一种继电保护故障信息子站免配置免维护方法及系统与流程

本发明涉及计算机平台负载平衡，具体为一种继电保护故障信息子站免配置免维护方法及系统。

背景技术：

1、继电保护故障信息管理系统收集变电站继电保护装置等设备的实时／非实时运行、配置和故障信息，为继电保护装置提供了统一的分析平台，有利于调度部门迅速掌握电网的实际故障状态和继电保护动作行为，及时分析电网事故，及时正确判断和快速恢复系统，以及掌握继电保护设备的状态，有效分析继电保护动作，提高调度管理和运行管理水平。继电保护故障信息子站布置于厂站端，可以采集变电站内继电保护、录波器等智能装置的实时或非实时的运行、配置和故障信息，实现对不同厂家的模型解析，规约转化，信息上送等功能。

2、传统的继电保护故障信息子站配置方法为在厂站端召唤保信子站的配置文件，通过各个保信子站厂家的配置工具及组态模型进行配置文件的修改，其中配置内容包括但不限于ip地址、规约类型、数据类型、单位等规范化配置，由工作人员修改后下装至继电保护故障信息子站，重启后即可实现继电保护故障信息子站配置文件的更新及应用。

3、传统的继电保护故障信息子站维护方法主要由对继电保护故障。信息子站的外观及运行状态的巡视和配置文件的定期备份组成。

4、上述传统的继电保护故障信息子站配置及维护方法主要存在如下问题：

5、1.在对继电保护故障信息子站配置文件修改的过程中，极易由于现场人工失误导致配置错误、配置不规范、不统一，导致上送至继电保护故障信息主站的数据失真失实，对厂站端上送的数据在继电保护故障信息子站内配置后，继电保护故障信息主站收到的数据与厂站端的原始数据存在一定差异，数据保真率仅为90%。

6、2.不同厂家的继电保护故障信息子站维护、配置工具不尽相同，各个维护、配置工具无法通用。

7、3.当配置103通信规约时，需要通过继电保护故障信息子站进行统一建模，但不同厂家继电保护故障信息子站建模能力存在差异，建模后的数据格式、数据真实度、误码率等根据设备硬件参数及软件迭代不同而不尽相同，导致对数据进行高级应用开发存在严重不足甚至无法开展。

8、4.当保信子站出现故障及异常情况时，在主站端无法配置厂站端上送的数据，当数据中断时，在主站端无法快速对全链路进行检查，无法迅速判断通信中断原因，日常维护中，主站端无法对子站进行数据上送准确率的监测。

9、综上所述，亟需一种继电保护故障信息子站免配置免维护方法，对厂站内继电保护装置的数据通过继电保护故障信息子站原样上送，使数据保真率达到100%。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：解决了各个不同厂家子站的配置工具不同的难题，同时针对所有规约都可以实现数据归一化处理，在主站端对全链路进行检查，实现对子站的数据准确率的监测。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种继电保护故障信息子站免配置免维护方法，包括：

4、通过保信主站获取所有网络节点信息，并构建网络拓扑图；

5、对网络拓扑图中的新增节点进行标记；

6、与被标记的网络节点建立通讯，将被标记的网络节点的所有数据原版通过调度数据网上送至安全i区；

7、对厂站端保信子站进行台账配置，并下装配置文件数据至保信子站；

8、在保信主站对报文进行解析；

9、在保信主站建立规约库，针对新增节点上送的原版报文进行规约转换、数据解析。

10、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述获取所有网络节点信息包括自动发现新增网络节点，通过消息传递机制，聚合保信系统所有的网络节点及其邻居信息，并更新节点的特征表示，将每个已知节点的特征表示其邻居和更远节点的信息。

11、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述构建网络拓扑图包括构建节点特征矩阵，表示保信系统中每个节点的初始特征，表示层数，场站端间隔层为第0层，场站端保信子站为第1层，保信主站为第2层，≤2且为整数；

12、建立邻接矩阵，采用邻接矩阵表示图中节点之间的连接关系；

13、通过聚合图卷积层聚合邻居节点的信息并更新节点特征，表示为，

14、，

15、，

16、，

17、其中，表示n维的单位矩阵，表示邻接矩阵，表示邻接矩阵a和单位矩阵的和，是的度矩阵，为的元素化应用，i为矩阵内的横向元素，j为矩阵内的纵向元素，为第l层节点特征矩阵表示第l层的权重矩阵，表示第l层的权重矩阵， 为第  层的激活矩阵， ，表示第0层的继电保护装置的节点的基础特征，表示第2层保信主站经过第1层后收到的特征，是激活函数；

18、通过表征新增节点的激活矩阵，输出新增节点信息。

19、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述对网络拓扑图中的新增节点进行标记包括收集并确定需要标记的新增节点的信息，采用颜色编码和文本标签的方式与原有的网络节点进行区分；

20、所述新增节点的信息表示为，

21、，

22、，

23、其中，表示第0层的继电保护装置的节点的基础特征，z表示第2层保信主站经过第1层后收到的特征，表示新增节点的标签，表示激活函数；

24、所述颜色编码包括将新增节点标记颜色为红色，原有节点标记颜色为绿色；所述文本标签主要包括对新增节点的ip进行解析，通过查找厂站端保信子站路由协议的信息，确认所属厂站的网络路径，结合查找路由表中对应的记录，确定所属的厂站，对新增网络节点打上对应厂站名称的标签。

25、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述与被标记的网络节点建立通讯包括采用tcp报文格式，增加tcp报文头、报文尾；

26、所述tcp报文包括预备报文段和数据报文段，预备报文段是tcp报文头用于主站-子站-被标记的节点之间建立通讯传输的参数，tcp报文中目标ip地址通过点分十进制表示，每8bit分为一段，共4段，报文中每个字节表示一段，最低字节表示25-32bit，最高字节表示1-8bit，当需要记录所有目标ip地址的报文，则目标ip填0；

27、目标端口号中，低位在前，高位在后，当需要记录所有目标端口号的报文，则目标端口号填0；

28、所述tcp报文头包括源端口号、目的端口号、序号、确认号、接收窗口、首部字段、选项字段，建立通信的同时规定报文长度，数据段报文包含被标记的新节点与保信主站直接的数据交互，数据段报文是包含被标记的新节点的保护装置的全部数据信息，将数据增加tcp报文头后原版上送，tcp报文头适用于所有继电保护规约。

29、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述对厂站端保信子站进行台账配置包括根据tcp预备段报文内的源端口号、目的端口号、ip地址选项字段信息对厂站端的新增节点进行配置端口号及ip信息，结合工作票信息及oms系统内检修申请数据信息为新增节点配置间隔名称、保护型号、保护类型信息，最终在保信主站对保信子站台账进行配置；

30、所述下装配置文件数据至保信子站是采用基于流量控制技术的通信双方动态协商滑动窗口尺寸，在建立tcp连接阶段，保信主站和保信子站协商窗口尺寸，同时保信主站预留数据缓存区；

31、保信主站在asdu105报文的传送标志中填写窗口尺寸size1，保信子站在回答asdu106报文的传送标志中回填其可以接受的尺寸size2，但必须不超过保信主站给定的大小；保信主站一次下发size2个asdu107报文，等待保信子站的一次asdu108报文确认；

32、保信子站根据协商的结果，发送符合窗口尺寸的数据字节流，应用马尔可夫决策过程模型获取拥塞程度n，判断是否出现拥塞状态，若判断为拥塞状态，发送窗口缩小为原来的0.1×（10-n）倍，其中，n为数据的拥塞程度，将超时重传的时间间隔扩大0.2n倍。

33、作为本发明所述的继电保护故障信息子站免配置免维护方法的一种优选方案，其中：所述在保信主站对报文进行解析包括在保信主站对报文进行解析，去掉tcp报文头尾，获得新增节点的原版数据报文，所述原版数据报文是指保护装置的未经过配置的原版数据；

34、所述规约库包括在主站对所有继电保护厂家的各个阶段的规约进行规约解析，采用规约转换技术，对继电保护装置的数据进行分类、建模并进行统一化配置。

35、本发明的另外一个目的是提供一种继电保护故障信息子站免配置免维护系统，其能通过构建继电保护故障信息子站免配置免维护系统，解决了传统的继电保护故障信息子站维护系统针对不同厂家的继电保护故障信息子站维护、配置工具不尽相同，各个维护、配置工具无法通用的问题。

36、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种继电保护故障信息子站免配置免维护系统，包括：数据采集模块、节点标记模块、节点通讯模块、台账配置模块、报文解析模块以及规约解析模块；所述数据采集模块用于通过保信主站获取所有网络节点信息，并构建网络拓扑图；所述节点标记模块用于对网络拓扑图中的新增节点进行标记；所述节点通讯模块用于与被标记的网络节点建立通讯，被标记的网络节点通过tcp报文，增加tcp报文头、尾后将被标记的网络节点的所有数据原版通过调度数据网上送至安全i区；所述台账配置模块用于对厂站端保信子站进行台账配置，并下装配置文件数据至保信子站；所述报文解析模块用于在保信主站对报文进行解析；所述规约解析模块用于在保信主站建立规约库，针对新增节点上送的原版报文进行规约转换、数据解析。

37、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述继电保护故障信息子站免配置免维护方法的步骤。

38、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述继电保护故障信息子站免配置免维护方法的步骤。

39、本发明的有益效果：本发明提供的继电保护故障信息子站免配置免维护方法避免厂站端现场对继电保护故障信息子站配置文件修改的过程中，由于现场人工失误导致配置错误、配置不规范、不统一，导致上送至继电保护故障信息主站的数据失真失实的问题，通过对厂站端上送的数据在继电保护故障信息主站内规转、配置后，实现继电保护故障信息主站收到的数据与厂站端的原始数据完全一致，数据保真率和数据规范率达到100%。

40、通过厂站端免配置、免维护，消除了不同厂家的继电保护故障信息子站维护、配置工具不相同、不通用的难题，在主站端采用统一的规约转换库，效率更高。

41、通过厂站端免配置、免维护，主站端建立规转库，降低厂站端的设备性能的要求，避免了不同厂家继电保护故障信息子站建模能力存在差异导致的建模后的数据格式、数据真实度、误码率较高，保证了对数据进行高级应用开发可以开展。

42、通过厂站端保信子站免维护，在保信网络内自动发现并添加网络节点，避免了相关工作人员近战的苦恼，通过主站端大规约库的方式，消除了多种继电保护厂家规约不同，通信不同且子站配置复杂，配置工具难以统一的难题，提高了工作效率，降低了工作成本。