數(shù)字化變電站過程層網(wǎng)絡監(jiān)測和報文分析研究(編輯修改稿)
2025-07-25 15:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 值和GOOSE報文的存儲根據(jù)預先劃定的磁盤區(qū)域以時間標簽的標準文件的格式進行分別存儲。2）智能變電站網(wǎng)絡報文監(jiān)測和記錄系統(tǒng)的研究 網(wǎng)絡報文監(jiān)測用于接收報文原碼，并根據(jù)確定的采樣值協(xié)議或GOOSE協(xié)議，解碼分析檢查丟幀、錯序、失步、超時、中斷、無效編碼、流量突變等異常。 GOOSE報文異常檢查：分報文序列異常檢查和報文內(nèi)容異常檢查兩個主要檢查項。報文序列檢查：報文超時、報文丟幀、報文錯序、報文重復等網(wǎng)絡通訊的異常。報文內(nèi)容檢查：是檢查GOOSE報文的APDU和ASDU格式是否符合協(xié)議標準格式。如GOOSE報文配置項與裝置的CID文件的GOOSE配置部分不一致，則說明GOOSE報文內(nèi)容存在錯誤。 采樣值報文異常檢查：分報文序列異常檢查和報文內(nèi)容異常檢查項。報文序列檢查：報文超時、報文丟幀、報文錯序、報文重復等網(wǎng)絡通訊的異常。報文內(nèi)容檢查：是檢查采樣值報文的APDU和ASDU格式是否符合協(xié)議標準格式。 網(wǎng)絡報文記錄 用于將接收的報文原碼，按時序特征，以文件格式存儲到記錄介質上。報文的記錄按時序依次記錄捕獲報文，對于異常報文，在存儲記錄前將報文打上異常類型標記。支持以時段、報文類型、報文特征檢索和報文提取方式。 報文記錄根據(jù)報文的時序特征，采用線性均衡循環(huán)存儲算法，對硬盤空間進行線性規(guī)劃，循環(huán)均衡存儲，確保硬盤不產(chǎn)生磁盤碎片，使硬盤每個扇區(qū)的擦寫保持均衡。3）智能變電站網(wǎng)絡通訊狀態(tài)的在線監(jiān)測和狀態(tài)評估的研究 過程層網(wǎng)絡通訊狀態(tài)的在線監(jiān)測根據(jù)網(wǎng)絡口的通訊報文間隔，判斷網(wǎng)絡口通訊是否存在超時、中斷等異常，并給出通訊異常的提示。根據(jù)網(wǎng)絡口通訊報文的數(shù)量，進行流量統(tǒng)計，當交換機出現(xiàn)故障、通訊接口異常導致的流量大幅減少時，報告流量異常。 網(wǎng)絡流量可根據(jù)報文類型分別進行統(tǒng)計。 網(wǎng)絡通訊狀態(tài)的狀態(tài)評估 根據(jù)網(wǎng)絡通訊狀態(tài)的變化和在線報文監(jiān)視的異常信息，對網(wǎng)絡通訊進行評估，對網(wǎng)絡的異常給出異常告警分類評估。4）智能變電站網(wǎng)絡報文分析專家系統(tǒng)的研究 GOOSE通訊報文 GOOSE報文是一種由事件觸發(fā)的報文，其通信采用發(fā)布者/訂閱者機制。為防止網(wǎng)絡負載過重情況下丟失GOOSE報文，同一個GOOSE報文會重發(fā)多次，報文重發(fā)的時間間隔逐漸增大，當重發(fā)時間間隔增大到最大值時，GOOSE報文將以最大時間間隔不斷重發(fā)該報文，一直到有新事件產(chǎn)生為止。GOOSE報文事件發(fā)送機制如圖1所示：圖1 GOOSE報文變時間間隔重發(fā)機制說明：T0：為無事件狀態(tài)下，報文重發(fā)時間間隔(一般為1024ms)；(T0)：從無事件狀態(tài)過渡到有事件狀態(tài)，報文重發(fā)時間間隔(因有事件產(chǎn)生而縮短)；T1：事件發(fā)生時，最短報文重發(fā)時間間隔；TT3：達到無事件狀態(tài)前的報文重發(fā)時間間隔(T0＞T3＞T2＞T1)。 采樣值報文 采樣率根據(jù)預先的配置決定的，預定采樣率數(shù)據(jù)報文，采樣報文的APDU部分如下：1個APDU帶若干ASDU，其中ASDU數(shù)據(jù)可配并于采樣率有關，采用與基本編碼規(guī)則（BER，Basic Encoding Rule）(，Abstract Syntax Notation One)對采樣值進行編碼。圖2 采樣值報文的APDU 抽象語法記法1是OSI提出的一種數(shù)據(jù)類型描述語言，已經(jīng)成為定義數(shù)據(jù)結構和協(xié)議格式表示方法的通用語言，并且在定義應用層協(xié)議方面也取得了廣泛的應用，是因為它可以消除自然語言描述帶來的二義性。，即基本編碼規(guī)則（BER），BER可用于描述各PDU所代表的數(shù)值。，不依賴于具體的計算機平臺，它可解決分布式異構環(huán)境下數(shù)據(jù)表示的兩個重要問題：a. 在不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換有了一個共同的表示。b. 在一個系統(tǒng)的內(nèi)部，一個應用程序可使用某種特殊的數(shù)據(jù)表示，可自動解決互相協(xié)作的應用實體之間表示的差異。 為保證報文傳輸?shù)母邔崟r性，避免在通信堆棧造成延時，應用層的PDU經(jīng)表示層編碼后直接映射到鏈路層和物理層。采樣值報文有IEC6185091和IEC6185092兩種規(guī)范。報文分析系統(tǒng) 通過對規(guī)范報文的解析，將報文中的字段以結構化的形式，按字段及關鍵字進行細分，形成可讀性強，閱讀方便的報文解釋和描述。報文分析系統(tǒng)一般將結構化解釋和原始報文放在同一分析窗口進行比對，為用戶熟悉、使用、檢查、判斷報文中存在的報文內(nèi)容錯誤、報文幀錯誤、報文結構異化提供簡單明了的指示。 同時，報文分析系統(tǒng)針對現(xiàn)場報文中常出現(xiàn)的錯誤或問題進行歸納，并對報文的錯誤或潛在缺陷給出針對性、準確的提示信息。為用戶發(fā)現(xiàn)問題，快速定位問題提供直接的幫助。 本項目由無錫供電公司與江蘇方天電力技術有限公司合作完成，擬采用接口和應用功能分析設計、硬件設計開發(fā)、軟件功能模塊設計開發(fā)、網(wǎng)絡監(jiān)測和報文分析系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試等階段，并將樣機用于現(xiàn)場試用，完成現(xiàn)場應用工作。項目研究需要購買儀器、設備及原因詳見附件9。五、 預期目標和成果形式1. 形成具有高可靠性、強大的實時處理能力、超大存儲容量的智能變電站過程層網(wǎng)絡實時監(jiān)視和報文分析設備硬件平臺方案； 2. 提出一種可行的過程層網(wǎng)絡報文監(jiān)視解決方案； 3. 提出一
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