智能變電站網絡拓撲圖的生成方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，包括：對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義；制定SVG元素ID規范；對進行擴展后的SCD文件進行解析；以及根據解析后的SCD文件及制定的SVG元素ID規范創建SVG格式的網絡拓撲圖。上述生成方法可快速的生成智能變電站的網絡拓撲圖。本發明還提供了一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統。
【專利說明】智能變電站網絡拓撲圖的生成方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能變電站【技術領域】，特別涉及一種快速生成智能變電站的網絡拓撲圖的方法及系統。
【背景技術】
[0002]數字化變電站是以變電站一、二次設備為數字化對象，以高速網絡通信平臺為基礎，通過對數字化信息進行標準化，實現信息共享和互操作，并以網絡數據為基礎，實現繼電保護、數據管理等功能的新一代變電站。依據IEC 61850，數字化變電站的結構可分為三個層次，分別為過程層、間隔層和站控層，其中過程層是一次設備和二次設備的結合面，其主要用于實現數字采樣和開關刀閘等信號的采集；間隔層主要實現作用于該間隔一次設備的功能，與各種遠方輸入/輸出、傳感器和控制器通信；站控層主要完成對間隔層、過程層設備的監視和控制。
[0003]目前，國家電網公司已經對裝置廠家提出了網絡狀態監視及故障診斷、智能設備監視及預警等技術要求，根本目標是使得通信網絡及智能設備狀態“可視化”、故障可定位，便于快速排查網絡及裝置故障。
[0004]智能變電站全站配置文件(SCD文件)描述了變電站的邏輯模型，以XML格式定義了智能設備(IED)的數據集、報告控制塊、SV(Sample Value，是數字化變電站過程層傳輸的數字化采樣數據的簡稱)控制塊、GOOSE (Generic Object Oriented Substat1nEvent，是數字化變電站過程層傳輸的面向通用對象的變電站事件的簡稱)控制塊、支持的MMS (Manufacturing Message Specificat1n,是制造報文規范的簡稱)服務等信息,此類信息包含了 IED的通信報文及IED之間的訂閱關系，網絡監視裝置可通過捕捉報文、訂閱裝置的告警報告、接收交換機狀態信息等手段，對網絡及IED進行監視及故障診斷。因此，此類信息必須出現在網絡拓撲圖中。
[0005]網絡及智能設備狀態監視及異常定位功能需要基于網絡拓撲圖實現，為了便于交互及擴展，可縮放矢量圖形(Scalable Vector Graphics, SVG)成為拓撲圖格式的首選。目前，網絡拓撲圖一般由繪圖工具人工繪制。因智能變電站網絡結構較為復雜，一個普通規模的220kV變電站，IED有60個左右，500kV變電站IED會更多，而且拓撲圖中必須包含通信節點便于進行后續的監視功能，因而拓撲圖的繪制及定義極為繁瑣。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種可快速生成智能變電站的網絡拓撲圖的方法及系統。所述技術方案如下:
[0007]第一方面，本發明提供了一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，包括:對S⑶文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義；制定SVG元素ID規范；對進行擴展后的SCD文件進行解析；以及根據解析后的SCD文件及制定的SVG元素ID規范創建SVG格式的網絡拓撲圖。
[0008]優選地，所述智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法還包括:使用網絡瀏覽器或者Adobe SVG Viewer等工具對生成的SVG格式的網絡拓撲圖進行渲染。
[0009]優選地，所述步驟“對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義”中，對交換機定義字段并在各子網下定義交換機及級聯關系，字段名稱包括Name、Desc、Ports及Port_Def_n，其中，Name字段用于描述交換機名稱，其為交換機的關鍵字且整個文件中不能重復；Desc字段指交換機的描述信息；Ports指端口的數目；Port_Def_n中的η定義端口號，該字段數目與交換機端口數目一致，還定義交換機的η端口接入的內容。
[0010]優選地，所述步驟“制定SVG元素ID規范”中，對智能變電站中的智能電子設備及交換機用Image元素定義，對智能電子設備之間連接的網線或光線用Line元素定義。
[0011]優選地，所述步驟“對進行擴展后的SCD文件進行解析”包括:應用XML文件解析工具，遍歷S⑶文件中的所有節點,解析S⑶文件的Communicat1n字段以及解析出各子網及接入子網的IED和控制塊；以及將解析結果存入存儲器內。
[0012]優選地，所述存儲器以兩層鏈表進行存儲，包括智能電子設備鏈表及交換機鏈表，其中所述智能電子設備鏈表下保存控制塊鏈表，交換機鏈表下保存端口鏈表。
[0013]優選地，所述步驟“根據解析后的S⑶文件及制定的SVG元素ID規范創建SVG格式的網絡拓撲圖”包括:子圖劃分及元素定位；根據元素及ID創建交換機和智能電子設備；以及遍歷交換機各端口的定義以查找端口連接的智能電子設備或其他交換機，并根據交換機和智能電子設備的位置，添加Line元素，以建立交換機到智能電子設備或其他交換機的連接。
[0014]第二方面，本發明還提供了一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統，包括:擴展模塊，用于對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義；元素定義模塊；用于制定SVG元素；ID定義模塊，用于制定ID規范；SCD文件解析模塊，用于遍歷SCD文件中的所有節點，解析S⑶文件的Communicat1n字段以及解析出各子網及接入子網的智能電子設備和控制塊；存儲器，用于存儲上述解析結果；以及網絡拓撲圖創建模塊，用于劃分子圖及定位元素，還用根據Image元素及ID定義創建交換機和智能電子設備以及根據Line元素創建網線或光纖。
[0015]優選地，所述存儲器包括智能電子設備鏈表及交換機鏈表，其中所述智能電子設備鏈表下保存控制塊，所述交換機鏈表下保存端口。
[0016]本發明的有益效果如下:
[0017]本發明的智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統及方法先對SCD文件進行擴展，以加入網絡結構及連接關系的定義；之后制定SVG元素ID規范，明確智能變電站用到的元素的ID ;再之后運用通用的XML解析工具，解析S⑶文件；最后通過SVG生成工具，創建SVG格式的網絡拓撲圖。本發明中的SCD文件擴展部分和SVG文件的ID規范可作為電力系統行業或者地方規范進行推廣，如果采納此兩項定義，工程實施時自動生成網絡拓撲圖，為基于拓撲圖進行直觀的網絡結構監視及預警打下基礎，為智能變電站安全可靠運行提供一項技術支撐。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1-3為本發明智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法的較佳實施方式的流程圖。
[0019]圖4為本發明智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統的較佳實施方式的方框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，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。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動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。
[0021]首先，在對實施例進行描述之前，有必要對本文中出現的一些術語進行解釋。例如:
[0022]本文中若出現使用“第一”、“第二”等術語來描述各種元件，但是這些元件不應當由這些術語所限制。這些術語僅用來區分一個元件和另一個元件。因此，“第一”元件也可以被稱為“第二”元件而不偏離本發明的教導。
[0023]另外，應當理解的是，當提及一元件“連接”或者“聯接”到另一元件時，其可以直接地連接或直接地聯接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當提及一元件“直接地連接”或“直接地聯接”到另一元件時，則不存在中間元件。
[0024]在本文中出現的各種術語僅僅用于描述具體的實施方式的目的而無意作為對本發明的限定。除非上下文另外清楚地指出，則單數形式意圖也包括復數形式。
[0025]當在本說明書中使用術語“包括”和/或“包括有”時，這些術語指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。
[0026]本發明智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統及方法是基于智能變電站的全站配置文件而工作。智能變電站的全站配置文件(System Configurat1n Descript1n, SO))描述了變電站內所有智能電子設備(Intelligent Electronic Devices, IED)的實例配置和通信參數、IED之間的通信配置以及變電站一次系統結構等信息，其基于每個智能變電站有所不同。下文將智能變電站的全站配置文件簡稱為SCD文件。
[0027]請參考圖1所示，本發明一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法的較佳實施方式包括以下步驟:
[0028]步驟S1:對S⑶文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義。
[0029]目前的SCD文件中已有Communicat1n段，該段定義了 MMS網、SMV網、G00SE網接入的控制塊。具體而言，本實施方式中，擴展交換機定義字段，在各子網下定義交換機及級聯關系。交換機節點用Switch進行定義，包含的字段及其定義如表I所示:
[0030]
【權利要求】
1.一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，包括: 對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義； 制定SVG元素ID規范； 對進行擴展后的SCD文件進行解析；以及 根據解析后的SCD文件及制定的SVG元素ID規范創建SVG格式的網絡拓撲圖。
2.根據權利要求1所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，其特征在于，還包括: 使用網絡瀏覽器或者Adobe SVG Viewer等工具對生成的SVG格式的網絡拓撲圖進行渲染。
3.根據權利要求1所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，其特征在于，所述步驟“對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義”中，對交換機定義字段并在各子網下定義交換機及級聯關系，字段名稱包括Name、Desc、Ports及Port_Def_n,其中,Name字段用于描述交換機名稱，其為交換機的關鍵字且整個文件中不能重復；DesC字段指交換機的描述信息；Ports指端口的數目；Port_Def_n中的η定義端口號，該字段數目與交換機端口數目一致，還定義交換機的η端口接入的內容。
4.根據權利要求1所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，其特征在于，所述步驟“制定SVG元素ID規范”中，對智能變電站中的智能電子設備及交換機用Image元素定義，對智能電子設備之間連接的網線或光線用Line元素定義。
5.根據權利要求1所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，其特征在于，所述步驟“對進行擴展后的SCD文件進行解析”包括: 應用XML文件解析工具,遍歷S⑶文件中的所有節點，解析S⑶文件的Communicat1n字段以及解析出各子網及接入子網的IED和控制塊；以及將解析結果存入存儲器內。
6.根據權利要求5所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，所述存儲器以兩層鏈表進行存儲，包括智能電子設備鏈表及交換機鏈表，其中所述智能電子設備鏈表下保存控制塊鏈表，交換機鏈表下保存端口鏈表。
7.根據權利要求1所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成方法，其特征在于，所述步驟“根據解析后的SCD文件及制定的SVG元素ID規范創建SVG格式的網絡拓撲圖”包括: 子圖劃分及元素定位； 根據元素及ID創建交換機和智能電子設備；以及 遍歷交換機各端口的定義以查找端口連接的智能電子設備或其他交換機，并根據交換機和智能電子設備的位置，添加Line元素，以建立交換機到智能電子設備或其他交換機的連接。
8.一種智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統，包括: 擴展模塊，用于對SCD文件進行擴展，加入網絡結構及連接關系的定義； 元素定義模塊；用于制定SVG元素； ID定義模塊，用于制定ID規范； S⑶文件解析模塊，用于遍歷S⑶文件中的所有節點，解析S⑶文件的Communicat1n字段以及解析出各子網及接入子網的智能電子設備和控制塊； 存儲器，用于存儲上述解析結果；以及 網絡拓撲圖創建模塊，用于劃分子圖及定位元素，還用根據Image元素及ID定義創建交換機和智能電子設備以及根據Line元素創建網線或光纖。
9.根據權利要求8所述的智能變電站的網絡拓撲圖的生成系統，其特征在于，所述存儲器包括智能電子設備鏈表及交換機鏈表，其中所述智能電子設備鏈表下保存控制塊，所述交換機鏈表下保存端口。
【文檔編號】H04L12/24GK104184621SQ201410448720
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】周海斌, 王鵬飛, 付毅, 周欽, 盧俊, 孫輝, 林敏 , 鄧榮華, 陽帆 申請人:武漢國電武儀電氣股份有限公司