數(shù)字化變電站過程層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和報(bào)文分析研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-07-16 12:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接口。因此，硬件平臺(tái)外部接口為 4 個(gè)（采樣值）以太網(wǎng)接口， 1個(gè)采樣值 FT3 接口， 4個(gè)（ GOOSE）以太網(wǎng)接口， 1個(gè)管理口。 系統(tǒng)硬件平臺(tái)基 于多智能板設(shè)計(jì)，其中采樣值接口部分采用 DSP＋ FPGA結(jié)構(gòu)，基于 VxWorks 系統(tǒng)或其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)， GOOSE 接口部分采用 ARM+FPGA 結(jié)構(gòu)，基于VxWorks 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 存儲(chǔ)部分：采用硬盤為介質(zhì)， 采樣值和 GOOSE 報(bào)文的存儲(chǔ)根據(jù)預(yù)先劃定的磁盤區(qū)域 以時(shí)間標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)文件的格式 進(jìn)行分別存儲(chǔ)。 6 2） 智能變電站網(wǎng)絡(luò)報(bào)文監(jiān)測(cè)和記錄系統(tǒng)的研究 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文監(jiān)測(cè) 用于接收?qǐng)?bào)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(cuò)序、失步、超時(shí)、中斷、無效編碼、流量突變等異常。 GOOSE 報(bào)文異常檢查：分報(bào)文序列 異常檢查和報(bào)文內(nèi)容異常檢查兩個(gè)主要檢查項(xiàng)。報(bào)文序列檢查：報(bào)文超時(shí)、報(bào)文丟幀、報(bào)文錯(cuò)序、報(bào)文重復(fù)等網(wǎng)絡(luò)通訊的異常。報(bào)文內(nèi)容檢查：是檢查 GOOSE 報(bào)文的 APDU 和 ASDU 格式是否符合協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)格式 。如 GOOSE 報(bào)文配置項(xiàng)與裝置的 CID 文件的 GOOSE 配置部分不一致，則說明GOOSE 報(bào)文內(nèi)容存在錯(cuò)誤。 采樣值報(bào)文異常檢查：分報(bào)文序列異常檢查和報(bào)文內(nèi)容異常檢查項(xiàng)。報(bào)文序列檢查：報(bào)文超時(shí)、報(bào)文丟幀、報(bào)文錯(cuò)序、報(bào)文重復(fù)等網(wǎng)絡(luò)通訊的異常。報(bào)文內(nèi)容檢查：是檢查采樣值報(bào)文的 APDU 和 ASDU 格式是否符合協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)格式。 網(wǎng)絡(luò) 報(bào)文記錄 用于將接收的報(bào)文原碼，按 時(shí)序特征， 以文件格式存儲(chǔ)到記錄介質(zhì)上 。 報(bào)文的記錄按時(shí)序依次記錄捕獲報(bào)文，對(duì)于異常報(bào)文，在存儲(chǔ)記錄前將報(bào)文打上異常類型標(biāo)記。支持以時(shí)段、報(bào)文類型、報(bào)文特征檢索和報(bào)文提取方式。 報(bào)文記錄根據(jù)報(bào)文的時(shí)序特征，采用線性均衡循環(huán)存儲(chǔ)算法，對(duì)硬盤空間進(jìn)行線性規(guī)劃，循環(huán)均衡存儲(chǔ)，確保硬盤不產(chǎn)生磁盤碎片，使硬盤每個(gè)扇區(qū)的擦寫保持均衡。 3） 智能變電站網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)評(píng)估的研究 過程層網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài) 的在線監(jiān)測(cè) 根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)口的通訊報(bào)文間隔，判斷網(wǎng)絡(luò)口通訊是否存在超時(shí)、中斷等異常 ，并給出通訊異常的提示。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)口通訊報(bào)文的數(shù)量，進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，當(dāng)交換機(jī)出現(xiàn)故障、通訊接口異常導(dǎo)致的流量大幅減少時(shí)，報(bào)告流量異常。 網(wǎng)絡(luò)流量可根據(jù)報(bào)文類型分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)的狀態(tài)評(píng)估 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)的變化和在線報(bào)文監(jiān)視的異常信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行評(píng)估，對(duì)網(wǎng)絡(luò) 的 異常給出異常告警 分類評(píng)估 。 4）智能變電站網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析專家系統(tǒng)的研究 7 GOOSE 通訊報(bào)文 GOOSE 報(bào)文是一種由事件觸發(fā)的報(bào)文，其通信采用發(fā)布者 /訂閱者機(jī)制。為防止網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過重情況下丟失 GOOSE 報(bào)文，同一個(gè) GOOSE 報(bào)文會(huì)重發(fā)多次，報(bào)文重發(fā)的時(shí)間間隔逐漸增大，當(dāng)重發(fā)時(shí)間間隔增大到最大值時(shí)， GOOSE 報(bào)文將以最大時(shí)間間隔不斷重發(fā)該報(bào)文，一直到有新事件產(chǎn)生為止。 GOOSE 報(bào)文事件發(fā)送機(jī)制如圖 1所示： T 0 T 0（ T 0 ）T 1 T 1T 2 T 3tG O O S E 報(bào) 文 傳 輸 時(shí) 間有 事 件 產(chǎn) 生 圖 1 GOOSE 報(bào)文變時(shí)間間隔重發(fā)機(jī)制 說明： T0：為無事件狀態(tài)下，報(bào)文重發(fā)時(shí)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(bào)文重發(fā)時(shí)間間隔 (因有事件產(chǎn)生而縮短 )； T1：事件發(fā)生時(shí)，最短報(bào)文重發(fā)時(shí)間間隔； T T3：達(dá)到無事件狀態(tài)前的報(bào)文重發(fā)時(shí)間間隔 (T0＞ T3＞ T2＞ T1)。 采樣值報(bào)文 采樣率根據(jù)預(yù)先的配置決定的，預(yù)定采樣率數(shù)據(jù)報(bào)文，采樣報(bào)文的 APDU 部分如下： 1個(gè) APDU 帶若干 ASDU，其中 ASDU 數(shù)據(jù)可配并于采樣率有關(guān)，采用與基本編碼規(guī)則 （ BER， Basic Encoding Rule） 相關(guān)的 (， Abstract Syntax Notation One)對(duì)采樣值進(jìn)行編碼。 圖 2 采樣值報(bào)文的 APDU 8 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(jié)構(gòu)和協(xié)議格式表示方法的通用語言，并且在定義應(yīng)用層協(xié)議方面也取得了廣泛的應(yīng)用，引入 描述 PDU，是因?yàn)樗梢韵匀徽Z言描述帶來的二義性。 ISO在制定 的同時(shí)也定義了一種標(biāo)準(zhǔn)的編碼方案，即基本編碼規(guī)則（ BER） ， BER可用于描述各 PDU 所代表的數(shù)值，即將 所描述的報(bào)文轉(zhuǎn)換為唯一的比特序列。由于 的中立性，不依賴于具體的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，它可解決分布式異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)表示的兩個(gè)重要問題： a. 在 不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換有了一個(gè)共同的表示。 b. 在一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部，一個(gè)應(yīng)用程序可使用某種特殊的數(shù)據(jù)表示，但使用 和 BER，可自動(dòng)解決互相協(xié)作的應(yīng)用實(shí)體之間表示的差異。 為保證報(bào)文傳輸?shù)母邔?shí)時(shí)性，避免在通信堆棧造成延時(shí)，應(yīng)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(bào)文有 IEC6185091 和IEC6185092 兩種規(guī)范。 報(bào)文 分析系統(tǒng) 通過對(duì)規(guī)范報(bào)文的解析，將報(bào)文中的字段以結(jié)構(gòu)化的形式，按字段及關(guān)鍵字進(jìn)行細(xì)分，形成可讀性強(qiáng)，閱讀方便的報(bào)文解釋和描述。 報(bào)文分析系統(tǒng)一般將結(jié)構(gòu)化解釋 和原始報(bào)文放在同一分析窗口進(jìn)行比對(duì)，為用戶熟悉、使用、檢查、判斷報(bào)文中存在的報(bào)文內(nèi)容錯(cuò)誤、報(bào)文幀錯(cuò)誤、報(bào)文結(jié)構(gòu)異化提供簡(jiǎn)單明了的指示。 同時(shí)，報(bào)文分析系統(tǒng)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)文
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