CN104065160B - 一种电力系统中异常报文处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力系统中异常报文处理的方法，按以下步骤进行：进入交换设备之前的所有端口的数据帧经过FPGA或者网络处理器的端口镜像与监听，识别出不满足IEC-61850规约和IEEE802.3协议的异常帧，对所述异常帧进行分析与处理，将所有正常数据帧保持原样地通过交换设备送给系统监视记录分析装置。本发明能够识别交换设备的所有端口的各种异常帧，对异常帧标记后，将其从交换设备上除异常帧的源端口除外指定的任意端口转发出来。本发明克服现有技术的不足，使得系统监视记录分析装置在组网的方式下能够记录下网络中出现的所有报文(包括异常报文)，为智能变电站事故预警和故障定位与分析提供了有效的数据支持，可一定程度上降低智能变电站运行事故发生的概率。

Description

一种电力系统中异常报文处理方法
技术领域
本发明属于利用电力系统的技术领域，涉及智能变电站过程层通信系统与方法。尤其涉及一种电力系统中异常报文处理方法。
背景技术
随着智能变电站实施技术的逐渐成熟和深入，智能变电站的应用实施已经从最初面向站控层和间隔层发展到面向过程层，过程层的出现是智能变电站区别于传统变电站的重要特征，特别是测量回路和控制回路，尤其是电子式互感器和智能开关的应用逐渐成熟，变电站二次系统的设计、安装、调试和运行维护都将产生深刻的变革，过程层是否能准确可靠的工作以代替传统变电站的测量回路、控制回路等二次回路成为智能变电站的关键。
在智能变电站中，过程层的二次回路信号是先通过A/D转换之后，将所有数据统一打包，然后通过以太网传递给相关间隔层装置进行处理。相比于传统的变电站二次回路，智能变电站层次结构虽然相对简单，物理接线减少，但逻辑上却转化成了看不见的连接，同时为了进一步简化网络结构和施工难度，站控层、间隔层以及过程层还有进一步组合甚至完全合并的趋势，使得物理结构简化的同时，大大增加了逻辑结构的复杂性和可维护性，对于变电站故障的预警和准确定位提出了新的挑战。
由于数字式变电站的二次回路是通过基于以太网的数据传输实现的，信号受到干扰的情况更多，导致传输的报文中存在不在以太网定义范围内的报文(即字节小于64或者大于1518)、CRC计算错误的报文、冲突帧、不满足IEC61850规约的报文等异常报文，交换机针对这些异常报文处理方式一般为直接丢弃，不予存储转发。实际上，上述异常报文的内容(比如其中的MAC地址，协议类型字段等)，对电力通信网络的故障预警和分析有很大的指导和参考作用。电力系统中过程层传输的超短帧、超长帧、CRC错误帧等异常报文通常被交换设备所过滤，无法传输到间隔层的系统监视记录分析装置(如报文记录分析仪)。然而异常帧包含了重要的运行状态信息，能有助于变电站的事故预警和故障定位。
发明内容
本发明所要解决的问题是通过对电力系统中传输中异常报文进行分析与处理，保证数据帧的有效传输，提高故障预警和定位的能力，增强智能变电站过程层的报文传输的可控性和健壮性。
本发明提供的技术方案：
一种电力系统中异常报文处理的方法，其特征在于按以下步骤进行：进入交换设备之前的所有端口的数据帧经过FPGA或者网络处理器的端口镜像与监听，识别出不满足IEC-61850规约和IEEE802.3协议的异常帧，对所述异常帧进行分析与处理，将所有正常数据帧保持原样地通过交换设备送给系统监视记录分析装置。
其中，所述的数据帧包括但不仅限于从SV采集值报文和GOOSE报文。
进一步地，FPGA或者网络处理器对数据帧的端口镜像与监听不影响当前数据的存储与转发，且镜像速率不大于端口转发数率，不出现丢帧、乱序、复制现象。
进一步地，对所述异常帧的分析与处理，包括对异常帧进行标识，提取异常帧的数据信息，将异常帧转发到系统监视记录分析装置。
其中，所述异常帧进行标识具体为:对异常帧添加端口信息,用于指示异常帧的来源端口，使得系统监视记录分析装置能够知道是从哪个IED设备发出的异常报文。
进一步地，为异常帧添加时间戳信息，用于指示异常帧的接收时间，使得系统监视记录分析装置能够知道异常报文从IED发出的时间。
进一步地，通过对异常帧的帧结构的分析，提取异常帧的数据信息，通过端口汇聚将异常帧以及数据信息、添加端口信息、时间戳信息通过除异常帧的源端口除外的任意一个指定的端口发出，指定的端口通常是接往电网中的系统监视记录分析装置的端口。
本发明有益效果如下：
在本发明提供的技术方案中，通过对异常报文的端口镜像，可以捕获所有端口的异常报文，并可知异常报文的来源端口，对其标注其时间信息，通过端口汇聚将异常报文发往系统监视记录分析装置，能够有效帮助电力系统中分析、诊断设备故障和网络运行状况，为智能变电站事故预警和故障定位与分析提供有效的数据支持，可一定程度上降低智能变电站运行事故发生的概率。
附图说明
图1为本发明的异常报文的处理流程图。
图2为异常帧处理的帧格式图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。图1为本发明一种识别和处理异常帧的方法流程示意图，所述方法具体包括以下步骤：
步骤101：在所有数据帧进入交换设备之前，首先经过FPGA或者网络处理器的端口镜像与监听，FPGA或者网络处理器的功能是对于各个端口进行完全的端口镜像，监听收发的数据；正常的数据帧仍然经过交换设备进行存储转发，另外新建的镜像的数据帧由FPGA或者网络处理器中的功能模块进行分析处理；
步骤102：根据IEC-61850规约和IEEE802.3协议规定的帧结构识别出异常帧，包括不在以太网定义范围内的报文(即字节小于64或者大于1500)、CRC计算错误的报文、冲突帧以及不满足IEC-61850-9-2要求的SV报文、GOOSE报文帧结构的异常帧；
步骤103：标识异常帧，包括异常帧来源的端口号以及时间信息，以SV采集值报文为例，异常帧处理的帧格式如附图2所示，
具体的，在异常帧的某些字段插入一个或多个字节，用于表示异常帧来源的端口号，插入的位置如附图2中202中所示(也可以是其它指定位置)。字节的数目与交换设备的端口数目有关，一个字节可以表示8个端口，比如0x1表示从端口1收到的异常帧，0x2表示从端口2收到的异常帧，以此类推，或者用其它编码来表示相应的端口。将标识之后的异常帧存入缓存区。
进一步地，为异常帧打上时间戳，如附图2中201位置，用于指示异常帧的接收时间(也可以在其它指定的字段或者在某个特殊的字段插入若干的字节来表示存储时间信息)，通过修改异常帧，将时间信息直接写进异常帧中。
步骤104：对异常帧进行分析与处理，通过识别异常帧的帧结构，提取帧结构的信息，并对帧进行归类，对可恢复的异常帧进行恢复，并申请重新发送。
步骤105：通过端口汇聚，将异常帧通过除异常帧的源端口除外的任意一个指定的端口发出，指定的端口通常是接往电网中的故障录播装置的端口。这样，故障录播装置可以收到全部的异常报文，同时可以知道异常报文的来源端口以及接收时间。故障录播装置并不直接对异常帧进行CRC校验，而是先提取异常帧的端口号，然后再对异常帧进行分析与处理。
进一步地，在具体实现时，每个功能模块既可以放入单独的功能器件，也可以用软件或者逻辑代码的形式运行在公共硬件平台上，而不占用独立的硬件结构，以节省硬件成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电力系统中异常报文处理的方法，其特征在于按以下步骤进行：进入交换设备之前的所有端口的数据帧经过FPGA或者网络处理器的端口镜像与监听，识别出不满足IEC-61850规约和IEEE802.3协议的异常帧，对所述异常帧进行分析与处理，将所有正常数据帧保持原样地通过交换设备送给系统监视记录分析装置；
对所述异常帧的分析与处理具体为:对异常帧进行标识，提取异常帧的数据信息，并对帧进行归类，对可恢复的异常帧进行恢复，并申请重新发送，并将异常帧转发到系统监视记录分析装置；所述异常帧进行标识具体为:对异常帧添加端口信息,用于指示异常帧的来源端口，使得系统监视记录分析装置能够知道是从哪个IED设备发出的异常报文；为异常帧添加时间戳信息，用于指示异常帧的接收时间，使得系统监视记录分析装置能够知道异常报文从IED发出的时间；通过对异常帧的帧结构的分析，提取异常帧的数据信息，通过端口汇聚将异常帧以及数据信息、添加端口信息、时间戳信息通过除异常帧的源端口除外的任意一个指定的端口发出，指定的端口是接往电网中的系统监视记录分析装置的端口。
2.根据权利要求1所述的电力系统中异常报文处理的方法，其特征在于：所述的数据帧包括但不限于从SV采集值报文和GOOSE报文。
3.根据权利要求1所述的电力系统中异常报文处理的方法，其特征在于：FPGA或者网络处理器对数据帧的端口镜像与监听不影响数据的存储与转发，且镜像速率不大于端口转发速率。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104917705A (zh) * 2015-06-18 2015-09-16 国家电网公司 一种智能变电站过程层交换机的网络报文管理方法
CN105449863B (zh) * 2015-12-16 2018-05-25 北京四方继保自动化股份有限公司 一种智能变电站网络通信安全稳定方法
CN106982092B (zh) * 2016-01-18 2021-01-08 中兴通讯股份有限公司 光网络终端的异常报文捕获方法及光网络终端
CN106789319A (zh) * 2017-01-03 2017-05-31 许昌许继软件技术有限公司 一种变电站暂态网络报文存储方法及装置
CN111162964B (zh) * 2019-12-17 2021-10-12 山东鲁软数字科技有限公司智慧能源分公司 一种智能站报文完整性分析方法及系统
CN112212358B (zh) * 2020-09-03 2023-01-20 海南热带海洋学院 一种火电机组协调控制系统及其协调控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101719694A (zh) * 2009-12-16 2010-06-02 北京四方继保自动化股份有限公司 一种数字化变电站网络通信记录分析装置
CN201504122U (zh) * 2009-07-31 2010-06-09 南京拓为电力科技发展有限公司 便携式电力通信规约检测仪
CN102013900A (zh) * 2010-09-16 2011-04-13 珠海市鸿瑞软件技术有限公司 电力专用千兆b码时戳卡
WO2012119416A1 (zh) * 2011-08-25 2012-09-13 华为技术有限公司 一种电子设备检测的方法和电子设备
CN103200129A (zh) * 2013-04-05 2013-07-10 张小云 一种异常报文的镜像方法和装置
CN203057174U (zh) * 2013-01-23 2013-07-10 南京畅洋科技有限公司 一种智能变电站动态数据记录装置
EP2717515A1 (en) * 2012-06-30 2014-04-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Virtual port monitoring method and device
CN103746459A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 国家电网公司 电力调度自动化系统主备通道信息智能比对方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201504122U (zh) * 2009-07-31 2010-06-09 南京拓为电力科技发展有限公司 便携式电力通信规约检测仪
CN101719694A (zh) * 2009-12-16 2010-06-02 北京四方继保自动化股份有限公司 一种数字化变电站网络通信记录分析装置
CN102013900A (zh) * 2010-09-16 2011-04-13 珠海市鸿瑞软件技术有限公司 电力专用千兆b码时戳卡
WO2012119416A1 (zh) * 2011-08-25 2012-09-13 华为技术有限公司 一种电子设备检测的方法和电子设备
EP2717515A1 (en) * 2012-06-30 2014-04-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Virtual port monitoring method and device
CN203057174U (zh) * 2013-01-23 2013-07-10 南京畅洋科技有限公司 一种智能变电站动态数据记录装置
CN103200129A (zh) * 2013-04-05 2013-07-10 张小云 一种异常报文的镜像方法和装置
CN103746459A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 国家电网公司 电力调度自动化系统主备通道信息智能比对方法

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