用于电力系统中监测通讯状态的系统和电力通讯系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统领域，尤其涉及一种用于电力系统中监测通讯状态的系统和电力通讯系统。

背景技术：

目前，新能源站和变电站的综合自动化系统通常由各个场站的子系统组成，并与调度中心进行通讯。各个场站的子系统包括OMS(Outage Management System，电力调度运行管理系统)电力调度管理系统、RTU(RemoteTerminalUnit，远程终端单元)远动装置、保护信息子站系统、电能质量监测系统和同步相量采集系统等，各场站的子系统收集到场站端各设备的信息后上传给调度中心，调度中心对其获得的数据进行存储与分析，并通过各个场站的子系统对场站进行远程控制与监测，所以如果各个场站的子系统与调度中心发生通讯中断，则会造成各个场站的子系统与调度中心之间传输的数据流失以及调度中心对场站的实时监测失效。由于调度中心为数据接收端，场站子系统为数据发送端，所以场站子系统与调度中心通讯中断的大多数原因来源于场站子系统一侧，所以为了避免调度中心对场站的实时监测失效，场站端需要实时监测各个场站子系统与调度中心的通讯状态。在智能变电站中通常会设置监测系统对站中设备进行监测，但是这些监测系统配置光纤接口以及以太网接口，通过采集站控层和过程层网络设备(即现场保护装置，测控装置等二次设备)的所有报文，对站控层和过程层网络设备的状态信息和配置信息进行监测，所以这些监测系统并不能对各场站子系统与调度中心的通讯状态进行监测。因此，目前场站端无法实时监测各个场站子系统与调度中心的通讯状态，在场站子系统与调度中心之间通讯中断时，场站端也不能及时发现，更不能确定哪个场站子系统与调度中心之间发生了通讯中断，进而也就不能及时采取处理措施对场站子系统进行维护，从而导致调度中心在较长时间内对通讯中断的子系统的监测失效。

技术实现要素：

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于电力系统中监测通讯状态的系统和电力通讯系统，能够解决各子系统不能及时发现与调度中心之间通讯中断并采取处理措施，导致调度中心在较长时间内对通讯中断的子系统的监测失效的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型的一方面，本实用新型实施例提供了一种用于电力系统中监测通讯状态的系统，分别与通信系统和监测设备连接，通信系统用于电力系统中各场站子系统和调度中心之间进行通信，包括：

一个或一个以上数据采集模块，用于从通信系统采集电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文；

数据分析模块，用于分析一个或一个以上数据采集模块采集的报文的地址信息和时间信息，识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识的告警信息；

数据通讯模块，用于将告警信息传输给监测设备。

根据本实用新型的一个方面，告警信息还包括与调度中心之间的通信发生异常的子系统发生异常的时刻。

根据本实用新型的一个方面，系统还包括：

数据转换模块，用于接收告警信息，将告警信息转换为数据通讯模块能够传输的格式，并将转换后的告警信息发送给数据通讯模块。

根据本实用新型的一个方面，系统还包括：

数据存储模块，用于存储一个或一个以上数据采集模块采集的报文。

根据本实用新型的一个方面，系统还包括：

数据库，用于存储一个或一个以上数据采集模块采集的报文、告警信息和与系统的运行状态相关的数据。

根据本实用新型的一个方面，系统还包括：

显示模块，用于显示与调度中心之间的通信发生异常的子系统以及发生异常的时刻。

根据本实用新型的一个方面，报文为心跳报文，其中，

数据分析模块包括：分析子模块，用于分析心跳报文的传输频率；确定子模块，用于基于分析子模块分析的传输频率确定传输心跳报文的时刻；判断子模块，用于判断是否连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文；识别子模块，用于当判定连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文时，基于心跳报文的地址信息识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统。

根据本实用新型的一个方面，识别子模块具体用于当连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文时，将第一次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文的该时刻识别为与调度中心之间的通信发生异常的时刻。

根据本实用新型的一个方面，系统还包括：

对时系统，用于对系统包括的各个模块进行对时。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型实施例提供了一种电力通讯系统，包括：如上述一方面的用于电力系统中监测通讯状态的系统、通信系统和监测设备，其中，用于电力系统中监测通讯状态的系统分别与通信系统和监测设备连接；

通信系统，用于电力系统中各场站子系统和调度中心之间进行通信；

监测设备，用于接收用于电力系统中监测通讯状态的系统传输的告警信息。

综上，本实用新型实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统和电力通讯系统，通过数据采集模块采集电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文，然后通过数据分析模块分析报文的地址信息和时间信息，识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识的告警信息；再通过数据通讯模块将生成的告警信息传输给监测设备，如此本实用新型中系统通过对电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文进行分析，可以通过报文的地址信息和时间信息及时识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，以及识别出哪个子系统发生了通讯中断，并发送告警信息，以便于场站端能够及时发现与调度中心发生通讯中断的子系统并及时采取处理措施，避免了调度中心在较长时间内对通讯中断的子系统的监测失效的情况，保证新能源站和变电站的综合自动化系统正常运行；并且，由于识别出哪个子系统发生了通讯中断，维护人员可以直接对发生通讯中断的子系统进行维护，不需要对各子系统进行故障排查，从而节省了维护的时间和工作量，同时降低了对变电运维人员专业能力的要求，提高了变电运维效率等技术效果；本实用新型实施例提供的用于电力系统中监测通讯状态的系统填充了场站端对调度中心通讯故障监测的空白，并可以积极采取相应反措措施。

附图说明

从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中可以更好地理解本实用新型，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1示出本实用新型一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统的示意性网络架构图；

图2示出本实用新型一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统的结构示意图；

图3示出本实用新型又一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统的结构示意图。

其中：100-用于电力系统中监测通讯状态的系统；200-通信系统；300-监测设备；101-数据采集模块；102-数据分析模块；103-数据通讯模块；104-数据转换模块；105-数据存储模块；106-数据库；107-显示模块；108-对时系统；109-打印系统。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

图1示出本实用新型一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统100的示意性网络架构图。本实用新型实施例提供的用于电力系统中监测通讯状态的系统100(以下简称系统100)能够应用于变电站、新能源站、升压站等自动化系统中监测各场站的子系统与调度中心的通讯状态的场景。如图1所示，调度中心与场站的各子系统通过调度数据网交换机进行通讯，构成调度中心与各子系统之间的通信系统200，系统100与调度数据网交换机连接，来采集各子系统与调度中心之间传输的报文，系统100与监测设备300连接，在识别出与调度中心的通信发生异常的子系统后上报告警信息。调度中心与各子系统的通信系统200中，通常情况下，各子系统与调度数据网交换机之间通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)进行通讯，调度中心与调度数据网交换机之间通过104通讯规约进行通讯。系统100与监测设备300可以通过站控层以太网交换机进行连接，系统100与站控层以太网交换机之间通过103通讯规约或61850通讯规约等通讯规约进行通讯。

图2示出本实用新型一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统100的结构示意图。如图2所示，系统100包括：一个或一个以上数据采集模块101、一个或一个以上数据分析模块102和数据通讯模块103，其中：

数据采集模块101用于采集电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文；数据分析模块102用于分析一个或一个以上数据采集模块101采集的报文的地址信息和时间信息，识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识的告警信息；数据通讯模块103用于将告警信息传输给监测设备300。

其中，数据分析模块102分别与一个或一个以上数据采集模块101和数据通讯模块103连接。系统100可以设置一个数据采集模块101来采集各子系统与调度中心之间传输的报文，也可以设置多个采集模块101来分别采集各子系统与调度中心之间传输的报文。数据采集模块101可以支持对以太网103、104以及61850通讯规约的报文的采集，同时还可以满足串口101通讯规约、103通讯规约、Modbus(Modbus为一种用于工业现场的总线协议)等通讯规约的报文的采集。数据通讯模块103可以与支持各种标准化规约设备连接，能够与监测设备300的通讯功能，监测设备300包括升压站后台监控系统、PC(Personal Computer，个人计算机)调试机等。本实用新型中所述的通信异常包括通讯中断。

本实用新型实施例的系统100，通过数据采集模块101采集电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文，然后通过数据分析模块102分析报文的地址信息和时间信息，识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识的告警信息；再通过数据通讯模块103将生成的告警信息传输给监测设备300，如此本实用新型中系统100通过对电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文进行分析，可以通过报文的地址信息和时间信息及时识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，以及识别出哪个子系统发生了通讯中断，并向监测设备300发送告警信息，以便于场站端能够及时发现与调度中心发生通讯中断的子系统并及时采取处理措施，避免了调度中心在较长时间内对通讯中断的子系统的监测失效的情况，保证新能源站和变电站的综合自动化系统正常运行；并且，由于识别出哪个子系统发生了通讯中断，维护人员可以直接对发生通讯中断的子系统进行维护，不需要对各子系统进行故障排查，从而节省了维护的时间和工作量，同时降低了对变电运维人员专业能力的要求，提高了变电运维效率等技术效果；本实用新型实施例提供的用于电力系统中监测通讯状态的系统填充了场站端对调度中心通讯故障监测的空白，并可以积极采取相应反措措施。

需要说明的是，系统100可以用于普通的变电站(常规的变电站)。常规战的规约为以太网103、串口103和61850等等。数据采集模块101采集的报文可以为各场站子站系统与调度中心之间传输的链路状态报文，并不需要采集各场站子站系统与调度中心之间传输所有报文，系统100通过采集的上行链路状态报文和下行链路状态报文，来判断出在发生通信异常时是场站侧的站子站系统故障还是调度主站侧故障。

可以理解的是，告警信息还包括与调度中心之间的通信发生异常的子系统发生异常的时刻。

其中，数据分析模块102分析报文的地址信息和时间信息，不仅可以识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，还可以分析出与调度中心之间的通信发生异常的子系统发生异常的时刻，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识以及发生异常的时刻的告警信息。

具体的，数据采集模块101采集的可以为心跳报文，则数据分析模块102还包括：分析子模块、确定子模块、判断子模块、识别子模块，确定子模块分别与分析子模块和判断子模块连接，识别子模块与判断子模块连接。

其中，分析子模块，用于分析心跳报文的传输频率；确定子模块，用于基于分析子模块分析的传输频率确定传输心跳报文的时刻；判断子模块，用于判断是否连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文；识别子模块，用于当判定连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文时，基于心跳报文的地址信息识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统。

其中，调度中心与各子系统之间通过心跳报文保持通信连接的状态。数据采集模块101采集调度中心与各子系统之间传输的心跳报文，数据分析模块102分析采集的心跳报文可以得出心跳报文发送的频率，进而通过其发送的频率确定出调度中心与各子系统之间传输的心跳报文时刻。在调度中心与各子系统之间通信正常的情况下，数据采集模块101可以在每个传输心跳报文的时刻采集到心跳报文，所以当数据采集模块101连续两次在传输心跳报文的时刻没有采集到心跳报文时，可以确定心跳报文对应的子系统与调度中心之间通信发生了异常，所以数据分析模块102分析出连续两次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文时，基于心跳报文的地址信息识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统。数据采集模块101可以配置232串口以及以太网接口来采集心跳报文。

进一步的，识别子模块具体用于：当连续两次未在传输所述心跳报文的时刻采集到所述心跳报文时，将第一次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文的该时刻识别为与调度中心之间的通信发生异常的时刻。例如，分析子模块心跳报文的传输频率为每隔10s传输一次，则心跳报文的传输时刻为在采集到前一个心跳报文的时刻后10s，如果在采集到前一个心跳报文的时刻后20s仍然没有采集到心跳报文，则可以确定发生了通信异常，并可以将采集到前一个心跳报文的时刻后10s(第一次未在传输心跳报文的时刻采集到心跳报文的时刻)识别为与调度中心之间的通信发生异常的时刻。

需要说明的是，数据分析模块102基于各子系统地址以及调度中心地址的不同，来分析通信发生异常的子系统；同时也可以通过对主站下行心跳报文(调度中心下发的心跳报文)以及各子站上行心跳报文(各子站系统回复调度中心的心跳报文)的分析，快速的判别出造成通讯异常的故障点是在调度中心，还是在场站端，从而方便运维人员的后续处理。

图3示出本实用新型又一个实施例的用于电力系统中监测通讯状态的系统100的结构示意图。图3所示的数据采集模块101、数据分析模块102、数据通讯模块103与图1所示的数据采集模块101、数据分析模块102、数据通讯模块103相同。

作为一个可选的实施例，如图3所示，系统100还可以包括数据转换模块104，用于接收告警信息，并将告警信息转换为数据通讯模块103能够传输的格式，并将转换后的告警信息发送给数据通讯模块103。

其中，数据转换模块104分别与一个或一个以上数据采集模块101和数据通讯模块103连接，其主要功能为把数据分析模块102所分析出的数据，进行相应的规约转换，以满足数据通讯模块103的通讯需求。数据转换模块104可以支持多种数据格式或规约的转换。

作为一个可选的实施例，如图3所示，系统100还可以包括数据存储模块105，用于存储一个或一个以上数据采集模块101采集的报文。

其中，数据存储模块105与一个或一个以上数据采集模块101连接，对数据有一定的存储能力，主要用于存储数据采集模块101所采集的报文，以免设备在死机等状况下，造成数据的流失。

作为一个可选的实施例，如图3所示，系统100还可以包括数据库106，用于存储一个或一个以上数据采集模块采集的报文、告警信息和与系统100的运行状态相关的数据。

其中，数据库106分别与一个或一个以上数据采集模块101、数据分析模块102、数据通讯模块103、数据转换模块104和数据存储模块105进行连接，可以存储系统100运行的各种数据，包括数据采集模块采集的报文、告警信息和与系统100的运行状态相关的数据。

作为一个可选的实施例，如图3所示，100还可以包括显示模块107，用于显示与调度中心之间的通信发生异常的子系统以及发生异常的时刻。

其中，显示模块107可以与数据通讯模块103连接，显示与调度中心之间的通信发生异常的子系统以及发生异常的时刻。

需要说明的是，系统100还可以接收外部输入的指令，并基于外部输入的指令的内容进行相应的处理。例如，在显示模块107显示报警信息，即显示与调度中心之间的通信发生异常的子系统以及发生异常的时刻后，接收外部输入的确认指令、消除指令等等，确认指令表示工作人员已经收到告警信息，消除指令表示工作人员已经对与调度中心之间的通信发生异常的子系统进行了维护，消除了异常。系统100在接收确认指令、消除指令后，可以指示显示模块107不再显示报警信息。系统100还可以与外部设备连接，进行调试、配置等操作，当系统100与外部设备连接时，显示模块107可以显示如系统100与外部设备的连接状态以及调试状态的信息。

作为一个可选的实施例，如图3所示，系统100还可以包括对时系统108，用于对系统100包括的各个模块进行对时。

其中，对时系统108分别与一个或一个以上数据采集模块101、数据分析模块102、数据通讯模块103、数据转换模块104和数据存储模块105进行连接，主要满足GPS(Global Positioning System，全球定位系统)实时对时功能，保障告警信息的实时有效性，其提供脉冲对时以及网络对时的选择功能，用于对系统100包括的各个模块进行对时。

可选的，系统100还可以包括打印系统109，可以数据通讯模块103连接，用于与外部打印设备连接，实现对系统100的告警信息等等进行外部打印。

本实用新型实施例还提拱了一种电力通讯系统，如图1所示，电力通讯系统包括如图2、图3所示的用于电力系统中监测通讯状态的系统100、通信系统200和监测设备300，其中，用于电力系统中监测通讯状态的系统100分别与通信系统200和监测设备300连接。

其中，通信系统200，用于电力系统中各场站子系统和调度中心之间进行通信；

监测设备300，用于接收用于电力系统中监测通讯状态的系统传输的告警信息。

本实用新型实施例中电力通讯系统包括的系统100通过数据采集模块101采集电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文，然后通过数据分析模块102分析报文的地址信息和时间信息，识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，并生成包括有与调度中心的通信发生异常的子系统的标识的告警信息；再通过数据通讯模块103将生成的告警信息传输给监测设备300，如此本实用新型中系统100通过对电力系统中各子系统与调度中心之间传输的报文进行分析，可以通过报文的地址信息和时间信息及时识别出与调度中心之间的通信发生异常的子系统，以及识别出哪个子系统发生了通讯中断，并向监测设备300发送告警信息，以便于场站端能够及时发现与调度中心发生通讯中断的子系统并及时采取处理措施，避免了调度中心在较长时间内对通讯中断的子系统的监测失效的情况，保证新能源站和变电站的综合自动化系统正常运行；并且，由于识别出哪个子系统发生了通讯中断，维护人员可以直接对发生通讯中断的子系统进行维护，不需要对各子系统进行故障排查，从而节省了维护胡斐的时间和工作量，同时降低了对变电运维人员专业能力的要求，提高了变电运维效率等技术效果；本实用新型实施例提供的用于电力系统中监测通讯状态的系统填充了场站端对调度中心通讯故障监测的空白，并可以积极采取相应反措措施。

综上，本实用新型实施例的系统100具有告警显示功能，在调度中心与各子系统的通信系统200不接入监控机的情况下，也能实现实时监测通信状态的功能，系统100填充了各子系统与调度中心通讯状态监测的空白。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的组件或者单元，能够以电子硬件、电子硬件和计算机软件结合的方式来实现。这些组件所实现的功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。