基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机技术

本发明专利技术公开了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，利用站控层交换机的ACL技术捕获、解析、统计GOOSE和SV报文，获得对端设备信息、控制块信息、流量带宽信息，将信息周期地上送到故障诊断主机。故障诊断主机根据这些信息分析出过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽，与通过SCD解析获得过程层网络二次回路承载的物理链路、逻辑链路、流量带宽的故障诊断样本做比较，将差异处以异常和告警的显示。故障诊断主机根据故障告警信息后能够立刻找到故障设备，对于流量异常的告警，能够通过数据流方向即刻展示出故障源头，从而实现对过程层网络二次回路的故障直观、快速、准确地定位和诊断。

Fault diagnosis method and host of secondary circuit in process layer of intelligent substation based on switch

【技术实现步骤摘要】
基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机
本专利技术具体涉及一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机，属于电力自动化

技术介绍
智能变电站过程层网络是智能变电站信息传输及信息共享的基础，其性能决定了变电站乃至电网的安全可靠运行。由于过程层网络连接设备较多、网络结构复杂、布线繁琐，在工程现场中，当某个设备出现异常时，可能造成多个连接设备发出链路异常信号，需要依赖技术人员从浩瀚的报文中逐级分析，无法快速准确地定位故障和异常。针对过程层网络故障定位能力比较弱的问题，本专利技术在智能变电站过程层网络利用过程层交换机提出一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法及故障诊断主机，监视过程层二次回路的链路状态并定位过程层二次回路故障，方便工程调试人员、运行维护人员查找和定位问题，降低检修人员的劳动强度。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。进一步的，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；获取报文进入交换机的端口号；将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。进一步的，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。进一步的，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。相应的，本专利技术还提供了一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，包括故障诊断样本获取模块、报文捕获模块、报文解析模块、流量计算模块、链路关系获取模块和故障诊断模块；故障诊断样本获取模块，用于解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；报文捕获模块，用于通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；报文解析模块，用于对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；流量计算模块，用于根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；链路关系获取模块，用于根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；故障诊断模块，用于将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。进一步的，报文解析模块中，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；获取报文进入交换机的端口号；将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。进一步的，报文解析模块中，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。进一步的，故障诊断模块中，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术方法能够直观、实时地监视过程层二次回路的运行状态和快速、有效地定位过程层二次回路故障，方便工程调试人员、运行维护人员查找和定位问题，降低检修人员的劳动强度。附图说明图1所示为本专利技术方法流程示意图；图2所示为实施例的网络拓扑结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术涉及的名词解释：ACL全称为访问控制列表(AccessControlList)，ACL通过定义一些规则对网络设备接口上的数据报文进行控制，ACL由一系列的表项组成，称之为访问控制列表表项(AccessControlEntry：ACE)，每个接入控制列表表项都申明了满足该表项的匹配条件及行为(动作策略)。本专利技术的专利技术构思为：利用站控层交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：/n解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；/n通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；/n对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；/n根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；/n根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；/n将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：
解析SCD文件获得过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽，作为故障诊断的样本；
通过各过程层交换机对GOOSE和SV报文进行捕获和报文统计；
对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的出端口号组成对端设备信息块；获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息；
根据GOOSE和SV报文统计值计算实时流量带宽；
根据对端设备信息块得到过程层交换机与IED设备之间的物理连接关系，从而得到过程层二次回路承载的物理链路；根据控制块信息获得IED与IED之间的GOOSE/SV发布和订阅的关系，从而得到过程层二次回路承载的逻辑链路；
将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，所述对GOOSE和SV报文进行解析，获取对端设备的设备名、设备MAC地址、与交换机的端口号组成对端设备信息块包括：
解析报文的源MAC地址获取对端设备的MAC地址；
解析GOOSE报文中GoCBRef字段获对端设备名或解析SV报文中SvID字段获取对端设备名；
获取报文进入交换机的端口号；
将获得的设备名、设备MAC地址、与交换机端口号组成对端设备信息块。


3.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，获取源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息包括：
解析报文的目的MAC地址获取GOOSE和SV的组播地址；
解析GOOSE报文的GoCBRef字段获取APPID或SV报文的SvID字段获取APPID；
将获得的源MAC地址、组播地址和APPID组成控制块信息。


4.根据权利要求1所述的一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断方法，其特征是，所述将计算获得的过程层二次回路承载的物理链路、逻辑链路和流量带宽与故障诊断样本做比较，得到故障诊断结果包括：
比较二次回路承载的物理链路，若存在缺失的链路、多余的链路以及错误的设备名，则地定位GOOSE/SV断链、环路以及连线错误故障；
比较二次回路的逻辑链路，若存在二次回路流向不正确，则定位交换机组播和VLAN配置错误故障；
比较二次回路流量带宽，若存在流量带宽不相同，则定位网络流量异常、网络风暴故障。


5.一种基于交换机的智能变电站过程层二次回路故障诊断主机，其特征是，包括故障诊断样本获取模块、报文捕获模块、报文解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，沈健，王德辉，罗凌璐，左欢欢，王萍萍，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32