[发明专利]智能变电站自动划分并优化VLAN的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能变电站自动划分并优化VLAN(虚拟局域网)的系统。本发明还涉及采用所述系统用于智能变电站自动划分并优化VLAN的方法。

背景技术

目前，智能变电站以网络化通信为基础，其最大特点与优势是信息共享。在变电站中将会有越来越多的报文数据在通信网络中传输，系统对报文传输的实时性和可靠性提出了更高的要求，为此，有必要对智能变电站中的智能电子设备进行逻辑划分，将同一工作性质的设备集中在同一个VLAN中，限制传输信息在各个VLAN内部，减少跨VLAN的数据流量以减轻交换机的工作负荷，提高网络传输效率和通信质量，满足变电站实时性和可靠性要求。然而，现有VLAN技术在智能变电站中的应用并不成熟，VLAN划分原则模糊，导致某些不应该收到报文的设备依然收到了报文，某些应该收到报文的设备却没有收到报文。因此，需要一种可靠的方法使VLAN技术在智能变电站中的使用更加完善，使得设备应该收到的报文一定收到，不该收到的报文不收到或者尽量少收到，并实现智能变电站通信网络性能要求。

VLAN的组网方法有四种，分别为:基于端口划分VLAN、基于MAC地址划分VLAN、基于网络层划分VLAN、基于IP组播划分VLAN。结合变电站结构特性应该采用交换机端口号定义的VLAN，这种划分方法简单易实现，而且由于变电站里的设备不经常移动，于是不存在设备变动端口后需重新配置VLAN的缺点。但现有VLAN技术在变电站中的使用主要存在以下几个问题：

1、变电站VLAN划分困难，没有统一的划分原则，主要是根据管理人员的工作经验进行划分，而且变电站设备数量多，导致VLAN划分模糊；

2、智能变电站现有VLAN划分中没有进行反校验，一般只要求设备能够接收到应该接收的报文，并没有对接收到不应该接收到的报文进行相应的处理；

3、VLAN划分配置主要是通过人工进行一一设置，容易产生人为失误，导致VLAN划分不合理。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提出一种智能变电站自动划分并优化VLAN(虚拟局域网)的系统。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提出一种采用上述系统用于智能变电站自动划分并优化VLAN(虚拟局域网)的方法。

本发明的系统和方法，具有统一的划分原则，且划分合理清晰，可进行反校验，不会产生人为失误，减小人工配置智能变电站网络的工作量。

解决以上第一个技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种智能变电站自动划分并优化VLAN的系统，其特征是：包括按导入数据流向依次连接的数据导入模块、生成模块、校验模块和性能评估模块，其中生成模块还有数据直接发送给性能评估模块、校验模块和性能评估模块还分别有数据反馈给生成模块，最终性能评估模块输出数据；

所述的数据导入模块导入储存变电站网络拓扑结构的设备连接关系表、通信报文订阅关系表，并生成储存报文传输的路径集；

所述的生成模块负责对变电站设备进行VLAN划分：首先根据间隔划分的原则，按每一母线、变压器和馈线划分为一个VLAN，查询每个间隔的设备，将每个间隔的合并单元MU和该间隔内的其他所有IED划分到同一VLAN；其次按照功能划分的原则，将全站中为实现某一特定功能的所有设备划分到同一VLAN；再者将站控层的站控设备和服务器划分到同一VLAN；最后根据校验模块、性能评估模块的反馈信息进行相应的VLAN划分表更新优化；

所述的校验模块分为正校验和反校验两部分：

正校验是检验实现设备应该接收到的报文一定收到：对变电站每一设备逐一查询其相关的通信报文订阅关系表和VLAN表，查询该设备所属的VLAN组，判断是否能够接收到通信报文订阅关系表里作为订阅者该接收的所有报文，若不能，查询该没接收的报文的发布者设备，将其编入该设备所属的VLAN组；

反校验实现IED设备不收到或者尽量少接收到不该接收的报文：对变电站每一设备逐一查询其相关的通信报文订阅关系表和VLAN表，查询该设备所属的VLAN组，判断是否会接收到除通信报文订阅关系表外的其他报文，若有，判断该报文的发布者设备能否移出这个VLAN组并对此VLAN组其他设备接收报文不造成影响，或者将该发布者设备与受到影响的设备再组多一个VLAN组；

所述的性能评估模块实现对链路带宽利用率、丢包和网络延时网络性能进行预期评估，并根据评估结果对VLAN划分进行再次优化更新，形成最终的VLAN表；