一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，包括一个数据处理单元；所述数据处理单元包括第一接口电路、第一FPGA芯片、微处理器芯片和存储器芯片，第一接口电路包括十六个LC光纤接口，十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，当将LC光纤接口配置成千兆后，可用于与具有千兆光纤接口的接口电路相连通信，实现扩展；第一接口电路的数据传输端通过第一FPGA芯片与微处理器芯片相连，微处理器芯片的数据传输端还与存储器芯片相连。本实用新型专利技术减少了装置的硬件器件，降低了装置的成本。

Extensible three layer network message recording and analyzing device for intelligent substation

The utility model discloses an intelligent substation can be extended to the three layer network message recording and analysis device, including a data processing unit; the data processing unit includes a first interface circuit, the first FPGA chip, microprocessor chip and memory chip, the first interface circuit comprises sixteen LC optical fiber interface, sixteen LC optical fiber interface fast / Gigabit configuration, when the LC fiber interface configured to Gigabit, can be used to connect and communicate, and interface circuit with Gigabit fiber interface to achieve the expansion of data transmission; the first interface circuit is connected with the end of the first FPGA chip microprocessor chip through the data transmission end of the microprocessor chip is connected with the memory chip. The utility model reduces the hardware component of the device and reduces the cost of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置
本技术属于电力自动化
，具体涉及一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置。
技术介绍
随着基于IEC61850规约的智能变电站普及，站内三层网络(站控层、间隔层、过程层)中的大量报文需要分析和记录，因此报文记录及分析装置就变成了站内调试和运行过程中不可或缺的装置。当前国内的智能变电站普遍存在不同地区、不同时期、不同电压等级设计差异比较大的情况，从而表现出光纤接入的数目差异很大，固定数目采集口的装置很难满足这种差异化的需求。在配置多台装置时，出现大量多余光口闲置，CPU模件和存储模件工作能力不饱和等低接入效率的现象，造成的硬件资源的浪费，工程成本的提高。且对于三层网隔离、多小室布置下，无法实现分散采集、集中处理。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，该装置由一个数据处理单元或者一个数据处理单元和至少一个扩展单元组成，扩展单元和数据处理单元通过千兆光纤直接相连，相互配合完成不同场景下报文的采集、分析和存储。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现：一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，包括一个数据处理单元；所述数据处理单元包括第一接口电路、第一FPGA芯片、微处理器芯片和存储器芯片，第一接口电路包括十六个LC光纤接口，十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，十六个LC光纤接口均可直接用于采集网络报文，或者将LC光纤接口配置成千兆后，可用于与具有千兆光纤接口的接口电路通信，实现扩展；第一接口电路的数据传输端通过第一FPGA芯片与微处理器芯片相连，微处理器芯片的数据传输端还与存储器芯片相连。作为优选方案，所述的一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，还包括至少一个扩展单元，所述扩展单元包括第二FPGA芯片和第二接口电路，第二接口电路具有七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口，第二接口电路的七个百兆光纤接口用于采集数据，一个千兆光纤接口用于与第一接口电路中被配置成千兆的LC光纤接口相连，第二FPGA芯片的数据传输端与第二接口电路的数据传输端相连，用于与七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口通信。作为优选方案，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为1。作为优选方案，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为2。作为优选方案，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为3。作为优选方案，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为4。作为优选方案，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为5。作为优选方案，所述第二接口电路中的千兆光纤接口用于将扩展单元中的数据汇聚后上传至第一接口电路中的千兆光纤接口，还用于作为时钟同步的对时口，与第一接口电路中的千兆光纤接口连接，实现对时。本技术的有益效果：本技术的数据处理单元和扩展单元为不对称设计，数据处理单元负责报文的采集、分析和存储，扩展单元负责报文的采集和转发，实际应用中根据需要采集的报文路数，只配置一个数据处理单元和若干台扩展单元，从而适应了不同规模的工程应用需求，也减少了装置的硬件器件，降低了装置的成本。并且在三层网隔离、多小室布置时，实现分布式系统架构，达到全站报文分散采集、集中处理，进一步降低成本。附图说明图1为本技术一种实施例的硬件结构示意图；图2为本技术一种实施例的工作数据流程图；图3为本技术一种实施例的时间同步示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，包括一个数据处理单元；所述数据处理单元包括第一接口电路、第一FPGA芯片、微处理器芯片和存储器芯片，第一接口电路包括十六个LC光纤接口，十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，十六个LC光纤接口均可直接用于采集网络报文，或者将LC光纤接口配置成千兆后，可用于与具有千兆光纤接口的接口电路相连通信，实现扩展；第一接口电路的数据传输端通过第一FPGA芯片与微处理器芯片相连，微处理器芯片的数据传输端还与存储器芯片相连。在本技术中十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，这些采集口均可直接用于采集网络报文；配置成千兆后，也可用于与第二接口电路中的千兆光纤接口相连，在本技术的优选实施例中，其余的15个LC光纤接口中，可以是全部是千兆光纤接口或者全部是百兆光纤接口，也可以是部分LC光纤接口为千兆光纤接口或者百兆光纤接口，具体分配由实际需求决定。所述的一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，还包括至少一个扩展单元，所述扩展单元包括第二FPGA芯片和第二接口电路，第二接口电路具有七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口，第二接口电路的七个百兆光纤接口用于采集数据，一个千兆光纤接口用于与第一接口电路中被配置成千兆的LC光纤接口相连，第二FPGA芯片的数据传输端与第二接口电路的数据传输端相连，用于与七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口通信。在本实施例中，所述第二接口电路中的千兆光纤接口用于将扩展单元中的数据汇聚后上传至第一接口电路中的千兆光纤接口，还用于作为时钟同步的对时口，与第一接口电路中的千兆光纤接口连接，实现对时；第一接口电路中的LC光纤接口也可直接用于采集网络报文。本技术的配置原则如下：光口数量配置情况<＝16一台数据处理单元<＝22一台数据处理单元+一台扩展单元<＝28一台数据处理单元+二台扩展单元<＝34一台数据处理单元+三台扩展单元<＝40一台数据处理单元+四台扩展单元<＝46一台数据处理单元+五台扩展单元即：在本专利技术的一种实施例中，当所需光口数量小于或者等于16个时，所述数据处理单元的个数为1，由于光口够用，所以不需要扩展单元。当所需光口数量小于或者等于22个时，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为1。当所需光口数量小于或者等于28个时，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为2。当所需光口数量小于或者等于34个时，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为3。当所需光口数量小于或者等于40个时，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为4。当所需光口数量小于或者等于46个时，所述数据处理单元的个数为1，扩展单元的个数为5。本技术中的扩展单元上送报文给数据处理单元时，是通过自定义规约打包后分批上送的。扩展单元中不配置微处理器芯片和存储器芯片，仅配置第二FPGA芯片用于报文接收时打上接收时间戳、报文的打包上传以及PTP时钟同步。实施例一图1是本技术的硬件示意图，如图1所示，该装置包括一个数据处理单元加上若干扩展单元，数据处理单元为高度2U的机箱设计，包括16个LC类型的采集口，每个口的百兆/千兆可配置，每个口配置成千兆后均可以通过千兆光纤接入到扩展单元的数据上送口(即第二接口电路中的千兆光纤接口)。扩展单元采用高度1U的机箱设计，包括8个LC类型的采集口，其中7个为百兆千兆光纤接口(用于采集数据)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，其特征在于：包括一个数据处理单元；所述数据处理单元包括第一接口电路、第一FPGA芯片、微处理器芯片和存储器芯片，第一接口电路包括十六个LC光纤接口，十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，十六个LC光纤接口均可直接用于采集网络报文，或者将LC光纤接口配置成千兆后，可用于与具有千兆光纤接口的接口电路通信，实现扩展；第一接口电路的数据传输端通过第一FPGA芯片与微处理器芯片相连，微处理器芯片的数据传输端还与存储器芯片相连。

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，其特征在于：包括一个数据处理单元；所述数据处理单元包括第一接口电路、第一FPGA芯片、微处理器芯片和存储器芯片，第一接口电路包括十六个LC光纤接口，十六个LC光纤接口均为百兆/千兆可配置，十六个LC光纤接口均可直接用于采集网络报文，或者将LC光纤接口配置成千兆后，可用于与具有千兆光纤接口的接口电路通信，实现扩展；第一接口电路的数据传输端通过第一FPGA芯片与微处理器芯片相连，微处理器芯片的数据传输端还与存储器芯片相连。2.根据权利要求1所述的一种可扩展的智能变电站三层网络报文记录分析装置，其特征在于：还包括至少一个扩展单元，所述扩展单元包括第二FPGA芯片和第二接口电路，第二接口电路具有七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口，第二接口电路的七个百兆光纤接口用于采集数据，一个千兆光纤接口用于与第一接口电路中被配置成千兆的LC光纤接口相连，第二FPGA芯片的数据传输端与第二接口电路的数据传输端相连，用于与七个百兆光纤接口和一个千兆光纤接口通信。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶亮，江晓亮，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32