本發明涉及電力系統領域，具體而言，涉及一種智能變電站的故障定位方法和裝置。

背景技術：

在智能變電站中，光纖通信網絡取代了傳統的二次接線，通過網絡報文的方式，在二次設備之間傳送電壓、電流等的測量值，開關位置、跳閘信號等狀態量以及SOE、動作事件等信息。

智能變電站二次系統分為過程層、間隔層和站控層，各層內部及各層之間采用高速以太網絡通信。整個系統的通訊網絡分為：過程層與間隔層之間的過程層通訊網，間隔層與站控層之間的站控層通訊網。

根據網絡冗余需要，每一層網絡均劃分為A/B網，且一般根據間隔劃分子網，由各級交換機連接相應子網內的網絡設備。

智能變電站網絡實現了信息共享，減少了二次接線，但也導致如網絡報文錯誤、網絡通信中斷、交換機故障、光功率不足等網絡故障的出現，嚴重影響保護、測控等類型的二次設備的安全運行。

因此，當發生網絡告警或故障時，應及時排查，避免故障范圍的擴大，并盡快恢復至正常運行水平。維護人員需要判斷數據源是否正常，光纖連接是否正常，光功率是否滿足要求，交換機是否正常運行，接收端口是否正常，網絡流量是否在合理范圍等，并逐一排查故障。但由于網絡的復雜性，檢測工具的專業性，排查工作耗時耗力，往往很難迅速定位故障位置。

目前，智能變電站中配置的網絡報文記錄分析裝置，可以有效檢測設備通信報文是否發送至分析裝置端口，通訊報文本身格式是否符合規約要求。但無法監測通信報文途徑的節點，無法實現定位功能。

針對在智能變電站中不能及時對故障進行定位的技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種智能變電站的故障定位方法和裝置，以至少解決在智能變電站中不能及時對故障進行定位的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種智能變電站的故障定位方法，該方法包括：建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備。

進一步地，建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖包括：獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系；建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖。

進一步地，獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系包括：從智能變電站的配置文件中獲取智能變電站中所有二次設備之間的網絡連接關系；獲取智能變電站中所有二次設備與智能變電站中的交換機之間的端口連接關系，其中，關聯關系包括網絡連接關系和端口連接關系。

進一步地，建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖包括：在任意兩個二次設備之間具有連接關系的情況下，則在網絡拓撲圖中保存兩個二次設備之間的標識信息之間的映射關系，其中，標識信息包括二次設備的設備標識、端口號以及物理地址。

進一步地，對智能變電站的運行狀態進行監測包括：對智能變電站中的服務器的狀態進行監測；對智能變電站中的交換機的狀態進行監測；對智能變電站中的通信網絡狀態進行監測；對智能變電站中的自動化設備的狀態進行監測。

進一步地，利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備包括：通過網絡拓撲圖中的所有二次設備之間的關聯關系確定引發告警信息的故障設備。

根據本發明實施例的另一個方面，提供了一種智能變電站的故障定位裝置，該裝置包括：建立單元，用于建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；監測單元，用于對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；確定單元，用于在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備。

進一步地，建立單元包括：獲取模塊，用于獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系；建立模塊，用于建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖。

進一步地，獲取模塊包括：第一獲取子模塊，用于從智能變電站的配置文件中獲取智能變電站中所有二次設備之間的網絡連接關系；第二獲取子模塊，用于獲取智能變電站中所有二次設備與智能變電站中的交換機之間的端口連接關系，其中，關聯關系包括網絡連接關系和端口連接關系。

進一步地，建立模塊還用于在任意兩個二次設備之間具有連接關系的情況下，則在網絡拓撲圖中保存兩個二次設備之間的標識信息之間的映射關系，其中，標識信息包括二次設備的設備標識、端口號以及物理地址。

在本發明實施例中，通過建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備，通過根據所有二次設備之間的關聯關系對引發的告警信息進行分析確定故障設備，從而解決了在智能變電站中不能及時對故障進行定位的技術問題,實現了快速對故障進行定位的技術效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例的智能變電站的故障定位方法的流程圖；

圖2是根據本發明實施例的用于執行智能變電站的故障定位方法的系統的示意圖；

圖3是根據本發明實施例的鏈路存儲的拓撲結構的示意圖；

圖4是根據本發明實施例的智能變電站的故障定位裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

首先，在對本發明實施例進行描述的過程中出現的部分名詞或術語適用于如下解釋：

GOOSE(Generic Object-Oriented Substation Event)：是一種面向通用對象的變電站事件。主要用于實現在多個智能電子設備(IED)之間的信息傳遞，包括傳輸跳合閘、聯閉鎖等多種信號(命令)，具有高傳輸成功概率。

SV(Sampled Value)：即采樣值，它基于發布/訂閱機制，交換采樣數據集中的采樣值的相關模型對象和服務，以及這些模型對象和服務到ISO/IEC 8802-3幀之間的映射。

SCD介紹：

智能變電站配置文件(SCD文件)中包含了站內所有智能電子設備的通信參數等信息，通過對SCD文件的解析，可以得到二次設備的網絡連接關系以及設備間傳遞的信息。

在SCD文件的communication部分中，描述了站控層mms網絡、過程層goose網絡以及過程層sv網絡相關的二次設備的通信參數，SCD中每個網絡均按照電壓等級區分各網絡設備。通過解析該字段，可得到每一級網絡的關聯設備的接入點ConnectedAP及其通信地址，設備站控層接口的IP地址或過程層接口的MAC地址、APPID和VLAN信息。

在SCD文件的IED部分中，描述了站內所有參與通信的智能設備，如保護裝置、測控裝置、合并單元、智能終端等。在IED的server字段下有網絡訪問點，如站控層網絡訪問點S1、過程層GOOSE網絡訪問點G1、過程層SV訪問點M1。在S1訪問點下各邏輯設備的LLNO中，定義了裝置向監控或調度系統等客戶端發送的數據集。在G1訪問點下各邏輯設備的LLN0中，定義了裝置對外發布的GOOSE數據集(若有)；在M1訪問點下各邏輯設備的LLN0中，定義了裝置對外發布的SV數據集(若有)。

智能變電站網絡結構說明：

智能變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850通信協議基礎上分層構建，能夠實現智能設備間信息共享和互操作的現代化變電站。與常規變電站相比，智能化變電站間隔層和站控層的設備及網絡接口僅接口和通信模型發生了變化，但過程層卻由傳統的電流、電壓互感器、一次設備以及一次設備與二次設備之間的電纜連接，改變為電子式互感器、智能化一次設備、合并單元、光纖連接等內容。

智能化變電站的體系結構與通訊網絡的說明：

IEC61850將智能變電站分為過程層、間隔層和站控層，各層內部及各層之間采用高速網絡通信。整個系統的通訊網絡可以分為：站控層和間隔層之間的站控層通訊網、以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網。

站控層通信全面采用IEC61850標準，監控后臺、遠動通信管理機和保護信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時提供了完備的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6規范的SCL文件，可在不同廠家的工程工具之間進行數據信息交互。

間隔層通訊網采用星型網絡架構，在該網絡上同時實現跨間隔的橫向聯鎖功能。110kV及以下電壓等級的變電站自動化系統可采用單以太網，110kV以上電壓等級的變電站自動化系統需采用雙以太網。

根據本發明實施例，提供了一種智能變電站的故障定位方法的方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。

圖1是根據本發明實施例的智能變電站的故障定位方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟S101，建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系。

步驟S102，對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息。

步驟S103，在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備。

通過上述實施例，通過建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備，通過根據所有二次設備之間的關聯關系對引發的告警信息進行分析確定故障設備，從而解決了在智能變電站中不能及時對故障進行定位的技術問題,實現了快速對故障進行定位的技術效果。

利用本申請提供的方法,在智能變電站網絡運行異常或出現故障時，獲取故障時刻斷面的數據，通過相關分析，確定故障原因，定位故障位置，幫助維護人員排查故障。從而達到以下效果:通過智能變電站的SCD配置文件、交換機vlan配置、交換機端口與設備間的連接關系，生成變電站全站網絡的拓撲結構；對于變電站重要事件，如遙控操作，可在網絡拓撲圖上顯示事件報文的傳輸路徑；當通訊鏈路中斷、報文異常、網絡堵塞等異常狀況時，能夠分析故障原因，在網絡拓撲圖上定位故障位置。

在上述實施例中，建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖包括：獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系；建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖。

可選地，獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系包括：從智能變電站的配置文件中獲取智能變電站中所有二次設備之間的網絡連接關系；獲取智能變電站中所有二次設備與智能變電站中的交換機之間的端口連接關系，其中，關聯關系包括網絡連接關系和端口連接關系。

在一個可選的實施例中，建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖包括：在任意兩個二次設備之間具有連接關系的情況下，則在網絡拓撲圖中保存兩個二次設備之間的標識信息之間的映射關系，其中，標識信息包括二次設備的設備標識、端口號以及物理地址。

在另一個可選的實施例中，對智能變電站的運行狀態進行監測包括：對智能變電站中的服務器的狀態進行監測；對智能變電站中的交換機的狀態進行監測；對智能變電站中的通信網絡狀態進行監測；對智能變電站中的自動化設備的狀態進行監測。

可選地，利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備包括：通過網絡拓撲圖中的所有二次設備之間的關聯關系確定引發告警信息的故障設備。

本申請的智能變電站網絡故障定位方法可基于如圖2所示硬件及網絡連接方式實現。其中，監測裝置實現對交換機、監控系統服務器、遠動系統服務器等設備狀態的監測，采集站內保護、測控等裝置等通信設備的報文，按照各類變電站事件對報文進行分類，同時結合配置文件、拓撲結構，利用網絡事件回溯方法實現故障定位功能。

1變電站網絡拓撲建立

要實現網絡故障的定位，首先要建立完整、準確的變電站網絡拓撲結構，形成對應的計算機可識別的數據結構，構成故障分析的基礎。

1.1SCD中的網絡拓撲

智能變電站的配置文件(SCD文件)中包含了站內所有智能電子設備的通信參數等信息，通過對SCD文件的解析，可以得到二次設備的網絡連接關系以及設備間傳遞的信息。

在SCD文件的communication部分中，描述了站控層mms網絡、過程層goose網絡以及過程層SV網絡相關的二次設備的通信參數，較為完善的SCD中每個網絡均按照電壓等級區分各網絡設備。通過解析該字段，可得到每一級網絡的關聯設備的接入點ConnectedAP及其通信地址，設備站控層接口的IP地址或過程層接口的MAC地址、APPID和VLAN信息。

在SCD文件的IED部分中，描述了站內所有參與通信的智能設備，如保護裝置、測控裝置、合并單元、智能終端等。在IED的server字段下有網絡訪問點，如站控層網絡訪問點S1、過程層GOOSE網絡訪問點G1、過程層SV訪問點M1。在S1訪問點下各邏輯設備的LLNO中，定義了裝置向監控或調度系統等客戶端發送的數據集。在G1訪問點下各邏輯設備的LLN0中，定義了裝置對外發布的GOOSE數據集(若有)；在M1訪問點下各邏輯設備的LLN0中，定義了裝置對外發布的SV數據集(若有)。

通過解析各IED部分，可得到裝置對外發布的數據集及數據集中的每一路信號。

IED需要訂閱的外部信號，由訪問點G1或M1下各邏輯設備的LLN0中Inputs字段定義，包括輸入該設備的SV/GOOSE連線，每一個連線包含了該邏輯設備內部輸入虛端子信號和外部裝置的輸出信號信息，虛端子與每個外部輸出信號為一一對應關系。

由此可知，只要解析上述內容，即可獲得變電站各級網絡，每級網絡內包含哪些設備，設備對外發布什么信息，設備間的連接關系及信息訂閱關系。

1.2從交換機獲取連接關系

SCD中定義了二次設備之間的信息流，對于通過交換機連接的兩個設備，需要知道各自與交換機哪個端口連接，才能構建完整的通信拓撲。但在SCD模型中并未對交換機建模，交換機端口與設備的連接關系是在設計圖紙中給出的，程序無法直接識別。

交換機都具備MAC地址學習能力，在交換機內部維護一張MAC地址表，當交換機接收到任一數據幀時，它首先會記錄該數據幀的源端口和源MAC地址的映射，如果在MAC地址表中已經存在該映射項，則更新映射的生存期，如果沒有則在MAC地址表中保存該映射項。

當需要進行數據交換時，交換機根據如表1所示的MAC地址轉發表(MAC ADDRESS TABLE)中存在對應的映射規則向相應的端口進行數據轉發。如根據Mac A確定對應的端口為Port1。

表1

關于組播報文的轉發機制：

在智能變電站中，采樣值sv和快速報文goose都是采用組播方式傳輸的，設備之間的信息交互采用“發布-訂閱”機制。與上述MAC地址學習類似，交換機同樣維護一張二層組播轉發表，記錄各個端口所對應的子網上都有哪些組成員。不同的是，組播轉發表是根據目的地址來維護的，因為源地址中并不包含組播信息。

組播轉發表中包括VLAN的編號，組播組地址，路由器端口(相當于上游端口)，組播組成員端口(相當于下游端口)。當交換機接收到組播報文時，依據報文所屬VLAN和報文的目的地址(即組播組地址)查找是否存在匹配的轉發表項。如果存在，則將報文發送到所有組播組成員端口。如果不存在，則丟棄該報文或將報文在VLAN內廣播。

關于IP報文的轉發機制：

智能變電站站控層網絡設備通信是基于TCP的，都是點對點的傳輸，用到的交換機為三層交換機。具體的，如測控裝置A通過交換機與監控主機B進行TCP通信，當A要往B發送IP數據時，A只知道B的IP地址，不知道B的MAC地址，因此，A廣播一個ARP報文，該報文攜帶A的源MAC地址、源IP地址、目的IP地址、目的MAC地址。B收到該ARP報文，則把自己的MAC地址返回給A。同時，交換機學習到了A和B的IP和MAC地址的映射關系(ARP表)、MAC地址和端口的映射關系(MAC地址轉發表)，從而實現數據的正確轉發。

由上述可知，對于IED和交換機端口的連接關系，可以通過交換機內部的ARP表、MAC地址轉發表和組播轉發表得到。

1.3網絡拓撲的構建

智能變電站網絡層次清晰，但節點眾多，每一個IED都有不止一個網絡端口，如保護設備，有一個或多個直采直跳(即點對點模式)的sv、goose光口，連接過程層網絡的goose光口，連接站控層的電口，交換機之間的級聯等，轉換成計算機可以識別的形式，就是一個復雜的有向圖的數據結構。該圖實際上分為三個層次，設備之間的聯系，設備所屬端口之間的聯系，端口之間的虛擬鏈路的聯系。為了跟蹤每一路虛擬鏈路的狀態，并方便信息與鏈路匹配，我們以設備為中心，分設備層、端口層、虛擬連接層三個層次，構建每一條完整虛連接鏈路。存儲的拓撲結構如圖3所示，圖3中IED的屬性均可以從SCD文件中獲取，如名稱、裝置類型等。IEDA->IEDB表示兩兩之間有關聯的設備，下一層為IED端口的連接關系，再下一層為虛擬連接，每兩個端口之間可以有多個虛連接，如線路智能終端發送的goose報文，有多個設備訂閱等。

2二次設備狀態監測

2.1服務器狀態監測

網絡通信故障最直接的表現為網絡異常或網絡中斷，但引起故障的原因卻有很多，針對服務器來說，其硬件故障、應用程序故障以及網絡連接故障均會導致網絡異常或中斷，為定位故障原因，有必要對服務器的運行狀態進行監測。

針對服務器的監測點主要有：

(1)硬件監測,包括服務器CPU負載、內存使用率、磁盤使用率、網卡狀態、主板狀態等。

(2)應用程序監控,包括進程狀態、進程的CPU占用率、內存使用率、網絡占用率、響應時間、活動情況等。

(3)網絡監控,包括網絡連接狀況、網絡流量、網絡報文異常等。

變電站內監控、遠動等服務器為重要設備，由于其安全性要求和運行規程的限制，不能內置監測程序來實現狀態監測功能。考慮到站內服務器多為linux類系統，而linux提供了一種內核和內核模塊用來向進程(process)發送信息的機制/proc，/proc是位于內存的文件系統，通過訪問/proc文件系統下的相關記錄，即可獲取系統運行狀態。如/proc/stat文件包含整個系統信息，/proc/cpuinfo文件包含cpu狀態信息，/proc/memeinfo包含內存狀態，/proc/net包含網絡狀態等等。

Linux同時也提供訪問/proc文件的命令工具如iostat、vmstat、op、df、arp、netstat命令，通過開啟服務器的SSH/TELNET服務，就可以通過遠程訪問終端通過這些命令方式訪問/proc的內容，從而獲取我們需要的監測結果。

2.2交換機狀態監測

交換機是通信網絡的重要環節，通過監測交換機的運行狀態，可以追蹤連接至交換機的二次設備之間通信的詳細過程，從而實現網絡故障定位。在交換機的公有管理信息庫MIB中，定義了系統上電時間、電源狀態、CPU負荷率、端口的物理地址、端口速率、端口管理狀態、端口工作狀態、端口流量、端口接收的字節數、接收單播、組播、廣播的數據包數、接收的未知協議的包數、接收錯誤包的統計值、丟棄包的統計值、端口發送的字節數、發送單播/組播/廣播的數據包數、發送錯誤包的統計值、發送丟棄包的統計值等等。此外，在相關標準中，定義了交換機輸出的數據集，其中包括各光口接收功率與發送功率值，是判斷光纖鏈路通斷的重要依據。

對于上述監測量的獲取，可以通過SNMP簡單網絡管理協議或者IEC61850-MMS協議獲取。

2.3通信網絡狀態監測

實時采集變電站內采樣值報文SV、變電站事件報文GOOSE、SOE報文等，并實時分析報文；實時監視網絡中節點的增加和刪除、報文流量、幀速、通信狀態等。針對報文格式錯誤、序號不連續、采樣不同步、數據屬性變化、品質因數變化、采樣異常、GOOSE變位等典型異常報文，以及流量異常、網絡風暴、節點突增、通信超時、通信中斷等網絡故障時能實時告警，并分層分類存儲。

2.4自動化設備狀態監測

在保護、測控等裝置的61850模型定義的數據集中，包含了故障信號、通信工況這兩個數據集。通過獲取裝置的MMS報文并解析，可以獲得裝置所有導致裝置閉鎖無法正常工作的報警信號，以及裝置GOOSE、SV通信鏈路的告警信號，作為網絡故障定位的判斷依據。

3故障分析與定位

3.1數據存儲

狀態監測裝置通過站內中心交換機鏡像端口實時采集變電站保護、測控等設備的報文，通過定期輪詢的方式或者事件觸發方式采集服務器、交換機的狀態數據，并按照一定的時限對采集到的歷史數據進行存儲。

采集裝置對接入的所有報文均以硬件的方式打上微秒級的時間戳，采用實時數據庫，按每個設備開辟存儲空間，以時序為軸線，按報文類型存儲設備相關報文。

智能變電站報文類型有：周期性上送的sv采樣值報文；周期上送的goose報文、節點變位時上送的goose報文；站控層MMS報文類型則包括通訊連接、主動事件上送、遙控操作、總召喚、連接釋放等。采集程序根據對報文頭的分析，即可得到報文類型，并按照上述存儲規則進行存儲。

對于交換機和服務器數據，按照時間記錄所有狀態值。

3.2網絡告警發現

智能變電站中告警事件類型多樣，其中網絡相關的告警可通過上述描述的監測手段實時獲知。網絡告警主要包括以下幾類：(1)通訊設備硬件故障導致的通信中斷。可通過設備上送的自檢信息或交換機數據獲知；(2)設備軟件異常。包括系統軟件和應用軟件異常，如服務器程序鎖死，可通過服務器狀態監測得知其活動狀態。(2)報文幀錯誤。通過對網絡報文的實時分析可得到格式錯誤、丟幀、錯序、亂序等。(3)通信鏈路中斷,可通過裝置上送的通信工況報警、是否能采集到裝置報文、與裝置連接的交換機端口流量是否正常、端口光功率是否在正常范圍等條件來綜合判斷。

3.3告警信息關聯

告警關聯可通過剔除不必要和不相關的信息，減少提交給故障定位模塊的信息，提高信息的語義表達，幫助找出產生事件的真正問題或條件，快速定位故障。在變電站中，告警關聯主要是時間關聯與相關設備關聯。時間關聯是針對每一個事件發生的有效時間范圍(如遙控開始至返回允許的時間段、報文的有效生存期內等)，截取該時間范圍內站內的所有報文，把故障所需分析信息限定在某一時間段內。相關設備關聯在時間關聯基礎上，剔除不相關的設備，只關注信息鏈路上的相關設備，如遙控事件，關聯設備只有監控系統、測控裝置、操作終端。

3.4網絡故障定位

基于上文建立的二次設備網絡拓撲結構，建立故障信息關聯搜索樹，搜索樹描述了整個故障過程所涉及設備的層級關系和時間發生的先后順序，將相關告警信息和輔助信息根據設備從屬關系，和搜索樹的節點相關聯，將故障定位的過程就轉化對搜索樹的操作。通過至上而下分析法，對搜索樹進行遍歷，檢查每一個節點的異常狀態，找到最佳故障解釋，從而確定故障設備，并結合專家知識庫并給出處理建議。比如監控系統發出合開關的遙控命令，但未正確執行，此時就需要對命令經由的站控層交換機、測控裝置、過程層交換機、智能終端等多個設備的響應情況進行分析，找出是哪個環節出現問題導致遙控不成功。在搜索樹中，可以以每一個重要事件為分析起點，在整個網絡鏈路上逐步展示參與該事件的設備的狀態和行為，形成動態的事件-響應圖，回溯整個事件發生的過程，從而實現網絡故障定位。

在變電站實際使用環境中，通過智能變電站SCD配置文件、交換機vlan配置、交換機端口映射關系、arp協議等建立起各級交換機之間、交換機與二次設備之間的連接關系，生成變電站全站網絡的拓撲結構；同時，實時監測智能變電站通信網絡設備狀態，如服務器、交換機、保護測控設備的運行狀態及通信狀態，當發生通訊鏈路中斷、報文異常、網絡堵塞等異常狀況時，綜合利用實時監測信息和斷面數據，結合網絡拓撲結構，利用自上而下的搜索算法，對網絡故障進行分析，定位故障位置，并在網絡拓撲圖上顯示，幫助維護人員快速定位并處理網絡故障和缺陷。

在智能變電站全景仿真系統實驗中已經經過驗證，在主站端執行遙控、總召等操作，分別在站內網絡不同節點利用網絡損傷儀模擬錯誤報文、光衰減器模擬光功率損耗、人工中斷光纖連接等網絡故障，檢驗本申請的故障定位方法的正確率。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發明所必須的。

本發明實施例還提供了一種智能變電站的故障定位裝置。需要說明的是，本發明實施例的智能變電站的故障定位裝置可以用于執行本發明實施例所提供的智能變電站的故障定位方法，本發明實施例的智能變電站的故障定位方法也可以通過本發明實施例所提供的智能變電站的故障定位裝置來執行。

圖4是根據本發明實施例的智能變電站的故障定位裝置的示意圖。如圖4所示，該裝置可以包括：建立單元41、監測單元42以及確定單元43。

建立單元41，用于建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；

監測單元42，用于對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；

確定單元43，用于在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備。

通過上述實施例，建立單元建立對應于智能變電站的網絡拓撲圖,其中,網絡拓撲圖中包括智能變電站中所有二次設備之間的關聯關系；監測單元對智能變電站的運行狀態進行監測，得到狀態信息；確定單元在智能變電站中產生告警信息的情況下,利用網絡拓撲圖和狀態信息確定智能變電站中引發告警信息的故障設備，通過根據所有二次設備之間的關聯關系對引發的告警信息進行分析確定故障設備，從而解決了在智能變電站中不能及時對故障進行定位的技術問題,實現了快速對故障進行定位的技術效果。

在上述實施例中，建立單元包括：獲取模塊，用于獲取智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系；建立模塊，用于建立包括智能變電站的所有二次設備之間的關聯關系的網絡拓撲圖。

可選地，獲取模塊包括：第一獲取子模塊，用于從智能變電站的配置文件中獲取智能變電站中所有二次設備之間的網絡連接關系；第二獲取子模塊，用于獲取智能變電站中所有二次設備與智能變電站中的交換機之間的端口連接關系，其中，關聯關系包括網絡連接關系和端口連接關系。

在一個可選的實施例中，建立模塊還用于在任意兩個二次設備之間具有連接關系的情況下，則在網絡拓撲圖中保存兩個二次設備之間的標識信息之間的映射關系，其中，標識信息包括二次設備的設備標識、端口號以及物理地址。

本實施例中所提供的各個模塊與方法實施例對應步驟所提供的使用方法相同、應用場景也可以相同。當然，需要注意的是，上述模塊涉及的方案可以不限于上述實施例中的內容和場景，且上述模塊可以運行在計算機終端或移動終端，可以通過軟件或硬件實現。

上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

在本發明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的技術內容，可通過其它的方式實現。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可為個人計算機、服務器或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。