CN106160227B - 一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法 - Google Patents

一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法,所述方法包括如下步骤:设置独立网络的交换机的cpu端口VLAN;将独立网络内的交换机间的级联端口划入所述VLAN中;将与网管型交换机所连接的交换机端口划入所述VLAN中;向独立网络中的交换机分配管理IP;启动交换机的LLDP功能并实现全站通信网络的统一管理;本发明将分散的通信网络通过管理网络连接起来,由于独立VLAN的存在,新增的布线组网并不会对已有业务造成任何影响,而且,网络布线和交换机上划分VLAN操作实现也不复杂,在工程实施上也较为简单。

Description

一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法
技术领域
本发明涉及智能变电站网络通信技术领域,具体讲涉及一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法。
背景技术
变电站,改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方,必须把电压升高,变为高压电,到用户附近再按需要把电压降低,这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同,小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所:一般是电压等级在110KV以下的降压变电站;变电站:包括各种电压等级的“升压、降压”变电站。变电站是电力***中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
智能变电站综合了电网中一次设备和二次设备的基本功效,以IEC61850通信规范为依据,实现变电站内部智能电器设备之间信息共享和互相操作等基本要求。
智能变电站通过IEC61850的信息分层方式将自动化***分为站控层、间隔层和过程层,以实现全站信息数字化和通信平台网络化。智能变电站内通信网络一般采用物理上独立的站控层网络和过程层网络。站控层网络用于连接站控层设备和间隔层设备,过程层网络用于连接过程层设备和间隔层设备。为了保证网络的可靠性,每层网络通常会采用冗余的双星形拓扑。过程层网络又会分为独立的GOOSE网和SV网。过程层网络根据电压等级也分为多个物理网络,当然这些网络会有互为冗余的A/B网,所以整个变电站的通信网络被分为了多个独立的网络,目前并没有一个统一的管理***对这些网络进行管理。
LLDP是在802.1ab中定义的二层协议,它提供了一种标准的链路层发现方式,可以将本端设备的的主要能力、管理地址、设备标识、接口标识等信息组织成不同的TLV中发布给与自己直连的邻居,邻居收到这些信息后将其以标准MIB的形式保存起来,同时也把从邻居接收的LLDPDU以标准MIB的形式保存起来,这些MIB信息可用于发现设备的物理拓扑结构以及管理配置信息。管理***通过SNMP客户端读取这些MIB,就可以构建通信网络的拓扑结构。
SNMP是简单网络管理协议(SNMP),由一组网络管理的标准组成,包含一个应用层协议(application layer protocol)、数据库模型(database schema)和一组资源对象。该协议能够支持网络管理***,用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。该协议是互联网工程工作小组(IETF,Internet Engineering Task Force)定义的internet协议簇的一部分。SNMP能够使网络管理员提高网络管理效能,及时发现并解决网络问题以及规划网络的增长。网络管理员还可以通过SNMP接收网络节点的通知消息以及告警事件报告等来获知网络出现的问题。
由于目前智能变电站中的通信网络由多个独立网络构成,使用LLDP协议也只能分别获取各个网络拓扑,无法实现统一的网络管理,为此迫切需要一种通信网络统一管理的方法,使得智能变电站全站通信网络可以构建成一张统一的管理网络。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本发明提供一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法,所述方法包括如下步骤:
I、设置独立网络交换机的cpu端口VLAN;
II、将独立网络的交换机间的级联端口划入所述VLAN中;
III、将与网管型交换机所连接的交换机端口划入所述VLAN中;
IV、向独立网络交换机分配管理IP;
V、启动交换机的LLDP功能并实现全站通信网络的统一管理。
优选的,所述步骤I独立网络交换机cpu端口的VLAN设置为区别于网络中存在的所有VLAN ID的VLAN M。
优选的,所述步骤II,以tagged模式将独立网络交换机间的级联端口划入所述VLAN中。
优选的,所述步骤III,以tagged模式将通过光纤或者网线接入网管型交换机的独立网络交换机端口划入所述VLAN中。
优选的,所述步骤IV交换机分配管理IP包括:为独立网络交换机分配管理IP,所述智能变电站全站的IP在同一网段。
优选的,所述步骤V交换机的LLDP功能包括:LLDP给以太网网络设备定义一种标准的方法,使其向网络中其它节点公告自身的存在,并保存各个邻近设备的发现信息。
优选的,所述步骤V实现全站通信网络的统一管理包括:管理***通过SNMP读取各个交换机中的LLDP-MIB获取网络中所有交换机间的连接关系,进而构建整张网络的拓扑结构,或者在网管***中屏蔽新增的连接关系,通过SNMP的get和set操作,对所有业务交换机功能参数读取和配置,从而实现全站通信网络的统一管理。
优选的,所述智能变电站包括过程层设备、间隔层设备、站控层设备、站控层网络和过程层网络;
所述站控层设备与间隔层设备通过以太网进行信息传输,所述间隔层设备与过程层设备通过光缆进行通信;
所述间隔层设备跨接所述站控层网络和所述过程层网络。
优选的,所述过程层设备包括:智能设备、合并单元和智能终端,完成变电站电能分配、变化、传输及其测量、控制、保护、计量和状态监测功能;
所述间隔层设备包括:继电保护装置、测控装置和故障录波二次设备,实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能;
所述站控层设备包括:自动化***、站域控制***、通信***和对时***,实现面向全站或一次设备的测量和控制功能,完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集和保护信息管理功能。
优选的,所述测控装置包括主变压器油色谱在线监测模块、避雷器状态检测模块和电源***;
所述电源***包括交流电源***、直流电源***、UPS电源***、通信电源***、逆变电源***和通信监控***。
与最接近的现有技术相比,本发明具有以下优益效果:
1、本发明将所有物理上分散的网络集中起来,形成一张管理网络,从而可以实现通信网络的统一管理。
2、本发明所有的管理端口都在一个独立的VLAN中,业务报文无法通过新增的通道进入管理交换机及管理***,管理报文也不会进入业务端口而影响正常的业务通信的。
3、本发明中提到的管理平台交换机可以是新增的一台交换机,也可以利用站控层交换机的冗余端口来实现,而且,网络布线和交换机上划分VLAN操作实现也不复杂,所以本发明在工程实施上较为简单。
附图说明
图1为本发明的智能变电站全站通信网络统一管理的方法示意图;
图2为本发明的智能变电站原理框图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供一种智能变电站全站通信网络统一管理的方法,如图2所述,智能变电站从结构上分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络,从功能上分为过程层和站控层:
所述站控层设备与间隔层通过以太网进行信息传输,所述间隔层设备与过程层设备通过光缆进行通信;
所述间隔层设备跨接所述站控层网络和所述过程层网络。
过程层设备包括:一次设备和智能组件构成的智能操作箱、合并单元和智能终端;一次设备包括:电子式互感器和开关设备等。
间隔层设备包括:继电保护装置、测控装置、计量装置和故障录波等二次设备;
站控层设备包括:自动化***、站域控制***、通信***和对时***。
所述测控装置包括主变压器油色谱在线监测模块、避雷器状态检测模块和电源***;
电源***包括交流电源***、直流电源***、UPS电源***、通信电源***、逆变电源***和通信监控***
站控层设备由远动通信装置、网络记录分析、站域控制***以及站级监控***、服务器等设备所构成的信息一体化平台,实现对智能变电站全景数据监控、处理和综合分析以及远端通信等功能;
通过间隔层设备通信总线实现与过程层设备、变电站层设备以及各种控制器和传感器之间的数据通信,并利用配套的测控装置、继电保护装置等智能二次设备对过程层的电子式互感器、断路器、变压器等一次设备进行监测与信号采样,通过对采样信号的分析和判断而执行相应的操作;
通过采用先进的电子装置和智能组件对过程层设备中的变压器、电压/电流互感器、断路器以及隔离开关等一次设备的替换和改造,实现了过程层设备的智能化。
智能变电站全站通信网络统一管理的方法包括如下步骤:
I、设置独立网络的交换机的cpu端口的VLAN;
将智能变电站中的所有独立网络的交换机的cpu端口的VLAN即管理VLAN统一设置为VLAN M,M区别于网络中存在的所有VLAN ID。
II、将独立网络内的交换机间的级联端口划入新设置的VLAN中;
将每个独立网络内的交换机间的级联端口划入VLAN M中,以tagged模式加入,确保管理报文可以跨交换机转发,此处的端口是tagged模式,当数据包本身不包含VLAN的话,输入的数据包就加上该缺省vlan;如果数据包本身已经包含了VLAN,那么就不再添加。
III、将与网管型交换机所连接的交换机端口划入新设置的VLAN中;
每个独立网络引一根光纤或者网线接入网管型交换机,独立网络端所连接的交换机端口划在VLAN M中,并且以tagged模式加入,网管型交换机这端所连接的交换机的端口也划在VLAN M中,并且以tagged模式加入
IV、独立网络中的交换机分配管理IP;
独立网络中的每台交换机分配一个管理IP,全站IP要在同一网段,管理***的IP也在该网段中,确保管理***可以访问到每一台交换机。
V、开启交换机的LLDP功能并实现全站通信网络的统一管理;
链路层发现协议LLDP是一个厂商无关的二层协议,可以将本端设备的的主要能力、管理地址、设备标识、接口标识等信息组织成不同的TLV(Type/Length/Value,类型/长度/值),并封装在LLDPDU(Link Layer Discovery Protocol Data Unit,链路层发现协议数据单元)中发布给与自己直连的邻居,邻居收到这些信息后将其以标准MIB(ManagementInformation Base,管理信息库)的形式保存起来,以供网络管理***查询及判断链路的通信状况,本发明中将每台交换机开启LLDP功能,用于向网络中其他节点公告自身的存在,并保存各个邻近设备的发现信息。
管理***通过SNMP读取各个交换机中的LLDP-MIB获取网络中所有交换机间的连接关系,进而构建整张网络的拓扑结构。当然,也可以在网管***中屏蔽新增的连接关系,而是仅仅描绘出业务网络的拓扑,然后通过SNMP的get和set操作,对所有业务交换机功能参数读取和配置,从而实现全站通信网络的统一管理。
简单网络管理协议SNMP,由一组网络管理的标准组成,包含一个应用层协议(application layer protocol)、数据库模型(database schema)和一组资源对象。该协议能够支持网络管理***,用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况,网络管理员还可以通过SNMP接收网络节点的通知消息以及告警事件报告等来获知网络出现的问题。
SNMP管理的网络主要由三部分组成:被管理的设备、SNMP代理和网络管理***(NMS),它们之间的关系具体如下:
网络中被管理的每一个设备都存在一个管理信息库(MIB)用于收集并储存管理信息。通过SNMP协议,NMS能获取这些信息。被管理设备,又称为网络单元或网络节点,可以是支持SNMP协议的路由器、交换机、服务器或者主机等等。
SNMP代理是被管理设备上的一个网络管理软件模块,拥有本地设备的相关管理信息,并用于将它们转换成与SNMP兼容的格式,传递给NMS。
NMS运行应用程序来实现监控被管理设备的功能。另外,NMS还为网络管理提供大量的处理程序及必须的储存资源。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
I、设置独立网络交换机的cpu端口VLAN;
II、将独立网络交换机间的级联端口划入所述VLAN中;
III、将与网管型交换机所连接的交换机端口划入所述VLAN中;
IV、向独立网络交换机分配管理IP;
V、启动交换机的LLDP功能并实现全站通信网络的统一管理;
所述步骤V交换机的LLDP功能包括:将本端设备的主要能力、管理地址、设备标识和接口标识信息组织成不同的类型/长度/值,并封装在链路层发现协议数据单元中发布给与自己直连的邻居,邻居收到这些信息后将其以标准管理信息库的形式保存起来,以供网络管理***查询及判断链路的通信状况;
所述步骤V实现全站通信网络的统一管理包括:管理***通过SNMP读取各个交换机中的LLDP-MIB获取网络中所有交换机间的连接关系,进而构建整张网络的拓扑结构,或者在网管***中屏蔽新增的连接关系,通过SNMP的获取和设置操作,对所有业务交换机功能参数读取和配置,从而实现全站通信网络的统一管理。
2.如权利要求1所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述步骤I独立网络交换机cpu端口的VLAN设置为区别于网络中存在的所有VLAN ID的VLAN M。
3.如权利要求1所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述步骤II,以tagged模式将独立网络交换机间的级联端口划入所述VLAN中。
4.如权利要求1所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述步骤III,以tagged模式将通过光纤或者网线接入网管型交换机的独立网络交换机端口划入所述VLAN中。
5.如权利要求1所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述步骤IV交换机分配管理IP包括:为独立网络交换机分配管理IP,所述智能变电站全站的IP在同一网段。
6.如权利要求1所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述智能变电站包括过程层设备、间隔层设备、站控层设备、站控层网络和过程层网络;
所述站控层设备与间隔层设备通过以太网进行信息传输,所述间隔层设备与过程层设备通过光缆进行通信;
所述间隔层设备跨接所述站控层网络和所述过程层网络。
7.如权利要求6所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述过程层设备包括:智能设备、合并单元和智能终端;
所述间隔层设备包括:继电保护装置、测控装置和故障录波二次设备;
所述站控层设备包括:自动化***、站域控制***、通信***和对时***。
8.如权利要求7所述的智能变电站全站通信网络统一管理方法,其特征在于,所述测控装置包括主变压器油色谱在线监测模块、避雷器状态检测模块和电源***;
所述电源***包括交流电源***、直流电源***、UPS电源***、通信电源***、逆变电源***和通信监控***。
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