[发明专利]一种变电站网络在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站网络在线监测系统，属于电力系统智能变电站技术领域。

背景技术

智能变电站采用IEC61850标准统一建模和通讯实现，传输协议有采样（SMV）报文、面向对象的通用变电站事件（GOOSE）报文、及制造报文规范（MMS）报文。作为网络的数据交换设备，过程层交换机传输SMV、GOOSE报文的可靠性对一次设备的信号采集、二次保护设备的运行与动作出口有着直接影响。为保证过程层网络的可靠运行，目前在网络交换机配置中均采用可靠性高、价格昂贵的双电源工业交换机，同时采用双网络的组合设计冗余配置、及子网划分等多种复杂配置手段，导致在过程层网络中，设计复杂性和成本大大增加。复杂的网络及多个网络设备出现异常的概率也相应增加、在电网故障时不当的配置可能导致报文的传输异常，甚至会出现传输错误，这些问题均不易被及时发现。

目前通行的变电站网络管理方法是：在网络设备投运前，根据网络规模和应用要求，配置交换机并组网，通过修改交换机的配置实现网管；运行中，仅在网络异常或相关故障发生后，检查交换机的状态及故障信息，及查看是否存在网络异常，这是一种被动式的网络管理策略。对于运行中的交换机基本无法监测网络负荷、CPU利用率等指标，也难以发现交换机和网络的异常征兆，较难预计交换机是否可能会出现故障而影响系统运行。虽在220kV及以上变电站配置有可对实时报文记录分析的装置，但该设备主要关注报文异常，无法结合交换机的信息，不能获知网络整体的运行状况；另一方面，报文分析虽能监视信号的变化，但无法获知信号的变化过程是否与网络存在相关性。

因此，针对以上问题，本发明开发设计了一种变电站网络在线监测装置及其插件，可实现对变电站网络中的交换机及网络报文的在线实时监测，可预先发现网络中存在的某些缺陷，为网络的及时维护和正常运行提供保障。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种变电站网络在线监测系统，用于智能变电站网络及交换机的在线监测、在线预警，为发现网络异常、缺陷处理提供一种解决方案，并为智能变电站网络系统设计和配置提供参考。

为实现上述发明目的，本发明采取以下的技术方案来实现:

一种变电站网络在线监测系统，包括

网络监测装置：具有与变电站站控层和过程层网络设备接口的通讯接口，包括：支持光纤以太网、双绞线以太网的接口模块，能适应高速、大流量、多接口同时通讯处理要求的主CPU控制板及相关的控制与通讯接口，可满足实时采样值、GOOSE、MMS通讯报文接口要求；

变电站交换机监测插件：通过接入与监控交换机相连的网络或对应通讯接口，实现交换机内部状态和接口通讯状态的采集、分析、处理和告警输出，输出信号支持以IEC 61850通讯方式上传；

变电站网络报文监测插件：接入相应网络，实现对采样值报文、GOOSE报文、MMS报文异常的实时监测分析、处理和告警输出，并可实时监测报文内的数据变化过程，输出告警及状态信号，信号支持以IEC 61850通讯方式上传；

前述变电站交换机监测插件包括：

交换机SNMP通讯模块：交换机的信息采集通过SNMP轮询加SNMPTRAP的方式实现，基于每个交换机双线程的控制机制设计，确保交换机事件传输的实时性和SNMP轮询采集准确性，有效降低交换机信息轮询的频率，确保交换机网管监测时的CPU负荷率降至最低；交换机的通讯链接可集中投退或单独投退；

交换机配置模块：可实现对每个网管交换机的管理配置，配置项包含SNMP通讯的全部参数、交换机类型、接口设备及MIB树中各厂家自定义的内部状态对象标识符，具备可配置MIB树中通用状态的对象符功能，可适应不同厂家、不同类型交换机内部状态量的监测，并可添加、删除、修改基于网络或基于全站的交换机配置库，并可实现配置库的保存与重新加载；

交换机数据处理模块：对采集的交换机端口流量数据，通过历史流量、趋势统计、比对分析的处理方法，实现对端口流量数据的统计分析，确定端口流量大小、带宽占用率、丢包率、错误率，并将分析结果输出至数据图形显示模块；采集交换机内部状态数据包括硬件设备信息、CPU负荷率、故障事件进行分析处理，并将分析结果输出至状态数据输出模块；根据根据网络性能指标参数和可配置的参数阈值，发出异常告警，并将告警信息及事件输至告警输出模块；