变电站信息实时感知和传输交换方法技术

本发明专利技术公开了一种变电站信息实时感知和传输交换方法，包括：业务感知处理单元、业务传输交换引擎、管理单元和业务逻辑单元，采用如下步骤：(1)首先通过业务逻辑单元解析导入的SCD文件；(2)然后将解析后得到的业务逻辑映射保存在管理单元中，管理单元以伺服的方式监听变电站全站智能设备上线信息；(3)当变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文经过业务感知处理单元时，业务感知处理单元将对报文的内部Ether Type和APPID字段进行检查，确认报文的性质；(4)如果业务感知处理单元确认的报文和管理单元解析的业务逻辑匹配，则业务感知处理单元将报文转交给业务传输交换引擎，由业务传输交换引擎完成业务数据的转发。

Real-time Sensing and Transfer and Exchange Method of Substation Information

The invention discloses a real-time sensing and transmission and exchange method for substation information, which includes: service sensing processing unit, service transmission and exchange engine, management unit and service logic unit. The following steps are adopted: (1) first, the imported SCD file is parsed by service logic unit; (2) then, the parsed business logic mapping is saved in the management unit, and the management unit is waiting for it. The mode of service monitors the on-line information of intelligent devices in substations; (3) When the GOOSE and SV service messages generated by the process layer devices in substations pass through the service-aware processing unit, the service-aware processing unit will check the internal Ether Type and APID fields of the message to confirm the nature of the message; (4) If the service-aware processing unit confirms the message and the management form; (4) If the service-aware processing unit confirms the message and the management form. When meta-parsing business logic matches, the service-aware processing unit transfers the message to the service transmission and exchange engine, and the service transmission and exchange engine completes the forwarding of the service data.

【技术实现步骤摘要】
变电站信息实时感知和传输交换方法
本专利技术属于智能变电站通信传输领域，尤其是涉及一种变电站信息实时感知和传输交换方法。
技术介绍
工业以太网交换机作为站内信息交换传输设备，在变电站中普遍应用，但受限于交换机数据转发处理原理，只能处理到MAC地址等二层以太网信息，无法实现业务感知，不会解析GOOSE、SV报文内容，不能感知交换机每个业务端口相连接的IED设备，交换机业务配置完全依赖于手动配置，不能实现精确到继电保护业务流的安全信息传输和交换，出错率高，而且相对繁琐。解决变电站信息通信不透明，不可见的问题，实现站内通信业务的智能感知，并提供了一种基于业务流的信息交换传输方法，大大提升站内通信的可靠性和安全性，
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变电站信息实时感知和传输交换方法，以解决变电站信息通信不透明、出错率高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：变电站信息实时感知和传输交换方法，包括：业务感知处理单元、业务传输交换引擎、管理单元和业务逻辑单元，采用如下步骤：(1)首先通过业务逻辑单元解析导入的SCD文件，分析出其中智能变电站中各个间隔IED设备信息，通过IED设备通信能力描述，提取出变电站通信网络的逻辑拓扑和对应关系，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射，在变电站信息交换中形成虚拟二次回路；(2)然后将解析后得到的业务逻辑映射保存在管理单元中，管理单元以伺服的方式监听变电站全站智能设备上线信息；(3)当变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文经过业务感知处理单元时，业务感知处理单元将对报文的内部EtherType和APPID字段进行检查，确认报文的性质；(4)如果业务感知处理单元确认的报文和管理单元解析的业务逻辑匹配，则业务感知处理单元将报文转交给业务传输交换引擎，由业务传输交换引擎完成业务数据的转发。本方案通过感知到的实时继电保护业务信息流，结合SCD文件中通信逻辑关系，能够自动为业务分配合适的通信路径，实现精确到继电保护业务流的安全信息传输和交换，并为实现变电站业务全景实时监视实时提供了技术保障。进一步的，所述的业务数据的转发步骤包括:(1)报文首先由业务感知处理单元进行业务识别，通过查找包头，如检测识别到业务的EtherType不是x88BA/0X88B8，则为非GOOSE或者SMV业务，直接交给交换处理引擎，依照常规二层工业以太网交换机的转发方式进行业务转发；如检测识别到业务的EtherType为x88BA/0X88B8，则为GOOSE或者SMV业务，根据APPID划分规则，检查APPID正确性，若正确，则进入步骤(2)；(2)根据检测到的APPID查找交换机的虚拟二次回路转发表，如果该APPID不在虚拟二次回路转发表中，则将直接将该报文丢弃并给出告警提示；如果该APPID与虚拟二层回来转发表的APPID匹配，则FPGA将业务转交给交换处理引擎，从指定路径完成报文转发。进一步的，所述的APPID正确性范围为：SMV业务APPID大于0x4000；GOOSE业务APPID小于等于0x4000。进一步的，所述的虚拟二次回路建立过程如下：(1)交换解析得到业务逻辑关系表；(2)伺服方式检测发布端业务；(3)伺服方式检测订阅设备消息，如果未检测到，则将业务状态标记为“未”同步；(4)如果检测到订阅设备消息，则为该业务的发布/订阅以虚拟二次回路的形式建立通信链路完成业务的转发；(5)业务发布/订阅物理端口介入位置发生改变，重复步骤(2)-(4)。附图说明图1、本专利技术的技术原理框图；图2、本专利技术的APPID的业务转发流程图；图3、本专利技术的虚拟二次回路建立流程图。具体实施方式术语解释：SV报文:智能变电站过程层网络模拟量(电流电压采样值)传送所采用的一种报文格式。GOOSE报文:是IEC61850标准定义的一种通用的以对象为中心的变电站事件抽象模型，提供(如命令、告警等)快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等。SCD为变电站IEC61850标准中substationconfigurationdescription的缩写，即全站系统配置文件。如图1所示，本专利技术包括业务感知处理单元A、业务传输交换引B擎、管理单元C和业务逻辑单元D。在传统的信息交换设备增加了业务感知处理单元A和业务逻辑单元D。业务感知处理单元A，由FPGA构成，用于感知识别变电站过程层设备产生的继电保护业务流报文，建立该端口和APPID的存储表；业务传输交换引擎B，由交换芯片构成，用于业务数据的转发；管理单元C，用于对业务感知处理单元、业务传输交换引擎进行配置管理；业务逻辑单元D，用于导入智能变电站SCD文件，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射。配合增加的单元，采用如下步骤：(1)首先通过业务逻辑单元解析导入的SCD文件，分析出其中智能变电站中各个间隔IED设备信息，通过IED设备通信能力描述，提取出变电站通信网络的逻辑拓扑和对应关系，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射，在变电站信息交换中形成虚拟二次回路；该方案的关键在于虚拟二次回路转发表(即基于APPID的业务转发表)的生成和维护，SCD文件中解析到的每一个APPID，在变电站信息交换中形成虚拟二次回路；(2)然后将解析后得到的业务逻辑映射保存在管理单元中，管理单元以伺服的方式监听变电站全站智能设备上线信息；(3)当变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文经过业务感知处理单元时，业务感知处理单元将对报文的内部EtherType和APPID字段进行检查，确认报文的性质；(4)如果业务感知处理单元确认的报文和管理单元解析的业务逻辑匹配，则业务感知处理单元将报文转交给业务传输交换引擎，由业务传输交换引擎完成业务数据的转发。变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文，A处理识别报文、APPID，并建立该端口和APPID的存储表；D导入智能变电站SCD文件，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射。将两张存储表对应比较合并即可以完确定继电保护业务传输交换的路由映射关系。在前端增加通信设备的前段增加业务感知处理单元A后，可以灵活的对报文进行处理；对SV报文和GOOSE报文进行智能识别；实现了基于业务流的信息传输与交换。在管理单元C的后端增业务逻辑单元D和业务感知处理单元A后，可以分析处理SCD文件，识别IED设备和交换机端口之间的连接关系，感知和解析变电站继电保护业务信息，实现精确到业务流的安全传输和交换方法。本专利技术通过建立端口和IED设备的存储表、连接绑定关系，解析继电保护业务报文信息，并通过解析SCD文件，完成基于继电保护业务流的信息传输交换，解决了变电站信息通信不透明，不可见的问题，实现站内通信业务的智能感知，并提供了一种基于业务流的信息交换传输方法，大大提升站内通信的可靠性和安全性，并为实现变电站业务全景实时监视实时提供了技术保障。继电保护业务报文格式如下：DASAox8100VIDEtherTypeappidpayloadcrc通过A读取EtherType字段可以确定报文的性质，其中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站信息实时感知和传输交换方法，包括：业务感知处理单元、业务传输交换引擎、管理单元和业务逻辑单元，采用如下步骤：(1)首先通过业务逻辑单元解析导入的SCD文件，分析出其中智能变电站中各个间隔IED设备信息，通过IED设备通信能力描述，提取出变电站通信网络的逻辑拓扑和对应关系，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射，在变电站信息交换中形成虚拟二次回路；(2)然后将解析后得到的业务逻辑映射保存在管理单元中，管理单元以伺服的方式监听变电站全站智能设备上线信息；(3)当变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文经过业务感知处理单元时，业务感知处理单元将对报文的内部Ether Type和APPID字段进行检查，确认报文的性质；(4)如果业务感知处理单元确认的报文和管理单元解析的业务逻辑匹配，则业务感知处理单元将报文转交给业务传输交换引擎，由业务传输交换引擎完成业务数据的转发。

【技术特征摘要】
1.一种变电站信息实时感知和传输交换方法，包括：业务感知处理单元、业务传输交换引擎、管理单元和业务逻辑单元，采用如下步骤：(1)首先通过业务逻辑单元解析导入的SCD文件，分析出其中智能变电站中各个间隔IED设备信息，通过IED设备通信能力描述，提取出变电站通信网络的逻辑拓扑和对应关系，建立IED设备业务订阅/发布关系以及设备相关APPID的业务逻辑映射，在变电站信息交换中形成虚拟二次回路；(2)然后将解析后得到的业务逻辑映射保存在管理单元中，管理单元以伺服的方式监听变电站全站智能设备上线信息；(3)当变电站过程层设备产生的继电保护业务流GOOSE、SV业务报文经过业务感知处理单元时，业务感知处理单元将对报文的内部EtherType和APPID字段进行检查，确认报文的性质；(4)如果业务感知处理单元确认的报文和管理单元解析的业务逻辑匹配，则业务感知处理单元将报文转交给业务传输交换引擎，由业务传输交换引擎完成业务数据的转发。2.按照权利要求1所述的变电站信息实时感知和传输交换方法，其特征在于，所述的业务数据的转发步骤包括:(1)报文首先由业务感知处理单元进行业务识别，通过查找包头，如检测识别到业务的EtherType不是x88BA/0X88B8，则为非GOOSE或者SMV...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志宏，葛光胜，郭华江，王华东，常彦平，马恒，周建，闫冈，翟文博，李建永，焦建，王俊芝，蒋彦喜，刘玉琦，丁艳芳，
申请(专利权)人：许昌许继昌南通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41