CN103326469A - 智能变电站goose通信状态监测方法及监测设备 - Google Patents

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Abstract

一种智能变电站GOOSE通信状态监测方法，包括如下步骤：获取智能变电站的SCD文件，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；根据所述GOOSE配置文件产生IED装置对应的GOOSE报文；通过订阅方式获取所需监测的IED装置的GOOSE报文；根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。本发明还提供一种智能变电站GOOSE通信状态监测设备，通过本发明的技术，可以实现对GOOSE通信状态的实时检测，根据检测的异常结果进行相应的告警，可以降低系统集成成本，代码复用率及通讯效率高，便于实现，具有良好的应用前景。

Description

智能变电站GOOSE通信状态监测方法及监测设备
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种智能变电站GOOSE通信状态监测方法及监测设备。
背景技术
目前，以IEC61850标准为标志的智能变电站已成为智能电网建设的重要部分，其中GOOSE通讯广泛应用于间隔五防联闭锁、状态信号的快速收发及跳闸指令的收发，而GOOSE应用存在两大难题：一是要保证GOOSE通信的实时性、二是GOOSE通信状态的实时监测。
现有的GOOSE通信状态的监测技术，一般是由GOOSE接收解析模块简单判别是否长时间未收到GOOSE报文、GOOSE报文是否异常等，该技术中同源数据、代码的复用率及效率较低，集成成本高、实时性差。
发明内容
基于此，有必要针对上述现有技术复用率及效率较低，集成成本高、实时性差的问题，提供一种智能变电站GOOSE通信状态监测方法及监测设备。
一种智能变电站GOOSE通信状态监测方法，包括如下步骤：
获取智能变电站的SCD文件，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；
根据所述GOOSE配置文件产生IED装置对应的GOOSE报文；
通过订阅方式获取所需监测的IED装置的GOOSE报文；
根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
一种智能变电站GOOSE通信状态监测设备，包括：
GOOSE配置工具，用于根据智能变电站的SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；
GOOSE报文接收器，用于通过订阅方式获取所需监测的IED装置根据对应GOOSE配置文件产生的GOOSE报文；
GOOSE报文诊断装置，用于根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
告警装置，用于根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
上述智能变电站GOOSE通信状态监测方法及监测设备，克服了现有GOOSE通信状态监测技术中的集成成本高，模块复用率及通讯效率低下的问题，能够根据变电站SCD文件生成GOOSE相关信息的配置，接收解析GOOSE报文，可以实现对GOOSE通信状态的实时检测，根据检测的异常结果进行相应的告警，可以降低系统集成成本，代码复用率及通讯效率高，便于实现，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为一个实施例的智能变电站GOOSE通信状态监测方法流程图；
图2为一个实施例的智能变电站GOOSE通信状态监测设备结构示意图；
图3为一个实施例的GOOSE报文诊断装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的智能变电站GOOSE通信状态监测方法的具体实施方式作详细描述。
参见图1，图1为一个实施例的智能变电站GOOSE通信状态监测方法流程图，主要包括如下步骤：
步骤S1：获取智能变电站的SCD文件，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中。
步骤S2：根据所述GOOSE配置文件产生IED装置对应的GOOSE报文。
步骤S3：通过订阅方式获取所需监测的IED装置的GOOSE报文。
步骤S4：根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
步骤S5：根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
本发明的智能变电站GOOSE通信状态监测方法克服了现有GOOSE通信状态监测技术中的集成成本高，模块复用率及通讯效率低下的问题，能够根据变电站SCD文件生成GOOSE相关信息的配置，接收解析GOOSE报文，实现对GOOSE通信状态的检测，根据检测的异常结果进行相应的告警，可以降低系统集成成本，代码复用率及通讯效率高，便于实现，具有良好的应用前景。
在一个实施例中，在步骤S2前还包括：
启动IED装置的平台维护任务，并从数据库中读取所述GOOSE配置文件；解析所述GOOSE配置文件，并判断所述GOOSE配置文件是否准确，若是，执行步骤S3，若否，则重启所述IED装置。
在一个实施例中，所述步骤S1中根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件的步骤包括：
利用GOOSE配置工具，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE发送数据集信息、接收数据集信息以及状态量与测量量关联信息；
所述配置的方法包括：通过GOOSE配置工具关联各个IED装置对应的ICD文件的KO和KI虚端子，及其GOOSE状态量与测量量；其中，KO对应GOOSE发送数据集成员，KI对应GOOSE接收数据集成员。
具体的，SCD文件包括智能变电站全站设备所有IEC61850通信配置信息，每个GOOSE报文发布者的GOOSE报文内容包括MAC地址、APPID、数据集及每个成员的数据类型配置。其中，ICD模型描述了IED装置的输入输出。通过GOOSE配置工具以虚端子KO、KI为基础，把ICD或SCD文件中的GOOSE数据集的每个FCDA中DA(FCDA为DO的，则提取其位置字段)虚拟为KO和KI虚端子，KO对应GOOSE发送数据集成员，KI对应GOOSE接收数据集成员，并关联GOOSE状态量与测量量之间的对应关系配置。通过GOOSE配置工具，可以完成KI、KO虚端子的关联和GOOSE状态量与测量量同源信息的关联。
在一个实施例中，所述步骤S3包括：
配置所需监测的IED装置的GOOSE报文目标地址列表，利用网络控制器收GOOSE报文，将GOOSE报文中的目标地址与目标地址列表中的地址进行对比，若该目标地址包含在地址列表中，则从所述网络控制器中读取对应的GOOSE报文。
具体的，采取订阅的形式来获取需要的IED装置GOOSE报文，通过配置了一个GOOSE报文目标地址列表，并对接收报文的网络控制器进行设置，网络控制器收到GOOSE报文后，将报文中的目标地址与目标地址列表进行比对，实现GOOSE报文的订阅。
在一个实施例中，所述步骤S4包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的goose.stNum和goose.sqNum字段信息；
当goose.stNum没有变化时，判断所述goose.sqNum是否每次递增1，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常；当goose.stNum变化时，判断所述goose.sqNum是否为0，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常。
具体的，GOOSE报文的帧格式中包括goose.stNum和goose.sqNum两个可以表示状态变化和连续性的字段信息，在报文帧中状态量发生变化时，goose.stNum递增，同时goose.sqNum置为0；在报文帧中状态量不变化时，goose.stNum保持不变同时goose.sqNum递增。因此，通过goose.stNum和goose.sqNum字段信息的相互关系，从而实现GOOSE报文连续性的检测。
在一个实施例中，所述步骤S4包括：
检测接收到的所述IED装置GOOSE报文的时间间隔与IEC61850标准规定的时间间隔的差值是否大于预设的误差范围，若是，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文离散性异常。
具体地，在IEC61850标准中，规定了GOOSE报文的发送机制，在状态变化时是以2ms-2ms-4ms-8ms-心跳间隔的时间间隔发送快速GOOSE报文，在状态没有变化时，以心跳间隔为时间间隔发送心跳报文。因此，通过GOOSE报文的时间间隔与IEC61850标准规定的时间间隔的差值，实现GOOSE报文离散性的检测，从而可根据检测的异常情况作为依据，检测GOOSE发送端的二次设备异常原因或GOOSE网络异常原因。
在一个实施例中，所述步骤S4包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的固定编码内容和与规定的相关信息是否匹配，或GOOSE报文的配置信息与IEC61850标准规定的必选项是否匹配；若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文帧格式异常。
具体的，在IEC61850标准中，GOOSE报文的内容包括固定的编码部分和与配置信息相关的信息。对于固定编码部分，通过GOOSE报文内容与IEC61850标准进行比对，实现GOOSE报文帧格式的固定编码内容检测，对于GOOSE报文与配置信息相关的部分，采用与IEC61850标准配置信息的比对方式实现GOOSE报文帧格式的配置信息检测。
在一个实施例中，所述步骤S4包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的状态量为线路有电流时，测量量是否为开关位置处于合位状态，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文状态量异常。
具体的，GOOSE状态量正确性自诊断器在解析得到GOOSE报文发送的状态量之后，根据“线路有流，开关位置处于合位”的规则，通过GOOSE状态量与测量量之间的对应关系完成GOOSE状态量的自诊断，当规则验证不通过时，报出GOOSE状态量异常。
需要声明的是，在本发明的步骤S4中，根据GOOSE报文对述IED装置GOOSE通信状态进行检测，并不限定于上述实施例中阐述的一种方式，也可以采用多种检测方式的结合，可实现智能变电站GOOSE通信状态的全面监测。
下面结合附图对本发明的智能变电站GOOSE通信状态监测设备的具体实施方式作详细描述。
参见图2，图2为一个实施例的智能变电站GOOSE通信状态监测设备结构示意图，主要包括：
GOOSE配置工具，用于根据智能变电站的SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；
GOOSE报文接收器，用于通过订阅方式获取所需监测的IED装置根据对应GOOSE配置文件产生的GOOSE报文；
GOOSE报文诊断装置，用于根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
告警装置，用于根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
参见图3，图3为一个实施例的GOOSE报文诊断装置结构示意图，所述GOOSE报文诊断装置包括：GOOSE报文连续性诊断器、GOOSE报文离散性诊断器、GOOSE报文正确性诊断器和/或GOOSE报文状态量诊断器。
所述GOOSE报文连续性诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的goose.stNum和goose.sqNum字段信息；当goose.stNum没有变化时，判断所述goose.sqNum是否每次递增1，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常；当goose.stNum变化时，判断所述goose.sqNum是否为0，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常。
所述GOOSE报文离散性诊断器、用于检测接收到的所述IED装置GOOSE报文的时间间隔与IEC61850标准规定的时间间隔的差值是否大于预设的误差范围，若是，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文离散性异常。
所述GOOSE报文正确性诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的固定编码内容和与IEC61850标准规定的相关信息是否匹配，或GOOSE报文的配置信息与IEC61850标准规定的必选项是否匹配；若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文帧格式异常。
所述GOOSE报文状态量诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的状态量为线路有电流时，测量量是否为开关位置处于合位状态，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文状态量异常。
本发明的智能变电站GOOSE通信状态监测设备，GOOSE配置工具完成GOOSE数据收发及同源信息的配置；GOOSE报文接收器接收并解析GOOSE报文，进一步，通过GOOSE报文连续性诊断器、GOOSE报文离散性诊断器、GOOSE报文正确性诊断器、GOOSE报文状态量诊断器的彼此独立工作的诊断器，可以分别从GOOSE报文连续性、离散性、报文正确性和状态量正确性进行检测，从而实现对智能变电站GOOSE通信状态的全面监测。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取智能变电站的SCD文件，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；
根据所述GOOSE配置文件产生IED装置对应的GOOSE报文；
通过订阅方式获取所需监测的IED装置的GOOSE报文；
根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
2.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述GOOSE配置文件产生IED装置对应的GOOSE报文的步骤前还包括：
启动IED装置的平台维护任务，并从数据库中读取所述GOOSE配置文件；
解析所述GOOSE配置文件，并判断所述GOOSE配置文件是否准确，若否，则重启所述IED装置。
3.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件的步骤包括：
利用GOOSE配置工具，根据所述SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE发送数据集信息、接收数据集信息以及状态量与测量量关联信息；
所述配置的方法包括：
通过GOOSE配置工具关联各个IED装置对应的ICD文件的KO和KI虚端子，及其GOOSE状态量与测量量；其中，KO对应GOOSE发送数据集成员，KI对应GOOSE接收数据集成员。
4.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述通过订阅方式获取所需监测的IED装置的GOOSE报文的步骤包括：
配置所需监测的IED装置的GOOSE报文目标地址列表，利用网络控制器收GOOSE报文，将GOOSE报文中的目标地址与目标地址列表中的地址进行对比，若该目标地址包含在地址列表中，则从所述网络控制器中读取对应的GOOSE报文。
5.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测的步骤包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的goose.stNum和goose.sqNum字段信息；
当goose.stNum没有变化时，判断所述goose.sqNum是否每次递增1，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常；
当goose.stNum变化时，判断所述goose.sqNum是否为0，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常。
6.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测的步骤包括：
检测接收到的所述IED装置GOOSE报文的时间间隔与IEC61850标准规定的时间间隔的差值是否大于预设的误差范围，若是，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文离散性异常。
7.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测的步骤包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的固定编码内容和与IEC61850标准规定的相关信息是否匹配，或GOOSE报文的配置信息与IEC61850标准规定的必选项是否匹配；
若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文帧格式异常。
8.根据权利要求1所述的智能变电站GOOSE通信状态监测方法，其特征在于，所述根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测的步骤包括：
检测所述IED装置的GOOSE报文的状态量为线路有电流时，测量量是否为开关位置处于合位状态，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文状态量异常。
9.一种智能变电站GOOSE通信状态监测设备，其特征在于，包括：
GOOSE配置工具，用于根据智能变电站的SCD文件配置智能变电站的各个IED装置的GOOSE配置文件，并下载至对应的IED装置中；
GOOSE报文接收器，用于通过订阅方式获取所需监测的IED装置根据对应GOOSE配置文件产生的GOOSE报文；
GOOSE报文诊断装置，用于根据所述GOOSE报文对所述IED装置GOOSE通信状态进行检测；
告警装置，用于根据所述检测结果进行相应的异常状态告警。
10.根据权利要求9所述的智能变电站GOOSE通信状态监测设备，其特征在于，所述GOOSE报文诊断装置包括：GOOSE报文连续性诊断器、GOOSE报文离散性诊断器、GOOSE报文正确性诊断器和/或GOOSE报文状态量诊断器；
所述GOOSE报文连续性诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的goose.stNum和goose.sqNum字段信息；当goose.stNum没有变化时，判断所述goose.sqNum是否每次递增1，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常；当goose.stNum变化时，判断所述goose.sqNum是否为0，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文连续性异常；
所述GOOSE报文离散性诊断器、用于检测接收到的所述IED装置GOOSE报文的时间间隔与IEC61850标准规定的时间间隔的差值是否大于预设的误差范围，若是，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文离散性异常；
所述GOOSE报文正确性诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的固定编码内容和与IEC61850标准规定的相关信息是否匹配，或GOOSE报文的配置信息与IEC61850标准规定的必选项是否匹配；若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文帧格式异常；
所述GOOSE报文状态量诊断器，用于检测所述IED装置的GOOSE报文的状态量为线路有电流时，测量量是否为开关位置处于合位状态，若否，则确定所述IED装置对应的GOOSE报文状态量异常。
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