一种自动升级保护测控装置程序的设备的制作方法

本发明涉及测控设备保护，尤其涉及一种自动升级保护测控装置程序的设备。

背景技术：

1、保护测控装置广泛应用于变电站、箱式变电站及开关柜等电力设施中，承担着对一次设备运行电流、电压、功率、温度等电参量的采集、测量、监视以及继电保护功能，是保障电力系统安全稳定运行的关键设备。

2、现有技术中，对保护测控装置的固件升级通常依赖人工现场操作完成：运维人员需携带升级工具前往装置安装现场，对装置进行拆机、接线，再通过本地接口手动写入新的固件程序。但对于分布广泛、地处偏远的箱式变电站等站点而言，需要人工到达现场进行固件升级，往返路途与停电协调耗费大量人力与时间，运维成本高、升级效率低。并且人工升级往往需要将装置停运甚至断电，升级时机完全取决于运维计划而非装置自身的实时运行状态，一旦在保护测控装置处于关键运行工况（如线路重负荷或故障扰动期间）进行升级，极易造成保护功能中断、装置脱网失控，威胁电力系统安全。

3、进一步来说，虽然现有技术已经设计了一些方案，这些方案尝试通过远程通信链路向保护测控装置下发并写入固件。但这类方案大多只是将人工写入动作简单地迁移至远程执行，升级动作的发起仍由后台或运维人员单向决定，设备本身并不会结合保护测控装置当前的实际运行状态来判断当前是否适合升级，因而难以避免在不合适的时机强行升级；同时，远程升级过程缺乏针对电力现场恶劣环境的可靠性保障，一旦在固件写入过程中发生主电源断电、写入中断、固件文件破损或程序崩溃，大概率会导致保护测控装置程序损坏、设备瘫痪。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

2、一种自动升级保护测控装置程序的设备，所述设备与保护测控装置通信连接，并包括：

3、通讯传输模块，用于接收后台远程下发的升级固件包及操作指令；

4、存储模块，用于存储所述通讯传输模块所接收的升级固件包；

5、升级控制单元，分别与所述通讯传输模块和所述存储模块相连，并与所述保护测控装置通信连接，所述升级控制单元用于读取所述保护测控装置的运行状态参数，根据所述运行状态参数判断当前运行状态是否适合升级，并在判断为适合升级的时机将所述存储模块中的升级固件包写入所述保护测控装置，以完成所述保护测控装置的程序升级。

6、进一步的，所述运行状态参数包括所述保护测控装置所采集的运行电参量以及所述保护测控装置自身的资源占用参量；所述运行电参量包括电流、电压、功率和温度中的至少一种，所述资源占用参量包括cpu负载和内存使用率中的至少一种；所述升级控制单元用于在所述运行电参量处于预设正常范围、且所述资源占用参量低于预设阈值时，判断当前运行状态适合升级。

7、进一步的，所述存储模块还用于存储所述保护测控装置当前运行的固件版本的备份；所述升级控制单元还用于在升级过程出现异常时，调用所述备份将所述保护测控装置回滚至升级前的固件版本。

8、进一步的，所述设备还包括升级校验单元，所述升级校验单元用于对所接收的升级固件包以及所述备份的固件进行md5校验，并在校验通过后才允许所述升级控制单元执行相应的写入或回滚操作。

9、进一步的，所述保护测控装置的存储空间划分为系统分区与应用程序分区；所述升级控制单元用于采用分区升级模式将所述升级固件包分别写入所述系统分区与所述应用程序分区，且在升级过程中保留升级前的原程序分区。

10、进一步的，所述升级控制单元用于按分阶段升级逻辑将所述升级固件包分阶段静默写入，并设有超时保护机制；当任一升级阶段的耗时超过预设时长时，所述超时保护机制中止本次升级，并使所述保护测控装置切换回所保留的原程序分区运行。

11、进一步的，所述通讯传输模块包括工业以太网通信单元与无线网络通信单元，所述无线网络通信单元为4g通信单元或5g通信单元；所述工业以太网通信单元与所述无线网络通信单元构成双链路冗余组网，并在其中一条链路异常时自动切换至另一条链路。

12、进一步的，所述设备还包括冗余供电模块，所述冗余供电模块包括主电源、备用电池电源以及掉电检测单元；所述掉电检测单元用于检测所述主电源的供电状态，并在检测到所述主电源异常时，控制所述设备由所述主电源无缝切换至所述备用电池电源供电。

13、进一步的，所述存储模块为工业级固态存储器；和/或，所述设备还包括硬件监控单元，所述硬件监控单元与所述保护测控装置相连，用于实时采集所述运行状态参数，并将所述运行状态参数上传至所述升级控制单元和所述后台。

14、进一步的，所述设备具有工业级防水防尘的三防外壳，并集成安装于箱式变电站或开关柜的内部，以适配高温、高湿及强电磁干扰的运行环境。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

16、本发明所述设备可应用于各类变电站、箱式变电站及开关柜中的保护测控装置，无需人工现场拆机接线即可远程、自主、安全地完成固件升级；通过状态感知的自主择时、固件校验与回滚、分区与分阶段升级及超时保护、通信冗余、电源冗余切换以及三防集成安装的相互配合，有效提升了保护测控软件升级的安全性、稳定性与运维效率，降低了运维工作量，增强了保护测控装置在其全生命周期内运行的连续性与可靠性。

1.一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述设备与保护测控装置通信连接，并包括：

2.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述运行状态参数包括所述保护测控装置所采集的运行电参量以及所述保护测控装置自身的资源占用参量；所述运行电参量包括电流、电压、功率和温度中的至少一种，所述资源占用参量包括cpu负载和内存使用率中的至少一种；所述升级控制单元用于在所述运行电参量处于预设正常范围、且所述资源占用参量低于预设阈值时，判断当前运行状态适合升级。

3.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述存储模块还用于存储所述保护测控装置当前运行的固件版本的备份；所述升级控制单元还用于在升级过程出现异常时，调用所述备份将所述保护测控装置回滚至升级前的固件版本。

4.根据权利要求3所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述设备还包括升级校验单元，所述升级校验单元用于对所接收的升级固件包以及所述备份的固件进行md5校验，并在校验通过后才允许所述升级控制单元执行相应的写入或回滚操作。

5.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述保护测控装置的存储空间划分为系统分区与应用程序分区；所述升级控制单元用于采用分区升级模式将所述升级固件包分别写入所述系统分区与所述应用程序分区，且在升级过程中保留升级前的原程序分区。

6.根据权利要求5所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述升级控制单元用于按分阶段升级逻辑将所述升级固件包分阶段静默写入，并设有超时保护机制；当任一升级阶段的耗时超过预设时长时，所述超时保护机制中止本次升级，并使所述保护测控装置切换回所保留的原程序分区运行。

7.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述通讯传输模块包括工业以太网通信单元与无线网络通信单元，所述无线网络通信单元为4g通信单元或5g通信单元；所述工业以太网通信单元与所述无线网络通信单元构成双链路冗余组网，并在其中一条链路异常时自动切换至另一条链路。

8.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述设备还包括冗余供电模块，所述冗余供电模块包括主电源、备用电池电源以及掉电检测单元；所述掉电检测单元用于检测所述主电源的供电状态，并在检测到所述主电源异常时，控制所述设备由所述主电源无缝切换至所述备用电池电源供电。

9.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述存储模块为工业级固态存储器；和/或，所述设备还包括硬件监控单元，所述硬件监控单元与所述保护测控装置相连，用于实时采集所述运行状态参数，并将所述运行状态参数上传至所述升级控制单元和所述后台。

10.根据权利要求1所述的一种自动升级保护测控装置程序的设备，其特征在于，所述设备具有工业级防水防尘的三防外壳，并集成安装于箱式变电站或开关柜的内部，以适配高温、高湿及强电磁干扰的运行环境。