接，网络延时整定模块分别与网络延时分布计算模块和网络流量整定模块连接。实施本发明专利技术的智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控系统，具有以下有益效果：不会造成记录报文浪费、具备在线监控、即时保护能力、故障恢复较快、能满足智能变电站可靠性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控方法
本专利技术涉及网络监控领域，特别涉及一种智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控方法。
技术介绍
智能变电站是电网的重要组成部分，是电网安全稳定运行的关键。在智能电网发展背景下，智能变电站是以信息共享为根本理念，以网络化传输作为实现手段，自动、有效、可靠、快速地实现信息采集、测量、控制和保护等基本功能以及自动控制和智能调节等高级功能的变电站。设备连接网络化是智能变电站区别于普通变电站的重要特征，也是智能变电站设备信息共享和相互操作的基础。因此，搭建符合设备通信需求的高可靠变电站通信网络是智能变电站各项功能有效实现的根本保障。然而，目前智能变电站通信网络可依赖性存在诸多不确定因素，主要体现在交换延时不确定、交换路径不可控以及交换过程中不可避免的信号误码、丢包、流量突发等问题，这些不确定性因素极大地限制了部分高级功能的应用，成为制约智能变电站发展的短板。为改善智能变电站通信网络质量，提高变电站运行可靠性，一方面需从网络设备研发、网络结构优化和通信技术升级等硬件方面进行提升，另一方面则需要建立完善的变电站通信网络监控系统，采用合理的网络状况研究和流量整定方法，从网络监视和保护控制角度提升变电站通信网络性能。然而，目前的智能变电站通信网络还未形成统一完备的变电站通信网络监控体系。当前大部分智能变电站通信网络采用通信记录和离线分析相结合的方式进行通信网络监测控制。具体来说，在智能变电站通信网络接入信息监测设备，捕获、解码、存储网络报文，线下调用记录报文，进行网络异常故障的全面回忆。智能变电站通信记录和离线分析相结合的通信网络监控方式一方面需要大量存储设备记录网络信息，而网络故障分析所调用的分析记录报文仅占全部记录报文的0.1％，造成大量记录报文浪费，另一方面网络通信记录和离线分析是一种事后分析的监控方式，不具备在线监控、即时保护的能力，故障恢复过慢，难以满足智能变电站可靠性要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述大量记录报文浪费、不具备在线监控、即时保护能力、故障恢复过慢、难以满足智能变电站可靠性要求的缺陷，提供一种不会造成记录报文浪费、具备在线监控、即时保护能力、故障恢复较快、能满足智能变电站可靠性要求的智能变电站通信网络监控系统、整定方法及监控方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能变电站通信网络监控系统，包括整定区域、监测区域和判定区域，所述整定区域通过学习通信网络物理结构信息、结合IEC61850规定的各类报文发包规律和设定的网络流量计算方法、整定计算通信网络流量故障动作阈值；所述监测区域与所述整定区域连接、用于实时将所有交换机各端口交换报文镜像至所述智能变电站通信网络状态监控系统，对报文进行解析并将解析内容传送到所述判定区域，实时监测各端口流量并将所得信息输入到所述判定区域，所述判定区域分别与所述整定区域和监测区域连接、用于通过监测报文时序和报文编码的合理性进行初步故障判定、并通过将所述网络实测流量和网络流量故障动作阈值进行对比，以进行网络故障的定位、控制和恢复；所述整定区域包括网络拓扑信息输入模块、网络流量分布计算模块、网络流量整定模块、网络延时分布计算模块和网络延时整定模块，所述网络流量分布计算模块和网络延时分布计算模块均与所述网络拓扑信息输入模块连接，所述网络流量整定模块与所述网络流量分布计算模块连接，所述网络延时整定模块分别与所述网络延时分布计算模块和网络流量整定模块连接。在本专利技术所述的智能变电站通信网络监控系统中，所述监测区域包括网络报文镜像模块、流量延时统计模块和报文解析模块，所述网络报文镜像模块用于实时将所有交换机各端口交换报文镜像至所述智能变电站通信网络监控系统，所述流量延时统计模块与所述网络报文镜像模块连接、用于实时对通信网络设备端口的流量和报文延时进行统计，所述报文解析模块与所述流量延时统计模块连接、用于对报文进行解析并将解析内容传送到所述判定区域。在本专利技术所述的智能变电站通信网络监控系统中，所述判定区域包括报文合理性判定模块、网络状况判定模块和保护控制模块，所述报文合理性判定模块与所述报文解析模块连接、用于根据所述解析内容通过监测报文时序和报文编码进行报文合理性检查；所述网络状况判定模块分别与所述流量延时统计模块、报文合理性判定模块和网络延时整定模块连接、用于对网络状况进行判定；所述保护控制模块分别与所述报文合理性判定模块和网络状况判定模块连接、用于在通信网络状态异常时进行保护控制。在本专利技术所述的智能变电站通信网络监控系统中，所述解析内容包括报文APPID、状态号StNum和序列号SqNum。本专利技术还涉及一种智能变电站通信网络整定方法，包括如下步骤：A)初始化物理连接矩阵、VLAN划分矩阵、PVID划分矩阵和信息源节点矩阵；B)建立逻辑连接矩阵；C)建立第0信息源节点矩阵；D)设定中间变量k并赋初值k＝1；E)建立第3k-2信息源节点矩阵，执行步骤F)或/和步骤F＇)；F)进入网络流量故障整定流程；F＇)进入智能变电站网络延时分布计算流程。在本专利技术所述的智能变电站通信网络整定方法中，所述步骤F)进一步包括：F1)建立第3k-1信息源节点矩阵；F2)将所述第3k-1信息源节点矩阵中与设备端口相关的元素置零，获得第3k信息源节点矩阵；F3)判断所述第3k信息源节点矩阵中是否有非零元素，如是，令k＝k+1，返回步骤E)；否则，执行步骤F4)；F4)令n＝k，并由所述第0信息源节点矩阵、第3k-2信息源节点矩阵和第3k-1信息源节点矩阵获得报文分布矩阵；F5)由报文发包速率矩阵和所述报文分布矩阵得到通信网络流量分布矩阵；F6)由所述通信网络流量分布矩阵获得网络流量故障动作阈值；所述网络流量故障动作阈值包括最大流量分布矩阵和最小流量分布矩阵。在本专利技术所述的智能变电站通信网络整定方法中，所述步骤F＇)进一步包括：F1＇)取得第3k-2信息源节点矩阵中表示信息流j经过交换端口i时的元素；F2＇)取得第3k-2发送曲线矩阵中表示信息流j经过交换端口i时的元素；F3＇)由所述第3k-2发送曲线矩阵和物理连接矩阵取得第3k-1信息源节点矩阵；F4＇)如果i端口是目的端口，将所述第3k-1信息源节点矩阵中表示信息流j经过交换端口i时的元素置零，获得第3k信息源节点矩阵；F5＇)判断所述第3k信息源节点矩阵中是否存在零元素，如是，令k＝k+1，返回步骤E)；否则，执行步骤F6＇)；F6＇)令n＝k，获取报文分布矩阵；F7＇)由第3k-2信息源节点矩阵取得到达曲线矩阵，由第3k-2服务曲线矩阵取得服务曲线矩阵；F8＇)取得所述服务曲线矩阵中的第3k-2服务曲线矩阵，取得所述第3k-2服务曲线矩阵中表示信息流j经过交换端口i时的元素，取得到达曲线矩阵中的第3k-2到达曲线矩阵，取得所述3k-2到达曲线矩阵中表示信息流j经过交换端口i时的元素，获得智能变电站通信网络中交换机传输的最大延时。本专利技术还涉及一种智能变电站通信网络监控方法，包括如下步骤：A〞)初始化智能变电站通信网络监控系统；B〞)输入通信网络拓扑信息及交换报文信息；C〞)使用获得的网络信息矩阵进行网络流量故障整定；D〞)将网络实时分布式监测数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站通信网络监控系统，其特征在于，包括整定区域、监测区域和判定区域，所述整定区域通过学习通信网络物理结构信息、结合IEC61850规定的各类报文发包规律和设定的网络流量计算方法、整定计算通信网络流量故障动作阀值；所述监测区域与所述整定区域连接、用于实时将所有交换机各端口交换报文镜像至所述智能变电站通信网络状态监控系统，对报文进行解析并将解析内容传送到所述判定区域，实时监测各端口流量并将所得信息输入到所述判定区域，所述判定区域分别与所述整定区域和监测区域连接、用于通过监测报文时序和报文编码的合理性进行初步故障判定、并通过将所述网络实测流量和网络流量故障动作阀值进行对比，以进行网络故障的定位、控制和恢复；所述整定区域包括网络拓扑信息输入模块、网络流量分布计算模块、网络流量整定模块、网络延时分布计算模块和网络延时整定模块，所述网络流量分布计算模块和网络延时分布计算模块均与所述网络拓扑信息输入模块连接，所述网络流量整定模块与所述网络流量分布计算模块连接，所述网络延时整定模块分别与所述网络延时分布计算模块和网络流量整定模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站通信网络整定方法，其特征在于，包括如下步骤：A)初始化物理连接矩阵、VLAN划分矩阵、PVID划分矩阵和信息源节点矩阵；B)建立逻辑连接矩阵；C)建立第0信息源节点矩阵；D)设定中间变量k并赋初值k＝1；所述k为≥1的整数；E)建立第3k-2信息源节点矩阵，执行步骤F)或/和步骤F＇)；F)进入网络流量故障整定流程；F＇)进入智能变电站网络延时分布计算流程；所述步骤F)进一步包括：F1)建立第3k-1信息源节点矩阵；F2)将所述第3k-1信息源节点矩阵中与设备端口相关的元素置零，获得第3k信息源节点矩阵；F3)判断所述第3k信息源节点矩阵中是否有非零元素，如是，令k＝k+1，返回步骤E)；否则，执行步骤F4)；F4)令n＝k，并由所述第0信息源节点矩阵、第3k-2信息源节点矩阵和第3k-1信息源节点矩阵获得报文分布矩阵；所述n为≥1的整数；F5)由报文发包速率矩阵和所述报文分布矩阵得到通信网络流量分布矩阵；F6)由所述通信网络流量分布矩阵获得网络流量故障动作阈值；所述网络流量故障动作阈值包括最大流量分布矩阵和最...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡泽祥，苏忠阳，
申请(专利权)人：广州至德电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44