本發(fā)明屬電工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析的故障定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著微機(jī)、通信及電力電子等技術(shù)的高速發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，集中監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、網(wǎng)絡(luò)分析等技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了變電站的自動(dòng)化水平，減輕了變電站運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，無(wú)人值守型變電站得到了極大的推廣和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)分析儀的出現(xiàn)提高了變電站自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳送的正確性和可靠性，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通道原始數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)不斷的記錄和分析，可從源頭上查找發(fā)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的原因，確保維護(hù)人員迅速定位故障。

常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析儀雖然能夠存儲(chǔ)足夠時(shí)間的全站報(bào)文并進(jìn)行規(guī)約解釋等功能，在一定程度上方便了運(yùn)維人員的日常工作，但是網(wǎng)絡(luò)分析儀存儲(chǔ)中并沒(méi)有與一次設(shè)備名稱對(duì)應(yīng)的信息，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)報(bào)文故障發(fā)生后事故原因無(wú)從查起、報(bào)文可讀性差、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文展示不直觀且僅對(duì)間隔層報(bào)文進(jìn)行監(jiān)視存儲(chǔ)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分析儀的分析和記錄存在很多的缺點(diǎn)和不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決網(wǎng)絡(luò)分析在變電站中網(wǎng)絡(luò)分析儀故障定位的問(wèn)題，變電站的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中經(jīng)常存在的主站、子站不一致(主要體現(xiàn)在漏報(bào)、誤報(bào)、多報(bào)等)的情形，導(dǎo)致變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在對(duì)故障分析以及診斷定位中存在很大問(wèn)題?；谏鲜瞿康?，本發(fā)明提供了新的適用于調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析的故障定位系統(tǒng)及故障分析方法

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明適用于調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析的故障定位系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是：

一種適用于調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析的故障定位系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)記錄儀、子站端網(wǎng)絡(luò)分析儀、主站端網(wǎng)絡(luò)分析儀；網(wǎng)絡(luò)記錄儀連接變電站站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)，并通過(guò)交換機(jī)鏡像口將變電站所有報(bào)文打上具體時(shí)標(biāo)存儲(chǔ)下來(lái)；子站端報(bào)文分析儀和主站端網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)高速以太網(wǎng)讀取上述報(bào)文進(jìn)行處理分析。

有益效果：本發(fā)明可靈活方便地滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試中心對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的專業(yè)化測(cè)試和分析要求，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)約解析、保存通信報(bào)文、偵聽(tīng)報(bào)文內(nèi)容等功能的測(cè)試，為主站、子站系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)進(jìn)行專業(yè)測(cè)試評(píng)估，可廣泛地應(yīng)用在電力自動(dòng)化系統(tǒng)或設(shè)備的工程安裝、系統(tǒng)驗(yàn)收、日常維護(hù)、排查故障，有效保障電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。

使用上述故障定位系統(tǒng)的故障定位方法可采用如下技術(shù)方案：

1)、具備網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的快速獲取與存儲(chǔ)

采用高性能嵌入式雙核構(gòu)架的硬件平臺(tái)，將通訊、計(jì)算處理、存儲(chǔ)等等功能硬件化，確保裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有足夠的數(shù)據(jù)處理能力；采用串口硬盤(pán)，讀寫(xiě)速度滿足無(wú)損記錄的要求；采用硬件壓縮存儲(chǔ)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)存取的效率、延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)原始報(bào)文記錄存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視及流量統(tǒng)計(jì)，具備異常報(bào)文記錄功能；

2)、將報(bào)文內(nèi)容解析為運(yùn)維人員可以簡(jiǎn)單查看的內(nèi)容

系統(tǒng)可以按幀和按信號(hào)分析網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，展示給運(yùn)維人員；運(yùn)維人員在排查網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題時(shí)，只需要查看本系統(tǒng)展示出來(lái)的直觀報(bào)文內(nèi)容即可；

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集智能變電站的各種網(wǎng)絡(luò)通訊報(bào)文，并給采集的每一幀數(shù)據(jù)按同一時(shí)鐘源均打上精確時(shí)標(biāo)，時(shí)標(biāo)精度不大于1微秒，采集完成后將數(shù)據(jù)通過(guò)pcie總線傳輸至網(wǎng)絡(luò)記錄單元，同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)記錄單元進(jìn)行通信，完成系統(tǒng)的配置、對(duì)時(shí)；

3)、間隔層報(bào)文與過(guò)程層報(bào)文對(duì)比校驗(yàn)

懷疑某個(gè)時(shí)刻報(bào)文存在問(wèn)題時(shí)將這一時(shí)刻的間隔層和過(guò)程層報(bào)文自動(dòng)校核，以對(duì)比的形式展示出來(lái)；

4)、將工程數(shù)據(jù)與報(bào)文內(nèi)容的進(jìn)行緊密結(jié)合

利用通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的一一對(duì)應(yīng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明適用于調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析的故障定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)架構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明中的硬件設(shè)計(jì)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在線分析及故障診斷定位系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)記錄儀、子站端網(wǎng)絡(luò)分析儀、主站端網(wǎng)絡(luò)分析儀。網(wǎng)絡(luò)記錄儀通過(guò)交換機(jī)鏡像口將變電站所有報(bào)文打上具體時(shí)標(biāo)存儲(chǔ)下來(lái)。子站端報(bào)文分析儀和主站端網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)高速以太網(wǎng)讀取存儲(chǔ)報(bào)文進(jìn)行處理分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本發(fā)明可靈活方便地滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試中心對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的專業(yè)化測(cè)試和分析要求，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)約解析、保存通信報(bào)文、偵聽(tīng)報(bào)文內(nèi)容等功能的測(cè)試，為主站、子站系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)進(jìn)行專業(yè)測(cè)試評(píng)估，可廣泛地應(yīng)用在電力自動(dòng)化系統(tǒng)或設(shè)備的工程安裝、系統(tǒng)驗(yàn)收、日常維護(hù)、排查故障，有效保障電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。

本發(fā)明中障定位方法的程如下：

一、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的快速獲取與可靠存儲(chǔ)

高速持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文存儲(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的基礎(chǔ)。丟幀現(xiàn)象是普通網(wǎng)絡(luò)分析的常見(jiàn)問(wèn)題。本發(fā)明采用高性能嵌入式雙核構(gòu)架的硬件平臺(tái)，將通訊、計(jì)算處理、存儲(chǔ)等等功能硬件化，確保裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有足夠的數(shù)據(jù)處理能力；采用大容量串口硬盤(pán)，讀寫(xiě)速度可滿足無(wú)損記錄的要求；采用硬件壓縮存儲(chǔ)技術(shù)，可以極大的提高了海量數(shù)據(jù)存取的效率、延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)原始報(bào)文記錄存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視及流量統(tǒng)計(jì)，具備異常報(bào)文記錄功能。

二、將報(bào)文內(nèi)容解析為運(yùn)維人員可以簡(jiǎn)單查看的內(nèi)容

系統(tǒng)可以按幀和按信號(hào)分析網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，通過(guò)合理的方式展示給運(yùn)維人員。運(yùn)維人員在排查網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題時(shí)，不必查看晦澀難懂的原始報(bào)文，只需要查看本系統(tǒng)展示出來(lái)的直觀報(bào)文內(nèi)容即可。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集智能變電站的各種網(wǎng)絡(luò)通訊報(bào)文，包括站控層網(wǎng)絡(luò)通訊報(bào)文、間隔層goose報(bào)文以及過(guò)程層采樣值報(bào)文等,裝置給采集的每一幀數(shù)據(jù)均打上精確時(shí)標(biāo)，時(shí)標(biāo)精度不大于1微秒，采集完成后將數(shù)據(jù)通過(guò)pcie總線傳輸至網(wǎng)絡(luò)記錄單元，同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)記錄單元進(jìn)行通信，完成系統(tǒng)的配置、對(duì)時(shí)等功能。

三、間隔層報(bào)文與過(guò)程層報(bào)文對(duì)比校驗(yàn)

間隔層和過(guò)程層報(bào)文不對(duì)應(yīng)是變電站內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)故障。報(bào)文對(duì)比校驗(yàn)功能可在在懷疑某個(gè)時(shí)刻報(bào)文存在問(wèn)題時(shí)將這一時(shí)刻的間隔層和過(guò)程層報(bào)文自動(dòng)校核，以對(duì)比的形式展示出來(lái)。這樣可以非常直觀的排查網(wǎng)絡(luò)報(bào)文故障，減少無(wú)目的的排查工作時(shí)間。

四、將工程數(shù)據(jù)與報(bào)文內(nèi)容的進(jìn)行緊密結(jié)合

本系統(tǒng)可利用通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的一一對(duì)應(yīng)。提高了網(wǎng)絡(luò)分析儀的易用性，提高了變電站運(yùn)維人員排查網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)的效率。

本發(fā)明在技術(shù)上通過(guò)采用cpu+fpga全嵌入式設(shè)計(jì)、多cpu協(xié)調(diào)互動(dòng)、通過(guò)上位機(jī)顯示、全站統(tǒng)一對(duì)時(shí)采集、高速存儲(chǔ)與管理的手段實(shí)驗(yàn)，如圖2所示：

具體實(shí)現(xiàn)如下

1.cpu+fpga全嵌入式設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊采用了cpu+fpga新型集成電路，保證強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，運(yùn)行穩(wěn)定可靠性和抗干擾能力；數(shù)據(jù)收集處理系統(tǒng)采用全嵌入式設(shè)計(jì)方法，采用源碼開(kāi)放的linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，多cpu協(xié)調(diào)運(yùn)算處理系統(tǒng)，極大提高了監(jiān)測(cè)記錄單元的數(shù)據(jù)的吞吐能力、處理實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

2.多cpu協(xié)調(diào)互動(dòng)

保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高速動(dòng)態(tài)捕捉及海量存儲(chǔ)，裝置采用總線結(jié)構(gòu)，按功能需求配置相應(yīng)板件，多cpu通過(guò)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，協(xié)調(diào)調(diào)度，采集數(shù)據(jù)就地存儲(chǔ)，存儲(chǔ)采用專門(mén)的硬件壓縮芯片完成，保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高速動(dòng)態(tài)捕捉及海量存儲(chǔ)。

3.后臺(tái)分析顯示軟件完全基于java語(yǔ)言和j2ee平臺(tái)等高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，信息交換使用xml格式，軟件系統(tǒng)靈活，易于跨平臺(tái)移植和擴(kuò)展；

4.網(wǎng)絡(luò)報(bào)文采集單元采用全站統(tǒng)一對(duì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)時(shí)，采集口與交換機(jī)鏡像口相連，能實(shí)現(xiàn)鏡像口線速流量不丟包記錄，裝置對(duì)接收的每一幀以太網(wǎng)鏈路數(shù)據(jù)幀均打上精確的時(shí)標(biāo)，時(shí)標(biāo)精度優(yōu)于1微秒。裝置具備流量統(tǒng)計(jì)、流量突變告警等功能。裝置能按端口、幀類型等進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。記錄的數(shù)據(jù)格式為pcap格式，單臺(tái)裝置不少于4個(gè)100m記錄口，連續(xù)記錄時(shí)間不少于3個(gè)月。裝置支持按起止時(shí)間、端口序號(hào)等條件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)查詢；

5.信息存儲(chǔ)系統(tǒng)采用全球最先進(jìn)的存儲(chǔ)管理平臺(tái)及海量存儲(chǔ)設(shè)備；

6.除圖形化的管理、配置界面外，所有軟件模塊均預(yù)留擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)接口，接口以類庫(kù)和腳本語(yǔ)言方式提供，系統(tǒng)管理和開(kāi)發(fā)人員可利用這些接口完成系統(tǒng)優(yōu)化、或附加功能開(kāi)發(fā)等工作。

本發(fā)明在軟硬件上同步進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)分析中的故障記錄進(jìn)行高效存儲(chǔ)、正確分析、迅速定位、直觀顯示，提高調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的安全性、可靠性、快速反應(yīng)故障的能力，同時(shí)降低了調(diào)度系統(tǒng)工作人員的工作強(qiáng)度且進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。