智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统和方法与流程

本发明涉及一种电网信息的获得系统和方法，特别是一种智能变电站二次系统通信故障的判断系统和方法。

背景技术：

近年来，智能变电站在电网已经开始规模化成熟运用，二次设备中大量的数字保护装置在智能变电站运行，有效的保障了电网的运行安全，但随之而来出现的问题是，如何高效准确的实施对智能变电站二次设备的快速维护，快速定位智能变电站二次系统相关设备的故障。由于智能变电站二次设备的采样、通信和出口方式大大不同于传统的保护装置，智能变电站的运维人员面临着诸多急需解决的问题：其一，如何快速获取与选定待检二次设备的过程层通信虚端子信息。其二，如何快速获取与待检二次设备有变电站过程层与采样测量值smv连线、面向通用对象的变电站事件goose连线的过程层设备信息。其三，如何在不影响现场过程层设备在线运行的情况下，快速搭建与现场运行环境相同的检测环境，实现对相关联过程层设备的快速建模仿真，以测试和发现待检二次设备过程层通信的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统和方法，要解决的技术问题是快速获取智能变电站二次系统过程层设备通信信息。

本发明采用以下技术方案：一种智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统，所述智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统设有顺序连接传递信息的过程层配置信息提取模块、过程层设备仿真建模模块和测试信息交互操作模块；

所述过程层配置信息提取模块，从scd文件中，读取待检二次设备的过程层采样值虚端子信息和与其相关联过程层设备的配置信息，提取待检二次设备的采样值逻辑节点描述下的数据对象节点名称，分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，进一步获取合并单元的应用层协议索引号，采样值索引号，物理地址，读取待检二次设备的过程层面向通用对象的变电站事件虚端子信息和与其相关联过程层设备的配置信息，提取待检二次设备的控制描述下的数据对象节点名称，分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，进一步获取合并单元的应用层协议索引号，采样值索引号，物理地址，发送至过程层设备仿真模块；

所述过程层设备仿真模块，接收待检二次设备的过程层虚端子信息和与其相关联过程层设备的配置信息，建立配置信息的列表，将二次设备的过程层的通信参数配置信息与其相关联过程层设备的配置信息进行逐项匹配性修改，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建；所述过程层设备仿真模块根据测试命令，进行数据处理，得出通信服务报文所需的交流量暂态只信息和预设的面向通用对象的变电站事件变位信息，按照iec61850-9-2(dl/t860.92)特殊通信服务映射标准格式完成通信服务报文和面向通用对象的变电站事件报文的组帧，通过光模块向数字化继电保护装置发送通信服务报文和面向通用对象的变电站事件报文；

测试信息交互操作模块，接收过程层设备仿真建模模块的信息，对测试指令下传和测试过程信息进行显示：开始启动，结束状态，当前正在发送数据的概述信息，及过程层设备仿真报错告警信息，分别仿真实现智能变电站过程层设备的正常及异常运行工况，通过在在二次设备的界面及反馈信息，实现对智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断。

本发明的过程层配置信息提取模块、过程层设备仿真建模模块和测试信息交互操作模块设置在个人计算机上。

本发明的个人计算机基于windows系统，形成图形化显示的配置界面和交互界面。

一种智能变电站二次系统过程层通信故障诊断方法，包括以下步骤：

一、基于可扩展标记语言文件的解析算法，按照字符索引的方式确定待检二次设备的描述，然后访问其采样值逻辑节点描述下的数据对象节点名称并分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，进一步获取合并单元的应用层协议索引号，采样值索引号，物理地址的关键描述信息，控制描述下的数据对象节点名称，分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，进一步获取合并单元的应用层协议索引号，采样值索引号，物理地址；

二、解析过程层设备的应用层协议索引号，采样值索引号，物理地址信息，对过程层合并单元和智能终端的仿真建模；

三、根据测试命令，进行仿真计算，仿真出通信服务报文所需的交流量暂态只信息和预设的面向通用对象的变电站事件变位信息，然后按照iec61850-9-2(dl/t860.92)特殊通信服务映射标准格式完成通信服务报文和面向通用对象的变电站事件报文的组帧，并通过光模块向数字化继电保护装置发送通信服务报文和面向通用对象的变电站事件报文，分别仿真实现智能变电站过程层设备的正常及异常运行工况，通过在在二次设备的界面及反馈信息，实现对智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断。

本发明与现有技术相比，通过解析scd文件，提取与待检二次设备的过程层虚端子信息及相关联过程层设备的配置信息，根据配置信息仿真建模，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建，解决了如何快速排查过程层通信问题的需求，大大提高了变电站二次系统的维护效率和作业的自动化水平。

附图说明

图1是本发明实施例的过程层配置信息提取流程图。

图2是本发明的过程层设备仿真流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统，在个人计算机上设有顺序连接传递信息的过程层配置信息提取模块、过程层设备仿真建模模块和测试信息交互操作模块。

如图1所示，过程层配置信息提取模块，从scd文件中，读取待检二次设备的过程层采样值sv虚端子信息和与其相关联过程层设备(智能终端)的配置信息。提取待检二次设备的采样值逻辑节点svld描述下的数据对象do节点名称，分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，进一步获取合并单元mu的应用层协议索引号appid，采样值索引号svid，mac地址(mediumaccesscontrol物理地址、硬件地址，用于定义网络设备的位置)。读取待检二次设备的过程层面向通用对象的变电站事件goose虚端子信息和与其相关联过程层设备的配置信息，提取待检二次设备的控制ctrl描述下的do节点名称，分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，进一步获取合并单元mu的appid，svid，mac地址。过程层配置信息提取模块将提取到的appid、svid和mac地址信息发送至过程层设备仿真模块。

合并单元的数字化继电保护装置能力描述icd文件内容，包含设备厂家名、设备类型、版本号、版本修改信息、明确描述修改时间、修改版本号。

二次设备的过程层虚端子信息为：信号名称和信号排列顺序，与二次设备的过程层虚端子信息相关联过程层设备的配置信息为appid，svid，mac地址及信号名称和信号排列顺序。

智能变电站全站系统配置文件scd是采用可扩展标记语言xml(一种用于标记电子文件使其具有计算机所能理解的信息符号)对智能变电站的结构和配置进行描述，包括智能变电站的一、二次设备能力描述信息及其通信配置和信号关联，包含待测二次设备的虚端子描述信息和相关联过程层合并单元及智能终端的实时传输数字采样信息的通信服务smv连线，面向通用对象的变电站事件goose连线信息，是智能变电站运行的重要数据来源。本实施例中，个人计算机上存储有scd文件。

scd文件中包含待测二次设备的虚端子描述信息和相关联过程层合并单元及智能终端的smv连线，goose连线信息，过程层配置信息提取模块通过解析scd文件，提取待检二次设备的svld描述下的do节点名称并分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，并进一步获取mu的appid，svid，mac地址合并单元关键描述信息。提取待检二次设备ctrl描述下的do节点名称并分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，并进一步获取智能终端的appid，svid，及mac地址等智能终端关键描述信息。

如图2所示，过程层设备仿真模块，接收待检二次设备的过程层虚端子信息和与其相关联过程层设备的配置信息，即appid、svid和mac地址信息，建立配置信息的列表，列表的具体的表现形式是在个人计算机内存中，按照字节对齐的方式进行存储的字符串排列。再按scd文件，将二次设备的过程层的通信参数配置信息与其相关联过程层设备的配置信息进行逐项匹配性修改，完成智能变电站二次系统过程层通信测试环境的快速搭建。

个人用计算机通过以太网将过程层设备、合并单元、智能终端的关键描述信息经光模块下传至可用于光纤通信的硬件设备(过程层设备、合并单元、智能终端)，可用于光纤通信的硬件设备解析描述信息中的appid，svid，mac地址关键信息。

对至少一个合并单元和智能终端的仿真建模型，通过读取scd中有关合并单元和智能终端的配置信息，在计算机这种硬件载体上，采用软件模块的方式在计算机内存中生成多个有关合并单元和智能终端配置信息的列表。

过程层设备仿真模块根据用户在个人用计算机发出的测试命令，进行数据处理，得出smv报文所需的交流量暂态只信息和预设的goose变位信息，按照iec61850-9-2(dl/t860.92)特殊通信服务映射标准格式完成smv报文和goose报文的组帧，通过光模块向数字化继电保护装置发送smv报文和goose报文

测试信息交互操作模块，接收过程层设备仿真建模模块的信息，对测试指令下传和测试过程信息进行显示：包括开始启动，结束状态，当前正在发送数据的概述信息，及过程层设备仿真报错告警信息。个人计算机内存中存储的字符串或2进制数据通过调取windows的界面显示功能，在个人计算机显示屏上，以人眼可识别的方式显示出来，分别仿真实现智能变电站过程层设备的正常及异常运行工况，通过在个人计算机界面显示二次设备及反馈信息，实现对智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断。

本发明的系统采用的个人计算机基于windows系统，形成图形化显示的配置界面和交互界面。

本发明的智能变电站二次系统过程层通信故障诊断方法，包括以下步骤：

一、基于可扩展标记语言xml文件的解析算法，按照字符索引的方式确定待检二次设备的描述，然后访问其svld描述下的do节点名称并分析与之相关联的合并单元索引路径及描述名称，进一步获取mu的appid，svid，mac地址的合并单元关键描述信息，提取待检二次设备ctrl标志描述下的do节点名称，分析与之相关联的智能终端索引路径及描述名称，进一步获取智能终端的appid，svid，mac地址智能终端关键描述信息。

二、解析过程层设备的appid，svid，mac地址信息，对过程层合并单元和智能终端的仿真建模。

三、根据上位机的测试命令，进行仿真计算，仿真出smv报文所需的交流量暂态只信息和预设的goose变位信息，然后按照iec61850-9-2(dl/t860.92)特殊通信服务映射标准格式完成smv报文和goose报文的组帧，并通过光模块间隔向数字化继电保护装置发送smv报文以及goose报文。仿真计算和异常测试用例的设计，分别仿真实现智能变电站过程层设备的正常及异常运行工况，通过在在二次设备的界面及反馈信息，实现对智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断。

本发明基于过程层设备通信仿真实现智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断通过仿真计算和异常测试，分别仿真实现智能变电站过程层设备的正常及异常运行工况，通过在在二次设备的界面及反馈信息，实现对智能变电站二次系统过程层通信故障的诊断。

本发明可以帮助运维人员迅速提取待检二次设备相关的过程层虚端子信息和相关联过程层设备的信息，避免了人工查看scd文件效率低下和有遗漏的问题，大大提高了获取信息的效率。其次可以根据提取到的相关联过程层设备信息通过个人计算机实现仿真映射，迅速完成相关联过程层合并单元及智能终端设备的仿真，通过过程层通信遍历测试，完成智能变电站二次系统过程层通信故障诊断排查，极大的提高了作业效率。