[发明专利]一种智能变电站二次虚实链路的拓扑映射方法

说明书

技术领域

本发明属于智能变电站自动化技术领域。特别涉及一种智能变电站二次虚实链路的拓扑映射方法。

背景技术

在传统变电站中，二次回路是基于点对点电缆信息传输，传输通道的信息是可监控的，通道的状态也是可知的，也不存在所谓的虚拟链路。而在智能变电站中，二次回路由硬接线方式转变为虚回路方式，用光纤回路来共享过程层的数据通讯信息等。

智能变电站中二次回路的架构可细分为直采直跳、直采网跳、网采网跳等。在直采直跳的网络架构下，因虚回路与实际光纤回路是一一对应的关系，可以很方便的实现虚实回路的映射及监控。而目前还存在很多智能站是基于直采网跳及网采网跳的架构进行基建或技改的，在这种架构下每一根光纤中同时传输多路信号，无法从直接的外部物理连线去分析整个二次回路，取而代之的是二次虚拟回路。

智能变电站中通过全站配置文件(SCD文件)来描述变电站中二次虚拟回路的拓扑结构，包括采样数据(SV)控制块、GOOSE控制块(面向通用对象的变电站事件的简称)，IED之间的订阅信息以及过程层通讯的物理端口信息等。但是这些信息是不完备的，无法完成二次虚实链路的映射关系，从而导致当虚拟回路发生故障时，无法判定是哪一条物理链路环节出现故障。

发明内容

为克服现有技术上的不足，本发明提供一种智能变电站二次虚实链路的拓扑映射方法，即实现虚拟链路与实际物理链路之间的映射，使运维人员能够直观的得到虚拟链路和物理链路的对应关系，当某一条虚拟链路发生故障时，能够快速得到其对应的所有物理链路，以方便后续查找故障点。

本发明采用的技术方案为：

一种智能变电站二次虚实链路的拓扑映射方法，其特征在于，包括：

步骤1，对SCD文件进行扩展，增加交换机端口定义、端口间的连接关系和过程层控制块的发送端口信息；

步骤2，根据扩展的SCD文件，对物理链路和虚拟链路进行建模，生成物理链路模型P和虚拟链路模型V；

步骤3，生成P-V关系模型；

步骤4，根据虚拟链路的定义寻找对应的物理链路集合。

该方案以端口为最小单位进行建模，其中端口分为始末端口和中间端口两种类型，始末端口是传输的起始和结束点，中间端口是传输过程中转发报文的端口。交换机的端口为中间端口，IED设备的端口为始末端口。以此构建物理端口的关系模型P。建立虚拟链路的模型，每一条虚拟链路通过四元组来表示，通过所有虚拟链路的四元组构建关系模型V中，根据P-V模型，并结合算法可以得到与虚拟链路对应的所有物理路径。

具体技术方案如下：

步骤1中，扩展SCD文件，增加交换机设备定义，端口定义以及VLAN-ID信息，包括字段Name、Port和VLAN-ID，Name表示交换机的名称，Port表示端口号，VLAN-ID表示该端口属于的虚拟局域网号，Port代表实际物理端口，VLAN-ID是一个0-4095之间的数字，代表该物理端口所属的虚拟局域网号，表示某一个物理端口只允许转发VLAN与物理端口VLAN-ID设置一致的报文，Port和VLAN-ID可以有多个。同时增加邻居端口节点的网络信息。

步骤2中，用四元组D(<装置名称-插件号-端口号-VLANID>)来定义端口，其中始末端口的VLANID为0，所有的端口定义组成了模型P。

建立端口之间的关联关系C，C＝<D1-D2>表示两个端口之间的关联关系。依次将变电站网络所有端口的对应关系存入到关系数据库中，生成全站的物理端口的模型P,P＝{C1，C2，C3，C3…}，每一个Cn表示一个物理端口的连接状态，模型P是所有物理端口的连接集合。

解析SCD文件，得到二次虚拟回路，该虚拟链路是以控制块为单位的网络拓扑结构，同时还能够得到虚拟链路的接收端口。该拓扑结构无法直接映射到物理拓扑结构中。

步骤2中，扩展SCD文件，显示定义装置控制块的发送端口，用四元组Vn(<CBName-起始端口-结束端口-VLANID>)来定义一条虚拟链路，所有虚拟链路组成了模型V＝{V1,V2,V3,V4…}，每一个Vn表示一条虚拟链路，每条链路通过控制块名称，收发端口，和VLANID唯一表示。

步骤3中，生成的P-V关系模型包括，所有的物理端口关联关系和虚拟链路的四元组定义组成。

步骤4中，根据虚拟链路的定义寻找对应的物理链路集合，根据端口定义在物理链路模型P中查找某一端口的所有生成树，在所有生成树中根据接收端口和VLAN-ID确认与虚拟链路对应的物理链路集合。