摘要：本文对智能变电站网络交换机的信息建模进行了初步探究，并依据IEC标准构建交换机逻辑节点模型，希望构建统一网络交换机建模规范，从而实现网络交换机管控的统一性。
关键词：智能变电站；网络；交换机；信息建模
智能变电网无缝通信的实现，依赖于不同厂家生产的设备在智能变电站应用中的实际可操作性，并且达到电力系统的通信规范要求。本文对智能变电站网络交换机信息建模进行了简要探讨。
一、网络交换机信息模型概述
智能变电站网络，尤其是通信网络，所承载的是保护跳闸、采样值等信号，在网络交换机应用基础上实现信息数据的可靠传输。变电站网络交换机信息模型构建，是实施智能化管理的基础和前提条件。根据OSI网络模型，交换机包括二层和三层交换机两种。其中，二层交换机为数据链路层上的设备，依据报文地址（MAC）查找相应的端口，然后存储、转发报文。实践中可以看到，因其交换速度非常快而广泛应用于变电站（智能）的站控层、过程层网络。网络交换机的基本功能见图1。
第一，QOS（服务标识）。在以太网的包头中加上优先级，按权重或者流量分配，优先转发GOOSE报文。第二，VLAN（虚拟局域网）、多播过滤。端口、协议和MAC基础上的VLAN，静态组播以及GMRP或者IGMPsnooping。协议基础上的动态组播，通过划分通信区域，安全隔离。第三，RSTP（快速生成树协议）。智能变电站通信环形网络，基于RSTP，可缩短交换机的恢复时间，一般可控制在50ms范围之内。第四，PTP（精确同步协议）。过程层在利用诸如IEEE1588等类型的网络时，对方交换机必须支持同步协议，并且支持P2P、E2E时钟技术。第五，TRUNK（多链路聚合）。逻辑上，支持多条独立链路，作为独立链路应用，开启链路聚合功能以后不会丢失数据。第六，网管协议（SNMPV2/V3）。该协议支持端口实时监控，统计流量数据；同时，还提供端口位置断线告警、异常告警，并做好日志以及自检报告。在研究过程中，对交换机按协议（IEC61850）统一建模，并且将交换机纳入全站监控系统之中，从而实现互操作、无缝连接。
二、网络交换机信息建模
交换机信息模型，分解IED功能，并将其虚拟化成若干个可访问、可视实体，又称之为逻辑节点，其中含有专用数据对象。在协议中，采取“类”命名方式，对信息模型进行描述。实践中，为确保模型一致性、通用性，应当严格按如下原则建模：第一，最小单元建模了一个逻辑节点（LN）对象，功能对象相同的数据置于相同LN对象之中。第二，尽可能利用标准规范的LN类型，若需对LN进行扩展，则一定要严格遵守标准、命名规范。第三，数据属性类引用CDC类和国网企业规范已扩类型。
2.1逻辑节点零建模
对于逻辑节点零代表而言，可被访问逻辑设备公用信息数据。其中，逻辑设备的逻辑节点零具有唯一性。本文所研究的交换机属于LLN0类型，是基于与网络交换机功能没有关系的相关系统配置，同时也包括系统状态下的特定信息数据，在公用逻辑节点类数据继承的基础上，建立兼容性良好的逻辑节点类。
2.2逻辑节点（功能性）命名
基于对网络交换机功能的研究，由于标准中没有定义逻辑节点类适合待建模功能的内容，因此应当结合实际，新建交换机系列功能逻辑节点类，并在此基础上建立健全数据对象、属性以及数据对象的利用方式。对于新建的逻辑节点而言，命名的第一个字母是“Z”，并将其定义成电力系统设备，比如FurtherPowerSystemEquipment。以某新建的交换机逻辑节点为例（见表1），其中端口设计、流量统计以及告警管控，是特定的逻辑节点类。
2.3两类建模
以端口管理ZSPM类以及流量统计ZSTS类为例，对其进行建模分析。从实践来看，目前多数交换机（管控型）网络管理系统，主要是基于SNMP代理功能，对管理信息库进行访问，其中包括私有库和标准库。比如，MIB-II库，是由RFC1213以及RFC2819对其进行定义的；在此过程中，将MIB库中的管控信息结构中的对象类型（比如OBJECT-TYPE等）有效地映射到逻辑节点类的数据对象，通过MIS语法利用、优选访问方式以及属性类型，将状态在M/O上得以映射，由此实现了ZSPM、ZSTS类新建。
2.4告警管理类建模
实践中，以国网标准为基础，根据告警建模规范要求，告警管理基于GGIO类扩展来实现。在告警管理（比如ZASM类）建模过程中，温度控制门限以及端口告警的启动，是基于“控制”来配设的，而且告警状态信息数据对象，通过原总告警扩展获得；同时，GGIO中定义了若干个端口告警信息。
2.5物理装置建模
对于物理设备而言，应当将其建模成IED对象。就该对象来讲，其作为容器，其中包括了服务器对象，server对象中包含的LD对象至少一个。每一个LD对象至少包含三个LN对象，即LLN0、应用型以及LPHD等逻辑节点。网络交换机中，包含了服务器（至少一个），由逻辑设备、高级逻辑设备构成。其中，逻辑设备内的ZSPM以及ZSTS，可结合端口的数目，建立很多个实例；对于高级逻辑设备而言，其中的逻辑节点根据现行的建模方式进行自行建模。见图2所示为交换机物理设备模型。
结语
总而言之，智能变电站中的网络交换机质量直接关系着变电站运行的稳定可靠性。网络交换机基于后台监控系统的利用，有效地实现了网络设备的智能化管控，这将成为未来发展之势。
参考文献
[1]张小建，吴军民.智能变电站网络交换机信息模型及映射实现[J].电力系统保护与控制，2013（10）.
[2]薛辉.智能变电站网络交换机信息模型和映射实现解析[J].信息通信，2015（9）.
[3]王海柱，张延旭，蔡泽祥，等.智能变电站过程层网络信息流潮流模型与计算方法[J].电网技术，2013，37（9）.
[4]郑建辉，刘玲，贾敏敏.智能变电站的特点与调试探讨[J].低碳世界，2014.
作者简介
王刚性别：男 籍贯：天津出生：1986年9月11日 公司：国网天津市电力公司信息通信公司 研究方向：电力通信。
论文作者:王刚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/8
标签：交换机论文; 建模论文; 逻辑论文; 节点论文; 变电站论文; 网络论文; 信息论文; 《电力设备》2016年第16期论文;