專利名稱：用于檢測(cè)電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文描述的實(shí)施例一般涉及電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于檢測(cè)電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)組件之間的兼容性問(wèn)題的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電力公用設(shè)施產(chǎn)生的功率典型地通過(guò)電網(wǎng)傳輸?shù)筋櫩?。通過(guò)電網(wǎng)控制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視和控制發(fā)電和功率傳輸系統(tǒng)。電網(wǎng)控制系統(tǒng)一般包括大量的獨(dú)立子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)還可以各包括多個(gè)組件。典型地，從許多子系統(tǒng)/組件接收信息并用于控制電網(wǎng)的操作。例如，某些電力公用設(shè)施利用本文稱之為“智能電網(wǎng)”或高級(jí)量測(cè)體系(AMI)電力網(wǎng)的那個(gè)。
已知的智能電網(wǎng)的各包括與操作子系統(tǒng)通信的多個(gè)子系統(tǒng)，該操作子系統(tǒng)典型地位于公用設(shè)施并遠(yuǎn)離子系統(tǒng)。盡管如此，至少部分地由于大規(guī)模智能電網(wǎng)，以及智能電網(wǎng)內(nèi)耦合的大量單個(gè)組件/子系統(tǒng)，在組件之間保持兼容性可能是困難的。而且，智能電網(wǎng)中已經(jīng)升級(jí)或替換過(guò)的組件可能不會(huì)被報(bào)告和/或不會(huì)被及時(shí)報(bào)告給中央控制器，且在操作過(guò)程中可能與智能電網(wǎng)中的其他組件引起不可預(yù)見(jiàn)的兼容性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面中，提供了一種供包括多個(gè)子系統(tǒng)的電力網(wǎng)控制系統(tǒng)使用的包檢查系統(tǒng)。包檢查系統(tǒng)包括配置成存儲(chǔ)與多個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信息的存儲(chǔ)器設(shè)備。包檢查系統(tǒng)還包括配置成抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包的第一深度包檢查設(shè)備，該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包被傳送至多個(gè)子系統(tǒng)的中央子系統(tǒng)。包檢查系統(tǒng)還包括耦合到第一深度包檢查器和存儲(chǔ)器設(shè)備的處理設(shè)備。處理設(shè)備配置成通過(guò)分析該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包來(lái)識(shí)別電力網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題。在另一方面中，提供了一種用于檢測(cè)包括多個(gè)子系統(tǒng)的電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題的方法。該方法包括存儲(chǔ)與多個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信息和從信息中抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，該信息從多個(gè)子系統(tǒng)的第一子系統(tǒng)發(fā)送到多個(gè)子系統(tǒng)的第二子系統(tǒng)。該方法還包括比較該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包和存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息。


圖I是不范電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)的框圖。圖2是電網(wǎng)控制系統(tǒng)的示范實(shí)施例的框圖。圖3是可以包含在圖2所示電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的處理設(shè)備的示范實(shí)施例的框圖。圖4是用于檢測(cè)圖2所示電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題的示范方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本文描述的方法和系統(tǒng)促進(jìn)了檢測(cè)包括在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的組件之間的兼容性問(wèn)題。電網(wǎng)控制系統(tǒng)例如包括家庭或商用子系統(tǒng)，分布式發(fā)電子系統(tǒng)、配電自動(dòng)化子系統(tǒng)，變電站子系統(tǒng)，和配電控制中心子系統(tǒng)。在本文描述的方法和系統(tǒng)中，深度包檢查設(shè)備抽取包括在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)之間傳送的數(shù)據(jù)包。深度包檢查設(shè)備還組合來(lái)自抽取的數(shù)據(jù)包的消息，以及提供組合的消息到處理設(shè)備。處理設(shè)備通過(guò)分析單獨(dú)數(shù)據(jù)包來(lái)識(shí)別電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題。處理設(shè)備還通過(guò)分析組合的消息來(lái)識(shí)別電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題。即使多個(gè)實(shí)體提供和/或保持組件以及組件一般在那些分離實(shí)體的控制下，識(shí)別電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題促進(jìn)了保持系統(tǒng)內(nèi)組件之間的兼容性。本文描述的方法和系統(tǒng)的技術(shù)效果包括至少一個(gè)(a)存儲(chǔ)和多個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信息；(b)從信息中抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，該信息從多個(gè)子系統(tǒng)的第一子系統(tǒng)和多個(gè)子系統(tǒng)的第二子系統(tǒng)發(fā)送；以及(c)比較至少一個(gè)數(shù)據(jù)包和存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息。圖I是不范的電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)10的框圖。在該不范實(shí)施例中，電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)10包括電力公用設(shè)施12、電網(wǎng)14和多個(gè)顧客或能量用戶位置，例如，第一顧客位置16、第二顧客位置18和第三顧客位置20。在該示范實(shí)施例中，電力通過(guò)電網(wǎng)14從電力公用設(shè)施12傳輸?shù)筋櫩臀恢?6、18和20。在該不范實(shí)施例中，電網(wǎng)14包括至少一個(gè)輸電線路22、變電站24和多個(gè)配電線路26。還有，在該示范實(shí)施例中，電力公用設(shè)施12包括 供給電功率到電網(wǎng)14的電功率產(chǎn)生系統(tǒng)28。電功率產(chǎn)生系統(tǒng)28可包括通過(guò)例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、水電渦輪機(jī)和/或風(fēng)力渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。備選地，電功率產(chǎn)生系統(tǒng)28可使用太陽(yáng)能板和/或任何其他發(fā)電設(shè)備，該任何其他發(fā)電設(shè)備允許系統(tǒng)10如本文描述地起作用。在示范實(shí)施例中，電力公用設(shè)施12還包括控制能量生產(chǎn)和傳輸?shù)呐潆娍刂浦行淖冸娬?0。所示的配電控制中心變電站30包括在電力公用設(shè)施12中，盡管如此，配電控制中心變電站30可以在電力公用設(shè)施12的外部(例如，遠(yuǎn)程定位)且和電力公用設(shè)施12通信。此外，雖然描述了配電控制中心變電站30包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但是配電控制中心變電站30可以包括使電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)10能夠如本文描述地起作用的任何適合的處理設(shè)備。本文所用的術(shù)語(yǔ)，處理設(shè)備，指的是中央處理單元、微處理器、微控制器、精簡(jiǎn)指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路和能執(zhí)行本文所描述功能的任何其他電路或處理器。在示范實(shí)施例中，每一個(gè)顧客位置16、18和20包括端用戶儀表46。在示范實(shí)施例中，端用戶儀表46是高級(jí)量測(cè)體系(AMI)的一部分。AMI是雙向通信系統(tǒng)的一個(gè)示例，該雙向通信系統(tǒng)能使電力公用設(shè)施12從顧客位置16、18和20測(cè)量和收集有關(guān)能量使用的信息，也能提供數(shù)據(jù)和控制信號(hào)到端用戶儀表46。信息也能從電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)10的其他子系統(tǒng)中收集到。圖2是電網(wǎng)控制系統(tǒng)50的示范實(shí)施例的框圖。在該示范實(shí)施例中，電網(wǎng)控制系統(tǒng)50是用于監(jiān)視和控制電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)10(圖I所示)的操作的控制系統(tǒng)。在該示范實(shí)施例中，系統(tǒng)50包括多個(gè)子系統(tǒng)60，該多個(gè)子系統(tǒng)包括但不限于家庭或商用子系統(tǒng)，例如，顧客位置16(圖I所示)，分布式發(fā)電子系統(tǒng)(例如電力公用設(shè)施12(如圖I所示))，配電自動(dòng)化子系統(tǒng)62，變電站子系統(tǒng)(例如變電站24(圖I所示)，以及配電控制中心子系統(tǒng)30。在示范實(shí)施例中，顧客位置16通過(guò)網(wǎng)絡(luò)64耦合到配電控制中心變電站30。網(wǎng)絡(luò)64可以包括公眾網(wǎng)絡(luò)、私人網(wǎng)絡(luò)或公眾網(wǎng)絡(luò)和私人網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。更具體地，儀表46可以奉禹合到AMI頭端系統(tǒng)70，或多個(gè)AMI頭端系統(tǒng)，從而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)64包括在配電控制中心變電站30內(nèi)。AMI頭端系統(tǒng)70管理實(shí)現(xiàn)期望的儀表讀數(shù)調(diào)度并制定其他儀表和通信相關(guān)聯(lián)的命令的通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)64包括有線和/或無(wú)線組件。無(wú)線組件可配置成使用無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，包括但不限于2G、3G和4G蜂窩標(biāo)準(zhǔn)，例如LTE、EDGE和GPRS, IEEE 802. 16Wi_Max，IEEE 802. 15 Zigbee ，藍(lán)牙，IEEE 802. 11 標(biāo)準(zhǔn)(包括 802. Ila,802. Ilb,802. IlcU802. lie,802. llg,802. llh、802. lli,802. Ilj 和 802. lln)，Wi-Fi ，以及專有標(biāo)準(zhǔn)(例如Z-Wave )。Wi-Fi 是由Wi-Fi聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的認(rèn)證標(biāo)志，Zigbee ·是加利福尼亞州圣拉蒙市的Zigbee聯(lián)盟有限公司的注冊(cè)商標(biāo)，以及Z-^Wave ,是加利福尼亞州苗必達(dá)市的Z-Wave聯(lián)盟的識(shí)別標(biāo)志。儀表46收集能量使用信息并將其提供給配電控制中心變電站30。在范實(shí)施例中，分布式發(fā)電系統(tǒng)12包括電功率產(chǎn)生系統(tǒng)28和控制系統(tǒng)80?？刂葡到y(tǒng)80通過(guò)例如回程網(wǎng)絡(luò)82或多個(gè)回程網(wǎng)絡(luò)與配電控制中央變電站30耦合。更具體地，回程網(wǎng)絡(luò)82將控制系統(tǒng)80耦合到在配電控制中心變電站30內(nèi)的管理系統(tǒng)84。管理系
統(tǒng)84可以包括但不限于，配電管理系統(tǒng)(DMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)和/或監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)。在不徂實(shí)施例中，在回程網(wǎng)絡(luò)82上配電自動(dòng)化子系統(tǒng)62和變電站子系統(tǒng)24也奉禹合到配電控制中心變電站30。配電自動(dòng)化子系統(tǒng)62包括至少一個(gè)智能電設(shè)備(IED)90和數(shù)據(jù)集中器92。在示范實(shí)施例中，變電站子系統(tǒng)24也包括至少一個(gè)IED 90和數(shù)據(jù)集中器92。IED 90可以包括但不限于，繼電保護(hù)裝置、負(fù)載抽頭變換器控制器、斷路器控制器和/或電容器組開(kāi)關(guān)。配電自動(dòng)化子系統(tǒng)62和變電站子系統(tǒng)24將對(duì)應(yīng)于IED 90操作狀態(tài)的信息、與電網(wǎng)14上的負(fù)載關(guān)聯(lián)的信息和/或識(shí)別故障指示的信息提供給配電控制中心變電站30。在示范實(shí)施例中，配電控制中心變電站30還包括深度包檢查系統(tǒng)98。在示范實(shí)施例中，深度包檢查系統(tǒng)98包括至少一個(gè)深度包檢查設(shè)備100和至少一個(gè)處理設(shè)備108。深度包檢查設(shè)備100抽取至少一個(gè)可被稱為數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包在配電控制中心變電站30被接收且組合來(lái)自該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包的消息。例如，深度包檢查設(shè)備100可耦合到集成平臺(tái)110，該集成平臺(tái)可包括面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)和/或企業(yè)服務(wù)總線(ESB)。深度包檢查設(shè)備100可以抽取通過(guò)AMI頭端系統(tǒng)70接收的、管理系統(tǒng)84接收的、配電控制中心變電站30從因特網(wǎng)接收的，和/或在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的任何其他子系統(tǒng)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)包。處理設(shè)備108在本文中也被稱為數(shù)據(jù)比較模塊108。數(shù)據(jù)比較模塊108耦合到存儲(chǔ)器設(shè)備122。存儲(chǔ)器設(shè)備122存儲(chǔ)與多個(gè)子系統(tǒng)60中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的信息。該存儲(chǔ)的信息可以包括但不限于，用于相應(yīng)子系統(tǒng)的唯一識(shí)別符(例如，用于在產(chǎn)生消息的子系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備的唯一識(shí)別符)和/或與各相應(yīng)子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)特性。例如，存儲(chǔ)器設(shè)備122存儲(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址、媒體訪問(wèn)控制(MAC)地址和/或用于在產(chǎn)生消息的子系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備的其它唯一識(shí)別符。更具體地，識(shí)別分布式發(fā)電控制系統(tǒng)80的IP地址可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中。此外，該至少一個(gè)與各相應(yīng)子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息相關(guān)聯(lián)的特性可以包括但不限于字段長(zhǎng)度、消息內(nèi)的字段數(shù)量、包含在消息內(nèi)的字段分隔符種類、和/或任何其他消息屬性(例如，消息的預(yù)期結(jié)構(gòu))，該任何其他消息屬性促進(jìn)識(shí)別設(shè)備種類和/或用于產(chǎn)生消息的軟件的種類或版本。雖然舉例說(shuō)明為單獨(dú)的設(shè)備，但是被深度包檢測(cè)設(shè)備100和數(shù)據(jù)比較模塊108執(zhí)行的任務(wù)也可以被單個(gè)設(shè)備和/或系統(tǒng)執(zhí)行。
模塊108接收來(lái)自深度包檢查設(shè)備100的數(shù)據(jù)包或組合的消息，并通過(guò)分析數(shù)據(jù)包和/或組合的消息來(lái)識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的兼容性問(wèn)題。每個(gè)數(shù)據(jù)包和每個(gè)組合的消息具有可包括包括報(bào)頭、有效載荷和頁(yè)腳的結(jié)構(gòu)化格式。在示范實(shí)施例中，模塊108從包含在報(bào)頭內(nèi)的信息確定該多個(gè)子系統(tǒng)60中的哪一個(gè)產(chǎn)生了數(shù)據(jù)包或組合的消息。產(chǎn)生了數(shù)據(jù)包或組合的消息的子系統(tǒng)在本文中稱為源子系統(tǒng)。例如，模塊108通過(guò)比較包含在數(shù)據(jù)包或組合的消息的報(bào)頭內(nèi)的IP地址和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中的信息來(lái)確定多個(gè)子系統(tǒng)60中的哪一個(gè)是源子系統(tǒng)。如果包含在報(bào)頭內(nèi)的IP地址不能對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中的任何IP地址，則模塊108產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)。如果深度包檢查設(shè)備100已經(jīng)從沒(méi)有向配電控制中心變電站30注冊(cè)過(guò)的設(shè)備和/或子系統(tǒng)抽取了消息，則新設(shè)備和/或子系統(tǒng)已經(jīng)被加入電網(wǎng)控制系統(tǒng)50，其可能在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)引起兼容性問(wèn)題。換句話說(shuō)，當(dāng)關(guān)聯(lián)到源子系統(tǒng)的信息沒(méi)有包含在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器設(shè)備122中的子系統(tǒng)信息內(nèi)的時(shí)候，模塊108配置成產(chǎn)生兼容性警報(bào)。該兼容性警報(bào)信號(hào)識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)可能存在的兼容性問(wèn)題，且提供該警報(bào)和IP地址給使用該信息來(lái)分析和/或維修電網(wǎng)控制系統(tǒng)50的用戶。如果包含在報(bào)頭內(nèi)的IP地址對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中的IP地址，模塊108進(jìn)一步比較組合的消息和與確定為消息源的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息。消息報(bào)頭還包括識(shí)別用于產(chǎn)生消息的協(xié)議的信息，以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中的信息包括源子系統(tǒng)用于產(chǎn)生消息的消息協(xié)議的種類。如果組合的消息的消息協(xié)議沒(méi)有對(duì)應(yīng)于與識(shí)別的源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的消息協(xié)議，則模塊108產(chǎn)生兼容性警報(bào)。通過(guò)識(shí)別源子系統(tǒng)產(chǎn)生消息，該消息使用不同于期望被源子系統(tǒng)使用的協(xié)議的種類，深度包檢查系統(tǒng)98促進(jìn)識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)發(fā)生的變化。最可能的，這種變化可以是源子系統(tǒng)的變化，例如，軟件升級(jí)和/或硬件升級(jí)。子系統(tǒng)的變化可能不導(dǎo)致在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的兼容性問(wèn)題，但是，如果問(wèn)題確實(shí)出現(xiàn)，則追蹤升級(jí)和在系統(tǒng)50內(nèi)組件的變化促進(jìn)排查問(wèn)題。在示范實(shí)施例中，模塊108還比較消息的有效載荷的至少一個(gè)屬性和與源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的、存儲(chǔ)的信息。例如，存儲(chǔ)器設(shè)備122可存儲(chǔ)源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息的屬性。模塊108確定組合的消息有效載荷的屬性是否對(duì)應(yīng)于源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息的預(yù)期屬性。更具體地，如果組合的消息的有效載荷的至少一個(gè)屬性不對(duì)應(yīng)于與源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的、存儲(chǔ)的至少一個(gè)屬性，則模塊108產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)。在具體示例中，信息可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備122中，其指示特定的分布式發(fā)電子系統(tǒng)12產(chǎn)生了具有十二個(gè)字段的消息。如果模塊108接收確定由分布式發(fā)電子系統(tǒng)12傳送的、包括具有十八個(gè)字段的有效載荷的消息，模塊108識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的兼容性問(wèn)題并產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。在這種情況下，由分布式發(fā)電子系統(tǒng)12傳送的消息不能匹配于期望由分布式發(fā)電子系統(tǒng)12發(fā)送的消息，且因此，模塊108識(shí)別在分布式發(fā)電子系統(tǒng)12中產(chǎn)生了變化?？膳c存儲(chǔ)的屬性相比較的消息屬性包括但不限于僅包括，由源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)包括的字段的長(zhǎng)度，由源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)包括的字段的數(shù)量，以及由源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)包括的字段分隔符的種類。在示范實(shí)施例中，深度包檢查系統(tǒng)98還可包括版本追蹤模塊130。在數(shù)據(jù)比較模塊108產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)后，訪問(wèn)版本追蹤模塊130以將識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)何處存在兼容性問(wèn)題的額外信息提供給用戶。例如，如果通過(guò)用于產(chǎn)生由配電自動(dòng)化子系統(tǒng)62發(fā)送的消息非預(yù)期協(xié)議而識(shí)別兼容性問(wèn)題，則用戶可以確定子系統(tǒng)62使用的軟件已經(jīng)升、級(jí)過(guò)了。盡管如此，用戶也可以確定子系統(tǒng)62沒(méi)有被修改和/或更新。版本追蹤模塊130將額外信息提供給用戶，該信息可用于在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)識(shí)別導(dǎo)致兼容性警報(bào)信號(hào)產(chǎn)生的子系統(tǒng)。在示范實(shí)施例中，版本追蹤模塊130可以存儲(chǔ)在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)組件之間的連接的映射信息。包可由系統(tǒng)50內(nèi)的第一組件產(chǎn)生，并在達(dá)到系統(tǒng)50內(nèi)的第三目的組件之前通過(guò)系統(tǒng)50內(nèi)的第二組件傳送。第二組件可以增加信息到包中和/或修改包。這些增加和/或修改可以引起系統(tǒng)50內(nèi)的兼容性問(wèn)題。例如，變電站子系統(tǒng)24的IED 90可以產(chǎn)生一消息，該消息在達(dá)到配電控制中心變電站30之前經(jīng)過(guò)一些其他組件(例如，數(shù)據(jù)集中器92)。版本追蹤模塊130識(shí)別那些其他組件并提供有關(guān)那些組件的信息給用戶。然后用戶可以檢查這些組件以識(shí)別兼容性警報(bào)信號(hào)的源。版本追蹤模塊130還可以存儲(chǔ)工作定單管理信息，該工作定單管理信息可被訪問(wèn)以識(shí)別已經(jīng)引起技術(shù)員注意的系統(tǒng)50內(nèi)的組件，且當(dāng)執(zhí)行該工作時(shí)訪問(wèn)該工作定單管理信息。此外，版本追蹤模塊130可以存儲(chǔ)信息，該信息識(shí)別已知為兼容的協(xié)議和已知為不兼容的協(xié)議。這種信息能與存儲(chǔ)的映射信息結(jié)合，以確定第一組件變化是否導(dǎo)致與第一組件通信的第二組件的兼容性問(wèn)題。 此外，模塊108可提供測(cè)試信號(hào)到電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的子系統(tǒng)，電網(wǎng)控制系統(tǒng)50配置成違背(illicit)從子系統(tǒng)來(lái)的響應(yīng)。如果響應(yīng)沒(méi)有被模塊108接收，則版本追蹤模塊130可被訪問(wèn)，以確定子系統(tǒng)的改變是否導(dǎo)致阻止子系統(tǒng)響應(yīng)于測(cè)試信號(hào)的兼容性問(wèn)題。圖3是可包含在配電控制中心變電站30 (如圖2所示)內(nèi)的處理設(shè)備140的示范實(shí)施例的框圖，該處理設(shè)備140配置成執(zhí)行與數(shù)據(jù)比較模塊108和/或版本追蹤模塊130 (如圖2所示)關(guān)聯(lián)的操作。處理設(shè)備140也稱之為是系統(tǒng)控制器和/或SCADA系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，處理設(shè)備140包括總線150或其他通信設(shè)備以通信信息。一個(gè)或多個(gè)處理器152耦合到總線150以處理信息，其包括從深度包檢查設(shè)備100 (如圖2所示)接收的消息。處理器152可包括至少一個(gè)計(jì)算機(jī)。正如本文所用，術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)不限于在本領(lǐng)域中被認(rèn)作是計(jì)算機(jī)的集成電路，而是寬泛地認(rèn)為是處理器、微控制器、微計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路和其他可編程電路，以及本文中的這些術(shù)語(yǔ)是可互換使用的。處理設(shè)備140也可以包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM) 154和/或其他存儲(chǔ)設(shè)備156。RAM 154和存儲(chǔ)設(shè)備156耦合到總線150以存儲(chǔ)和傳遞被處理器152執(zhí)行的信息和指令。RAM 154 (和/或存儲(chǔ)設(shè)備156，如果包括的話)也能用于存儲(chǔ)在處理器152執(zhí)行指令的過(guò)程中的臨時(shí)變量或其他中間信息。處理設(shè)備140也可以包括耦合到總線150的一個(gè)或多個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM) 158和/或其他靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，以存儲(chǔ)和提供靜態(tài)(例如，無(wú)改變)信息和指令給處理器152。執(zhí)行的指令包括但不限于，駐留轉(zhuǎn)換和/或比較器算法。指令序列的執(zhí)行不限于任何具體的硬件電路和軟件指令的組合。處理設(shè)備140也可包括,或可f禹合到,輸入/輸出設(shè)備160。輸入/輸出設(shè)備160可包括本領(lǐng)域熟知的任何設(shè)備，以提供輸入數(shù)據(jù)到處理設(shè)備140和/或提供輸出(例如但不限于)至IED 90 (如圖2所示)。通過(guò)遠(yuǎn)程連接從存儲(chǔ)設(shè)備156提供指令給RAM 154，該存儲(chǔ)設(shè)備156包括，例如，磁盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)集成電路、CD-ROM和/或DVD，該遠(yuǎn)程連接為有線或無(wú)線，提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)電子可訪問(wèn)媒體的訪問(wèn)。在某些實(shí)施例中，硬連線的電路可用于替代或結(jié)合軟件指令。因此，指令序列的執(zhí)行不限于硬件電路和軟件指令的任何具體結(jié)合，不論本文中如何描述和/或顯示。在示范實(shí)施例中，輸入/輸出設(shè)備160也可以包括(無(wú)限制地)，關(guān)聯(lián)于操作員接口(例如，人機(jī)接口(HMI))的計(jì)算機(jī)外設(shè)，例如鼠標(biāo)和鍵盤(pán)(在圖3中均未示出)。此外，在示范實(shí)施例中，額外的輸出通道可包括，例如，操作員接口監(jiān)視器和/或警報(bào)設(shè)備(在圖3中均未示出)。處理設(shè)備140也可包括允許處理設(shè)備140與傳感器通信的傳感器接口 162。傳感器接口 162可包括將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為能被處理器152使用的數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖4是用于檢測(cè)如電網(wǎng)控制系統(tǒng)50(如圖2所示)的電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題的示范方法182的流程圖180。在示范實(shí)施例中，方法182包括存儲(chǔ)190關(guān)聯(lián)多個(gè)子系統(tǒng)的信息。例如，如存儲(chǔ)器設(shè)備122 (如圖2所示)的存儲(chǔ)器設(shè)備可存儲(chǔ)多個(gè)子系統(tǒng)60 (如圖2所示)中的每個(gè)子系統(tǒng)的至少一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址、關(guān)聯(lián)于多個(gè)子系統(tǒng)60的各相應(yīng)子系統(tǒng)的消息協(xié)議，以及多個(gè)子系統(tǒng)60的各相應(yīng)子系統(tǒng)產(chǎn)生的有效載荷的至少一個(gè)屬性。方法182也可包括從如分布式發(fā)電子系統(tǒng)12 (如圖2所示)的多個(gè)子系統(tǒng)的第一子系統(tǒng)發(fā)送的信息中抽取192至少一個(gè)數(shù)據(jù)包。深度包檢查裝置，例如深度包檢查設(shè)備100(如圖2所示)，可提取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包在高級(jí)量測(cè)體系(AMI)頭端系統(tǒng)和中央子系統(tǒng)之間、在SCADA回程系統(tǒng)和中央子系統(tǒng)之間、在因特網(wǎng)連接和中央子系統(tǒng)之間、和/或在電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)的任何其他子系統(tǒng)之間傳送。方法182也可包括從至少一個(gè)數(shù)據(jù)包組合194消息，其中該消息包括報(bào)頭、有效載荷和頁(yè)腳。組合的信息與存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息進(jìn)行比較196。方法182還包括確定198多個(gè)子系統(tǒng)60中的哪一個(gè)是組合的消息的源子系統(tǒng)。例如，從包含在組合的消息報(bào)頭內(nèi)的IP地址識(shí)別源子系統(tǒng)。此外，當(dāng)關(guān)聯(lián)于源子系統(tǒng)的信息不包含在存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生200兼容性警報(bào)信號(hào)。例如，當(dāng)與源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的IP地址不包含在存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息中時(shí)，產(chǎn)生200兼容性警報(bào)信號(hào)。兼容性警報(bào)信號(hào)識(shí)別出兼容性問(wèn)題可能存在于電網(wǎng)控制系統(tǒng)50內(nèi)，且提供警報(bào)和IP地址給用戶用于進(jìn)一步分析。如果組合的消息的有效載荷的該至少一個(gè)屬性沒(méi)有響應(yīng)于與源子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的、存儲(chǔ)的至少一個(gè)屬性，也可以產(chǎn)生200兼容性警報(bào)。與存儲(chǔ)的屬性可進(jìn)行比較的消息的屬性包括但不限于，包含在源子系統(tǒng)產(chǎn)生消息內(nèi)的字段長(zhǎng)度、包含在源子系統(tǒng)產(chǎn)生消息內(nèi)字段的數(shù)量和包含在源子系統(tǒng)產(chǎn)生消息內(nèi)的字段分隔符的種類。方法182還可包括存儲(chǔ)202工作定單管理信息，提供204測(cè)試信號(hào)到多個(gè)子系統(tǒng)的至少一個(gè)違背從子系統(tǒng)來(lái)的響應(yīng)，以及當(dāng)沒(méi)有接收到對(duì)測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)時(shí)訪問(wèn)206工作定單管理信息、以確定子系統(tǒng)的改變是否導(dǎo)致兼容性問(wèn)題。本文描述的方法和系統(tǒng)使用了包含在消息和/或消息屬性內(nèi)的信息以識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的潛在兼容性問(wèn)題。對(duì)應(yīng)于源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息的期望協(xié)議和/或期望特性存儲(chǔ)的信息與深度包檢查設(shè)備抽取和組合的消息的實(shí)際協(xié)議和實(shí)際特性相比較。如果檢測(cè)到兼容性問(wèn)題，產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)，其識(shí)別兼容性問(wèn)題和在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)可導(dǎo)致該兼容性問(wèn)題的組件。雖然本文相對(duì)于電網(wǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行描述，但是本文描述的方法和系統(tǒng)也可以應(yīng)用于其他種類的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，以確定包含在連網(wǎng)的控制系統(tǒng)內(nèi)組件之間的兼容性問(wèn)題。以上描述的實(shí)施例促進(jìn)電網(wǎng)控制系統(tǒng)高效率和具有成本效率的操作。本文描述的電網(wǎng)控制系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的組件/子系統(tǒng)，該電網(wǎng)控制系統(tǒng)可以或很快可以導(dǎo)致在電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)其他組件/子系統(tǒng)之間的兼容性問(wèn)題。此外，當(dāng)識(shí)別出兼容性問(wèn)題時(shí)，發(fā)生警報(bào)，將可出現(xiàn)兼容性問(wèn)題的指示和可導(dǎo)致該兼容性問(wèn)題的組件/子系統(tǒng)提供給用戶。電網(wǎng)控制系統(tǒng)的示范實(shí)施例在上面詳細(xì)描述。方法和系統(tǒng)不限于本文描述的特定實(shí)施例，而是，可與本文描述的其他組件和/步驟獨(dú)立地和分離地利用系統(tǒng)組件和/或方法的步驟。本文描述的實(shí)施例可描述為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的通用上下文，例如程序模塊，該指令被一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可組織成一個(gè)或更多計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件或模塊。一般地，程序模塊包括但不限于，例行程序、程序、目標(biāo)、組件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其執(zhí)行具體任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定的抽象數(shù)據(jù)種類。本文描述的本公開(kāi)的方面可用任意數(shù)量和組織的此種組件和模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，本公開(kāi)的方面不限于

的和本文描述的特定計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或特定組件或模塊。其他實(shí)施例可包括具有比本文闡明和描述的更多或更少功能性的、不同的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或組件。本公開(kāi)的方面也可在分布式計(jì)算環(huán)境 中實(shí)踐，在該分布式計(jì)算環(huán)境中通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。在一分布式計(jì)算環(huán)境中，編程模塊可位于本地和遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體(包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置)中。當(dāng)配置成執(zhí)行本文描述的指令時(shí)，本公開(kāi)的方面將通用計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換為專用計(jì)算設(shè)備。雖然本發(fā)明多種實(shí)施例的特定特征可顯示在一些附圖且沒(méi)有顯示在其他附圖中，但這些只是為了方便。依照本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可與任何其他附圖的任何特征結(jié)合來(lái)引用和/或要求權(quán)利。本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)包括最佳模式的本發(fā)明，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求定義，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權(quán)利要求字面語(yǔ)言無(wú)不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。部件表10電功率產(chǎn)生和傳輸系統(tǒng)12電力公用設(shè)施14 電網(wǎng)16第一顧客位置18第二顧客位置20第三顧客位置22輸電線路24變電站子系統(tǒng)26配電線路28電功率產(chǎn)生系統(tǒng)30配電控制中心變電站46端用戶儀表50電網(wǎng)控制系統(tǒng)60多個(gè)子系統(tǒng)
62配電自動(dòng)化子系統(tǒng)64 網(wǎng)絡(luò)70頭-端系統(tǒng)80控制系統(tǒng)82回程網(wǎng)絡(luò)84管理系統(tǒng)90智能電設(shè)備92數(shù)據(jù)集中器98深度包檢查系統(tǒng)100深度包檢查設(shè)備108處理設(shè)備110集成平臺(tái)122存儲(chǔ)器設(shè)備130版本追蹤模塊140處理設(shè)備150 總線152處理器154隨機(jī)存取存儲(chǔ)器156存儲(chǔ)設(shè)備158只讀存儲(chǔ)器160輸入/輸出設(shè)備162傳感器接口180流程圖182用于檢測(cè)兼容問(wèn)題的方法190存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)于多個(gè)子系統(tǒng)的信息192從第一子系統(tǒng)發(fā)送的信息中抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包194從至少一個(gè)數(shù)據(jù)包中細(xì)合消息196比鉸組合的消息和存儲(chǔ)的子系統(tǒng)消息198確定多個(gè)子系統(tǒng)中的哪一個(gè)是源子系統(tǒng)200產(chǎn)生兼容性警報(bào)202存儲(chǔ)工作定單管理信息204提供測(cè)試信號(hào)206訪問(wèn)工作定單管理信息。
權(quán)利要求
1.一種供包括多個(gè)子系統(tǒng)(60)的電力網(wǎng)控制系統(tǒng)(50)使用的包檢查系統(tǒng)(98)，所述包檢查系統(tǒng)包括 存儲(chǔ)器設(shè)備(122)，其配置成存儲(chǔ)與所述多個(gè)子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的信息； 深度包檢查設(shè)備(100)，其配置成抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述多個(gè)子系統(tǒng)的中央子系統(tǒng)(30);以及 處理設(shè)備(108)，其耦合到所述深度包檢查器和所述存儲(chǔ)器設(shè)備，所述處理設(shè)備配置成通過(guò)分析所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包來(lái)識(shí)別在所述電力網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述處理設(shè)備(108)進(jìn)一步配置成 從所述深度包檢查設(shè)備(100)接收所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包包括報(bào)頭和有效載荷； 基于包含在所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包的所述報(bào)頭內(nèi)的信息，確定所述多個(gè)子系統(tǒng)(60)中的哪一個(gè)是所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包的源； 比較所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包和關(guān)聯(lián)于確定為所述源子系統(tǒng)的子系統(tǒng)的、所存儲(chǔ)的子系統(tǒng)Ih息；以及 當(dāng)識(shí)別到兼容性問(wèn)題時(shí)，產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述處理設(shè)備(108)進(jìn)一步配置成當(dāng)關(guān)聯(lián)于所述源子系統(tǒng)的信息沒(méi)有包括在存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器設(shè)備(122)中的所述子系統(tǒng)信息內(nèi)的時(shí)候，產(chǎn)生所述兼容性警報(bào)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器設(shè)備(122)中的所述子系統(tǒng)信息對(duì)應(yīng)于下面的至少一個(gè) 所述多個(gè)子系統(tǒng)￠0)的第一子系統(tǒng)(24)內(nèi)的第一組件(90)使用的第一協(xié)議，其中所述第一協(xié)議用來(lái)與所述第三子系統(tǒng)內(nèi)的第二組件通信； 所述第二組件使用的第二協(xié)議，以與所述中央子系統(tǒng)(30)通信；以及 與所述第一組件和所述第二組件中至少一個(gè)相兼容的多個(gè)協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述深度包檢查設(shè)備(100)進(jìn)一步配置成組合來(lái)自所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)包的消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述處理設(shè)備(108)進(jìn)一步配置成 從所述深度包檢查設(shè)備(100)接收所組合的消息，所述組合的消息具有結(jié)構(gòu)化格式； 確定所述多個(gè)子系統(tǒng)￠0)中的哪一個(gè)是所述組合的消息的源； 比較所述組合的消息和關(guān)聯(lián)于確定為所述源子系統(tǒng)的子系統(tǒng)的、所存儲(chǔ)的子系統(tǒng)信息；以及 當(dāng)識(shí)別兼容性問(wèn)題時(shí)，產(chǎn)生兼容性警報(bào)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，關(guān)聯(lián)于所述多個(gè)子系統(tǒng)(60)的所述信息包括關(guān)聯(lián)于所述多個(gè)子系統(tǒng)的各相應(yīng)子系統(tǒng)的消息協(xié)議，如果所述組合的消息的消息協(xié)議沒(méi)有對(duì)應(yīng)于與所述源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的所述存儲(chǔ)的消息協(xié)議，所述處理設(shè)備(108)進(jìn)一步配置成產(chǎn)生所述兼容性警報(bào)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，關(guān)聯(lián)于所述多個(gè)子系統(tǒng)(60)的所述信息包括所述多個(gè)子系統(tǒng)的各相應(yīng)子系統(tǒng)產(chǎn)生的有效載荷的至少一個(gè)屬性，如果所述組合的消息的有效載荷的所述至少一個(gè)屬性沒(méi)有對(duì)應(yīng)于與所述源子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的所存儲(chǔ)的至少一個(gè)屬性，所述處理設(shè)備(108)進(jìn)一步配置成產(chǎn)生所述兼容性警報(bào)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述至少一個(gè)屬性包括以下至少一個(gè)包含在由所述源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)的字段的預(yù)期長(zhǎng)度、包含在由所述源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)的字段的預(yù)期數(shù)量、以及包含在由所述源子系統(tǒng)產(chǎn)生的消息內(nèi)的字段分隔符的預(yù)期種類。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的包檢查系統(tǒng)(98)，其中，所述深度包檢查設(shè)備(100)抽取由高級(jí)量測(cè)體系(AMI)頭端系統(tǒng)(70)接收的至少一個(gè)數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于檢測(cè)電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題的方法和系統(tǒng)”。描述了供包括多個(gè)子系統(tǒng)(60)的電力網(wǎng)控制系統(tǒng)(50)使用的包檢查系統(tǒng)(98)。該包檢查系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器設(shè)備(122)，其配置成存儲(chǔ)與多個(gè)子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的信息。該包檢查系統(tǒng)還包括深度包檢查設(shè)備(100)，其配置成抽取至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包發(fā)送到多個(gè)子系統(tǒng)的中央子系統(tǒng)(30)。該包檢查系統(tǒng)還包括處理設(shè)備(108)，其耦合到該深度包檢查器和該存儲(chǔ)器設(shè)備。處理設(shè)備配置成通過(guò)分析該至少一個(gè)數(shù)據(jù)包來(lái)識(shí)別在電力網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的兼容性問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04L12/26GK102780592SQ20121024303
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者D·R·麥克米倫, J·C·布特 申請(qǐng)人:通用電氣公司