本發明涉及智能變電站技術領域，特別涉及一種智能變電站過程層網絡設備自動配置系統及方法。

背景技術：

智能變電站二次設備以光纜間接連接取代傳統電纜直接連接，通過少量光纜傳遞多種測控數據，保護信號，遙控命令等信息。雖然結構變得簡化，但是同時帶來了網絡設備配置新問題。傳統配置方式中，變電站工作人員根據經驗對二次設備進行邏輯劃分，例如依據電壓等級，裝置間隔，發布訂閱關系等。對符合同一邏輯的設備劃分在一個vlan，人工繪制配置圖紙。通過配置圖紙，人工配置網絡設備端口參數實現vlan配置。不僅工作量龐大，而且在變電站設備調試階段，任何小范圍變更都需要人工反復修改配置網絡設備端口參數，配置效率過低，對工作人員專業技術要求較高，而且配置復雜，現有方法劃分邏輯設備vlan不具有規范性，劃分范圍不夠準確，極易出現錯誤。

技術實現要素：

本發明的目的在于改善現有技術中所存在的不足，提供一種智能變電站過程層網絡設備自動配置系統及方法。

為了實現上述發明目的，本發明實施例提供了以下技術方案：

一種智能變電站過程層網絡設備自動配置系統，包括分布式子系統和集中控制子系統；

所述分布式子系統，用于獲取網絡拓撲結構信息，并上送給所述集中控制子系統；還用于解析集中控制子系統發送的配置信息，根據該配置信息自動配置；

所述集中控制子系統，用于解析scd文件，根據解析scd文件獲取的信息及接收的網絡拓撲結構信息，生成配置信息，并將配置信息發送給分布式子系統。

根據本發明實施例，分布式子系統包括拓撲結構獲取模塊、第一通信模塊、配置信息解析模塊、信息自動配置模塊、安全監測模塊，其中：

拓撲結構獲取模塊，用于獲取鄰居設備信息，以便于得到整個網絡的網絡拓撲結構信息；

第一通信模塊，用于將網絡拓撲結構信息上送給集中控制子系統，以及接收集中控制子系統下發的配置信息；

配置信息解析模塊，用于解析第一通信模塊接收的配置信息，根據配置息能夠生成網絡設備端口配置表；

信息自動配置模塊，用于根據網絡設備端口配置表配置網絡設備端口參數，實現網絡設備vlan自動配置。

根據本發明實施例，集中控制子系統包括解析scd模塊、數據存儲模塊、數據處理模塊、配置信息制造模塊、第二通信模塊，其中：

解析scd模塊，用于在獲取智能變電站scd文件后，解析scd文件；

數據存儲模塊，用于將解析scd文件獲取的信息和分布式子系統上送的網絡拓撲結構信息存儲；

配置信息生成模塊，用于將數據存儲模塊存儲的信息處理生成配置信息；

第二通信模塊，用于接收分布式子系統上送的網絡拓撲結構信息，將接收的信息交由數據存儲模塊存儲，發送配置信息給分布式子系統。

一種智能變電站過程層網絡設備自動配置方法，包括步驟：

網絡設備獲取網絡拓撲結構信息，并上送給集中控制中心；

集中控制中心解析scd文件，根據解析scd文件獲取的信息及接收的網絡拓撲結構信息，生成配置信息，并將配置信息發送給網絡設備；

網絡設備解析集中控制中心發送的配置信息，根據該配置信息自動完成配置。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

(1)通過本發明實施例中所述系統及方法，可以實現過程層虛擬二次回路自動配置，降低了人工工作量和配置錯誤，提高了配置效率和配置準確性。

(2)較傳統vlan劃分方式相比，本方案劃分方式更為靈活和詳細，便于虛擬二次回路的控制、配置和跟蹤分析。

(3)在單裝置調試、系統集成階段，能夠任意更換網絡設備端口，添加測試設備，更改訂閱關系，而不需要頻繁的修改交換機配置。

(4)在變電站投入運行時，能夠固化網絡設備配置，降低靈活性，提高確定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例中所述網絡拓撲結構示意圖。

圖2為本發明實施例中所述智能變電站過程層交換機自動配置系統框圖。

圖3為本發明實施例中所述智能變電站過程層交換機自動配置方法流程圖。

圖4為兩個ied之間信息傳輸的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，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實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，智能變電站ied，網絡設備和集中控制中心連接關系簡圖如示例圖1所示，此處網絡設備僅以交換機為例進行說明。多個交換機20級聯，與本交換機連接的一個或多個其他交換機稱作為本交換機的鄰接交換機，本交換機稱為本地交換機，鄰接交換機稱為對端交換機。交換機20連接有至少一個智能電子設備(intelligentelectronicdevice，簡稱為ied)，交換機20的一個端口連接一個ied。集中控制中心10與交換機20通過網絡連接。實施中，集中控制中心10可以包括一臺或多臺集中控制終端，集中控制終端與交換機網絡連接。

本實施例中，智能變電站過程層網絡交換機自動配置系統，包含集中控制子系統和分布式子系統，如圖2所示，其中，分布式子系統包含五個模塊，集中控制子系統包含五個模塊，通過模塊間相互作用實現交換機自動配置。

參考圖2，分布式子系統包括拓撲結構獲取模塊、第一通信模塊、配置信息解析模塊、信息自動配置模塊、安全監測模塊，其中：

拓撲結構獲取模塊，可以通過分析端口報文或鄰居發現協議等方法，獲取鄰居設備(鄰居設備是指與本地網絡設備相連接的其他網絡設備)信息，所述信息主要包括本地端口id，遠方裝置(ied和鄰接交換機)mac地址，遠方裝置端口id，遠方裝置類型等。在交換機中實現時，每個交換機中都有信息模型，通過信息模型可以獲取與本交換機相連接的鄰居設備拓撲結構，處于下級節點的交換機將鄰居設備信息上傳給上級節點的交換機，交換機之間分別獲取鄰居設備信息后，再通過與集中控制中心相連接的交換機獲取和計算整個網絡的拓撲結構，如示例圖1所示。

第一通信模塊，主要完成兩大功能。第一，將信息模型中鄰居信息邏輯節點信息上送給集中控制中心，例如通過iec61850數據集、報告控制塊、日志控制塊等服務模型實現。第二，接收集中控制中心下發的配置信息，所述配置信息包括網絡拓撲結構信息，報文轉發表信息，iedname與mac-address(mac地址)、vlan-id(虛擬局域網標識)、appid(應用標識)對應關系表，ied發布表、led訂閱表，固化和解固化配置命令等。

在交換機中實現時，下級節點的交換機通過通信模塊向上級節點的交換機發送信息，以及接收上級節點的交換機下發的信息，直接與集中控制中心相連接的交換機則向集中控制中心發送信息，以及接收集中控制中心下發的信息，再下發至下級節點的交換機。

配置信息解析模塊，用于解析第一通信模塊接收的配置信息，根據配置息能夠生成交換機端口配置表。交換機端口配置表包含內容為某一交換機每一端口對應的permitvlan(允許接收vlan)和untaggedvlan(去標識vlan)。同時配置信息解析模塊也能夠解析固化和解固化配置命令，相應對應交換機固化配置和解固化配置。

信息自動配置模塊，根據交換機端口配置表配置交換機端口參數，實現交換機vlan自動配置。

安全監測模塊，用于當交換機運行在固化配置模式時，解析端口報文appid、mac-address和vlan-id信息，與iedname、mac-address(mac地址)、vlan-id(虛擬局域網標識)、appid(應用標識)對應關系表做比對。出現不匹配時，報警。

參閱圖2，集中控制子系統包括解析scd模塊、數據存儲模塊、數據處理模塊、配置信息制造模塊、第二通信模塊，其中：

解析scd模塊，用于在集中控制中心獲取智能變電站scd文件后，解析scd文件，解析信息主要包括iedname(ied名稱)，appid(應用標識)，vlan-id(vlan標識)，mac-address(mac地址)，apname(接口名稱)，type(報文類型)，cbname(控制塊名稱)，ldevice(邏輯設備)，發布虛端子路徑，訂閱虛端子路徑等。

數據存儲模塊，主要將解析scd文件獲取的信息和交換機上送的信息存儲。將存儲的信息數據輸入給數據處理模塊，經過處理后，將數據處理模塊輸出的信息存儲，作為其它功能模塊的數據源。數據存儲方式可選擇多樣化，例如以各種文件的形式存儲(例如支持但不僅限于txt格式)。

數據處理模塊，將數據存儲模塊存儲的信息進行處理。待處理的信息主要包括解析scd模塊解析scd文件所獲取的信息，交換機上送的網絡拓撲結構信息。其中將解析scd文件獲取的信息數據整合成iedname與appid、mac-address、vlan-id對應關系表，ied發布表、led訂閱表；將交換機上送的信息整合成交換機拓撲連接關系表，交換機端口連接設備關系表。根據以上信息關系表匹配整合，最終形成報文轉發表。上述生成的全部信息表將重新由數據存儲模塊存儲。

示例性地舉例，交換機端口連接設備關系表可以通過如下表所示：

容易理解的，此處所謂的iedname與appid、mac-address、vlan-id對應關系表、ied發布表等各種表僅是表示成員之間的相互關系，而并非限于成員之間的相互關系需要通過表格來表示。

配置信息制造模塊，將數據存儲模塊存儲的信息生成配置信息，配置信息包括網絡拓撲結構信息，報文轉發表信息，iedname與mac-address(mac地址)、vlan-id(虛擬局域網標識)、appid(應用標識)對應關系表，ied發布表、led訂閱表，固化和解固化配置命令等。例如可以生成交換機配置文件ccd實現等。

根據上述配置信息完成配置后，即可保障網絡設備之間通信通暢。例如圖4所示，ied1到ied2要經過switch1的port1和port2，要經過switch2的port27和port28，要經過switch3的port3和port4，ied1到ied2的方向(即出發地到目的地)可以通過ied發布表和ied訂閱表知曉，ied1要從switch1的port1進，從port2出，以及要經過的交換機的各個端口號，可以從交換機端口連接關系表獲知，ied1到ied2要經過哪些交換機可以通過交換機拓撲連接關系表獲知。

第二通信模塊，主要接收交換機上送的信息，例如通過iec61850服務模型上送的交換機信息模型中的信息，將接收的信息交由數據存儲模塊存儲。下發交換機配置信息給交換機。

本實施例中僅以交換機進行舉例說明，上述智能變電站過程層交換機自動配置系統及下述智能變電站過程層交換機自動配置方法，均適用于例如路由器等其他網絡設備。

上述系統中的集中控制子系統包含的功能模塊不限于僅在集中控制中心實現，也可以在智能變電站某一交換機(網絡設備)中實現，該交換機稱為中心交換機，與集中控制中心相連接，完成前述集中控制中心所完成的功能。

請參閱圖3，本實施例中提供的智能變電站過程層交換機自動配置方法，包括步驟：

步驟s101：交換機通過示例圖2中所示網絡拓撲獲取模塊獲取整個網絡的拓撲結構和設備信息。下級交換機通過網絡拓撲獲取模塊獲取到鄰居設備信息后上送給上級交換機，最終與集中控制中心相連接的交換機獲得整個網絡的拓撲結構和設備信息。鄰居設備信息包含的信息如前述拓撲結構獲取模塊所述。

步驟s102：交換機通過示例圖2中所述第一通信模塊將步驟s101中得到的整個網絡拓撲結構信息發送給示例圖2中所示第二通信模塊。第二通信模塊接收的信息由示例圖2中的數據存儲模塊進行存儲。

步驟s103：集中控制中心通過示例圖2中的解析scd模塊解析獲取的scd文件，解析信息如前述解析scd模塊所述。解析的信息由示例圖2中的數據存儲模塊存儲。

步驟s104：集中控制中心通過示例圖2中的數據存儲模塊存儲步驟s102和步驟s103獲取的信息，并輸入給數據處理模塊。

步驟s105：集中控制中心通過示例圖2中數據處理模塊將數據存儲模塊存儲的信息進行處理，待處理的信息及處理后得到的信息如前述數據處理模塊所述，處理后的信息通過數據存儲模塊進行存儲。

步驟s106：集中控制中心通過示例圖2中配置信息制造模塊將步驟s105獲取的信息制造成配置信息(例如ccd文件)，并輸入給第二通信模塊。

步驟s107：集中控制中心通過示例圖2中第二通信模塊將配置信息發送給第一通信模塊，第一通信模塊將配置信息輸入給配置信息解析模塊。

步驟s108：交換機通過示例圖2中配置信息解析模塊解析配置信息，生成交換機端口配置表輸入給信息自動配置模塊。

步驟s109：交換機通過示例圖2中自動配置模塊，根據步驟s108解析得到的交換機端口配置表，自動配置交換機端口參數，實現虛擬二次回路自動配置。

步驟s110：完成步驟s109自動配置之后，集中控制中心下發固化命令，由配置信息解析模塊解析并固化交換機配置，系統配置固化后進入正常運行狀態，同時開啟安全監測模塊，對報文進行安全性監測，如果監測到異常報文則進入步驟s111。如若后續需要修改，集中控制中心下發解固化命令，交換機重新配置。

示意性地舉例，不局限于此，異常報文數據可以是指：錯誤的數據包(例如報文格式等錯誤)；錯誤的訂閱關系(例如：ied2設備沒有訂閱ied1的信息，可是ied1給ied2發來了報文)。

步驟s111：交換機自動上報告警信息，其告警方式包括報文上傳、syslog記錄等。

(1)通過上述系統及方法可以實現過程層虛擬二次回路自動配置，降低了人工工作量和配置錯誤，提高了配置效率和配置準確性。

(2)較傳統vlan劃分方式相比，本方案劃分方式更為靈活和詳細，便于虛擬二次回路的控制、配置和跟蹤分析。

(3)在單裝置調試、系統集成階段，能夠任意更換網絡設備端口，添加測試設備，更改訂閱關系，而不需要頻繁的修改交換機配置。

(4)在變電站投入運行時，能夠固化網絡設備配置，降低靈活性，提高確定性。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。