[发明专利]智能变电站自动划分并优化VLAN的系统及方法

摘要

一种智能变电站自动划分并优化VLAN(虚拟局域网)的系统，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。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。本发明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。

主权项

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； 对于有不同传输路径的发布—订阅关系，根据网络性能在路径集中选择一条唯一路径,选择原则： 如果优先考虑传输实时性的原则，首先选择报文经过最少交换机的路径；若经过交换机数目相同，再预测评估各路径报文经过的交换机的接收转发报文速率，选择交换机接收转发报文速率较低的路径； 如果优先考虑传输准确性的原则，即防止丢包，首先预测评估各路径报文经过的交换 机的接收转发报文速率，选择交换机接收转发报文速率较低的路径，并估算此路径所在的链路带宽利用率不超过阀值； 选择完有不同传输路径的发布—订阅关系的唯一路径后，全站通信网络每条报文传输都只有一条唯一路径，再进行全站网络性能预测评估并优化VLAN划分； 链路带宽利用率、丢包和网络延时网络性能评估并优化VLAN划分的方法如下： 链路带宽评估：对设备发送/接收的数据流估算，根据所收发报文的长度和频率估算出数据流量，对每一链路所传输的报文进行链路带宽利用率的估算，当某链路带宽利用率达到预定阀值，查询通过此链路传输的每条报文是否是必要传输的报文，如果不是必要传输的报文，将该链路移出该报文发布者设备所属的VLAN组，否则保持不变；若链路带宽利用率没有达到预定阀值，则不再继续查询进行VLAN优化； 丢包性能评估：统计连接交换机端口的每条链路的接收转发报文速率之和，当某交换机接收转发报文速率达到预定阀值，查询连接交换机的每条链路的每条传输报文是否是必要传输的报文，如果不是必要传输的报文，将该链路移出该报文发布者设备所属的VLAN组，否则保持不变；若交换机接收转发报文速率没有达到预定阀值，则不再继续查询进行VLAN优化； 报文网络传输的延时由光缆传输延时、交换机存储转发延时、交换延时和交换机帧排队延时四部分组成。