一種智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對電力系統(tǒng)自動化設(shè)備/產(chǎn)品的測試評估的系統(tǒng)及方法，具體涉及一種智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站最大的區(qū)別之處就是對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的使用。智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)屬于信息內(nèi)網(wǎng)，主要利用專用通道對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息采集工作，與外界互聯(lián)網(wǎng)存在物理上的隔離。因此，智能變電站網(wǎng)絡(luò)異常及故障大多是由于智能變電站內(nèi)部設(shè)備本身存在缺陷，或者人為操作失誤造成的。隨著通信網(wǎng)絡(luò)在智能變電站應(yīng)用的不斷深入，簡單的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品或組合已經(jīng)不能滿足用戶需要?，F(xiàn)有應(yīng)用于智能變電站的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析記錄裝置所設(shè)置的功能偏于記錄而少于分析，所采用的分析方法也大多停留在定性層面，不能快速有效的捕捉網(wǎng)絡(luò)異常狀況并及時(shí)準(zhǔn)確的做出應(yīng)對策略，僅能進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄留存以供技術(shù)人員在異常故障發(fā)生后對其進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析記錄裝置還存在采集存儲數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)分析困難等問題。大量正常數(shù)據(jù)的記錄不僅占據(jù)了裝置有限的存儲空間，浪費(fèi)了大量的硬件資源；同時(shí)也造成故障信息數(shù)據(jù)的查找提取困難，給技術(shù)人員在事后對異常故障的產(chǎn)生、發(fā)展過程進(jìn)行推導(dǎo)、分析和論證設(shè)置了障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，對智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對通信網(wǎng)絡(luò)異常進(jìn)行預(yù)警。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明提供一種基于組態(tài)式的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括通過以太網(wǎng)連接的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站和至少一個(gè)采集預(yù)警終端模塊；
[0006]所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站布置于站控層，實(shí)現(xiàn)對變電站通信網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)控、異常告警、異常預(yù)警以及管理維護(hù)；所述采集預(yù)警終端模塊采用就地布置原則，與被監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)端口對接，對其網(wǎng)絡(luò)端口所發(fā)送的報(bào)文信息進(jìn)行捕捉、分析判斷及響應(yīng)。
[0007]其中，所述采集預(yù)警終端模塊對被監(jiān)測設(shè)備網(wǎng)絡(luò)端口的監(jiān)測內(nèi)容和告警方式根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口報(bào)文發(fā)送、接收需要進(jìn)行配置，其配置內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊進(jìn)行查看、修改和下發(fā)。
[0008]其中，所述采集預(yù)警終端模塊具有報(bào)文捕獲、分析判斷及告警功能；在網(wǎng)絡(luò)報(bào)文正常時(shí)采集預(yù)警終端模塊對網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行監(jiān)測，并提取相關(guān)信息以事件報(bào)文形式上送至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站；在被監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)端口出現(xiàn)異常時(shí)對異常進(jìn)行響應(yīng)，其響應(yīng)方式包括:異常報(bào)文錄制并上送、異常日志記錄并上送、異常網(wǎng)絡(luò)端口或設(shè)備隔離、異常行為告警以及告警燈閃爍O
[0009]其中，所述采集預(yù)警終端模塊對網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的分析判斷基于網(wǎng)絡(luò)終端檢測規(guī)則庫文件，所述網(wǎng)絡(luò)終端檢測規(guī)則庫文件描述所述采集預(yù)警終端模塊采用的異常判斷規(guī)則；所述異常判斷規(guī)則由布置在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則數(shù)據(jù)庫根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口需要配置生成，并以文件形式下發(fā)存儲于采集預(yù)警終端模塊內(nèi)；
[0010]所述一條異常判斷規(guī)則從邏輯上分為兩個(gè)部分:規(guī)則頭和規(guī)則選項(xiàng)；所述規(guī)則頭定義規(guī)則的行為、所匹配網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的協(xié)議、源地址、目標(biāo)地址、源端口以及目標(biāo)端口 ；所述規(guī)則選項(xiàng)包括報(bào)文異常判斷方法以及告警信息。
[0011]其中，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊，對所述采集預(yù)警終端模塊進(jìn)行監(jiān)控，對整體通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知，并監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)異常，對采集預(yù)警終端模塊進(jìn)行配置和管理；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊接收來自采集預(yù)警終端模塊上送的告警信息、報(bào)文記錄文件和日志/事件記錄，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和判斷，并通過網(wǎng)絡(luò)故障感知和分析方法對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)彳丁評估；
[0012]所述采集預(yù)警終端模塊上送的事件報(bào)文、告警記錄以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊評估的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)均通過數(shù)據(jù)庫操作組件記錄于網(wǎng)絡(luò)告警數(shù)據(jù)庫，用于可視界面查詢以及事后的問題分析；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊將基于告警信息統(tǒng)計(jì)對所有終端模塊上送的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，對網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行歸納整理并將其結(jié)果按規(guī)定格式記錄入網(wǎng)絡(luò)檢測服務(wù)規(guī)則庫，并提取與訓(xùn)練不斷對規(guī)則庫進(jìn)行修正和完善；
[0013]所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊采用組態(tài)方式對監(jiān)控系統(tǒng)中的采集預(yù)警終端模塊進(jìn)行配置，自動將采集預(yù)警終端模塊配置與規(guī)則庫中的規(guī)則相匹配生成異常檢測規(guī)則文件，下發(fā)至采集預(yù)警終端模塊保存。
[0014]本發(fā)明還提供一種基于組態(tài)式的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其改進(jìn)之處在于，所述采集預(yù)警終端模塊的監(jiān)控方法包括下述步驟:
[0015](I)所述采集預(yù)警終端模塊對被監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)端口上的報(bào)文進(jìn)行監(jiān)聽，捕獲網(wǎng)絡(luò)報(bào)文數(shù)據(jù)并按照TCP/PI協(xié)議的不同層次將數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，并將解析結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；
[0016](2)所述采集預(yù)警終端模塊對解析后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行異常檢測，異常檢測依據(jù)網(wǎng)絡(luò)終端檢測規(guī)則庫文件里設(shè)定的異常判斷規(guī)則進(jìn)行；
[0017](3)若檢測到上傳的報(bào)文正常，則返回步驟(I)，繼續(xù)報(bào)文監(jiān)聽；否則報(bào)文異常，則判斷是否已經(jīng)達(dá)到報(bào)文異常告警要求，如未達(dá)到告警要求，則返回步驟(I)，否則，進(jìn)入步驟
(4);
[0018](4)對異常報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)，告警燈閃爍，其他響應(yīng)方式按照采集預(yù)警終端模塊配置告警響應(yīng)模式進(jìn)行；
[0019]其中，所述步驟(4)中，采集預(yù)警終端模塊中的報(bào)文告警累計(jì)采用時(shí)間計(jì)數(shù)和異常計(jì)數(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行，報(bào)文異常達(dá)到以下要求時(shí)則進(jìn)行告警并進(jìn)行響應(yīng):
[0020]①連續(xù)發(fā)生的異常報(bào)文達(dá)到告警計(jì)數(shù)上限閾值；
[0021]②在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)異常報(bào)文計(jì)數(shù)頻次達(dá)到了所設(shè)置告警頻次的上限閾值。
[0022]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0023]本發(fā)明提供了一種基于組態(tài)式的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，采用分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測方式，通過采集預(yù)警終端對站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)端口所發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行檢測，并通過布置在主站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控后臺軟件對通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警。采集預(yù)警終端在各網(wǎng)絡(luò)端口盡可能的過濾非法訪問流量，抑制錯誤報(bào)文的發(fā)送和接收，同時(shí)保證不對合法網(wǎng)絡(luò)流量及正確報(bào)文產(chǎn)生負(fù)面影響；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控后臺軟件從整體角度對通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)提取和訓(xùn)練的方法刻畫網(wǎng)絡(luò)的正常模式和異常檢測模型，對網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的變化進(jìn)行迅速預(yù)警并給出輔助處理策略，簡化了智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)檢測方式，提高了通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性和安全性。有效的解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析裝置采集數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)分析困難的問題，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)端口異常的快速預(yù)警和告警。
[0024]本發(fā)明提供的方法一方面在系統(tǒng)中盡可能的濾除無效的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，對產(chǎn)生無效報(bào)文的端口實(shí)現(xiàn)物理隔離；另一方面也有效的減少了因記錄報(bào)文傳輸而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量，保障了通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明提供的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2是本發(fā)明提供的采集預(yù)警終端模塊的具體工作流程圖；
[0027]圖3是本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析模塊的基本架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0030]本發(fā)明所涉及的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)組成如圖1所示，由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站和若干采集預(yù)警終端模塊構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站布置于站控層，實(shí)現(xiàn)對全站通信網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)控、異常告警、異常預(yù)警以及管理維護(hù)等功能；采集預(yù)警終端模塊采用就地布置原貝1J，與被監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)端口對接，對其網(wǎng)絡(luò)端口所發(fā)送的報(bào)文信息進(jìn)行捕捉、分析判斷及響應(yīng)。終端模塊對被監(jiān)測設(shè)備網(wǎng)絡(luò)端口的監(jiān)測內(nèi)容和告警方式可根據(jù)端口報(bào)文發(fā)送接收需要進(jìn)行配置，其配置內(nèi)容可通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主站軟件進(jìn)行查看、修改和下發(fā)。
[0031]采集預(yù)警終端模塊自身具有報(bào)文捕獲、分析判斷及告警等功能。在網(wǎng)絡(luò)報(bào)文正常時(shí)采集預(yù)警終端模塊對網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行監(jiān)測，并提取相關(guān)信息以事件報(bào)文形式上送