CN104065524B - 一种iec61850中goose报文的性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，包括：将测试仪器接入到待测智能设备IED的网络中，选定测试项目并启动测试；自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的报文并通过解析出各个所述报文中的报文头以确定GOOSE报文；捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块；任一个所述智能设备IED具有对应的至少一种GOOSE逻辑块；根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试。相较于现有技术，本发明提供的GOOSE报文的性能测试方法不仅解决了手动输入容易出错的问题，而且还为测试人员节省了大量的时间，提高了工作效率。

Description

一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法

技术领域

本发明属于电力、电子测试仪器技术领域，特别是涉及一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法。

背景技术

当前电力系统中，对变电站自动化的要求越来越高。为方便变电站中各种IED的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）的3个工作组10，11，12（WG10/11/12）负责制定的。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用（Plug andPlay）的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。

GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件）是IEC61850通信标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。变电站配置一套技术先进和功能完善的计算机监控系统，承担运行人员正常控制、监视、信号、测量以及数据统计分析等各方面的功能，监控系统采用IEC61850通信标准，利用快速以太网特性，通过GOOSE实现IED(Intelligent Electronic Device，智能电子设备；在这里，IED是保护、测控等设备的统称）之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，与整个变电站系统统一建模、统一组网，共享统一的信息平台，提高二次系统的安全性、可靠性。

当发生任何状态变化时，IED将借助变化报告，高速多播一个二进制面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报告，该报告一般包含有：状态输入、起动和输出元件、继电器等实际和虚拟的每一个双点命令状态。在第一次发送完后，GOOSE一般以间隔2ms，4ms，8ms，……，60,000ms顺序重发。

GOOSE信息的传输属于多播方式，DL/T860中对GOOSE报文的多播地址进行了规定，要求使用01-0C-CD-01-00-00到01-0C-CD-01-01-FF之间的多播地址。而GOOSE协议数据单元的框架如下表1所示：

表1：GOOSE的ISO/IEC8802-3帧信息解释

如表1所示，从GOOSE帧信息的APDU中可以看出，GOOSE信息发送的内容是带有事件时间t的状态变化数据。利用这个特性报文延迟测试输入端口就可以根据这个特性捕获报文的时间和事件发生的时间进行对比，从而确定GOOSE信息的输出延迟。

GOOSE报文的传输特性可参见图1，如图1所示，t0时刻表示智能设备无状态变化时发送GOOSE心跳报文的时间间隔，此间隔时间为一个固定的时间间隔，一般要求小于60秒，t1表示事件发生后，最短的传输时间，而t2和t3表示直到获得稳定条件的重传时间。

通俗地说，GOOSE就是IEC61850标准当中的一种快速报文，它的特点是快速、可靠，所以在IED出厂前或者变电站投运前（如果有GOOSE功能）都要对其GOOSE的时间性能进行测试，评估IED发送GOOSE信息的传输时延是否满足相关标准或者设计要求。智能变电站要求GOOSE能够快速交换各IED之间的信息。GOOSE报文带有事件时间（Event），事件时间（Event）表示IED在检测到状态变化后GOOSE通信报文的最新变化的事件时间，通过计算分析GOOSE信息的传输时间延迟(Offset）。

传统的GOOSE报文的性能测试方法包括：首先，要将该IED的GOOSE报文头信息（如：源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、数据集datSet等）提前以手动方式输入到测试仪器中；接着，在进行测试时，测试仪器从众多的GOOSE报文中捕获已经输入好GOOSE报文头的GOOSE报文，从而计算GOOSE传输时间延迟。

易知，一个变电站当中产生GOOSE的IED有几百甚至上千个，如果需要测试这些IED的GOOSE传输延迟的话，那么每一台IED的GOOSE报文头信息都要在测试仪器中手动配置一遍，这样做不仅容易出错而且会消耗很多的时间，极大地影响工作效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种IEC61850中GOOSE性能测试方法，用于解决现有技术中对IEC61850中GOOSE报文进行性能测试效率低下且易出错等问题。

为解决上述问题及其他问题，本发明提供一种IEC61850中GOOSE性能测试方法，在所述IEC61850中，包括有联网的多个智能设备IED，所述GOOSE性能测试方法包括：将测试仪器接入到待测智能设备IED的网络中，选定测试项目并启动测试；自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的报文并通过解析出各个所述报文中的报文头以确定GOOSE报文；捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块；任一个所述智能设备IED具有对应的至少一种GOOSE逻辑块；根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试。

可选地，自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文并依序解析出各个所述GOOSE报文的报文头包括：在所述IEC61850中自动搜索网络报文流中的所有报文；重复如下步骤：按照顺序抓取一帧报文，解析出所述报文的报文头；根据所述报文头以确定所述报文是否为GOOSE报文；直至确定出所有的GOOSE报文。

可选地，捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块包括：捕获所述GOOSE报文的报文头中的关键字段，所述关键字段至少包括源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet；根据所述关键字段中的源MAC地址来确定智能设备IED，根据所述关键字段中的GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet来确定GOOSE逻辑块；将确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块予以显示，以供从中进行选取作测试用。

可选地，确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块在显示时是根据所述关键字段进行分类的。

可选地，根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试包括：浏览显示的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块；通过点选、游标移动或指令输入方式从显示的所有GOOSE报文中选取待测试的目标GOOSE报文；执行针对所述目标GOOSE报文的性能测试。

可选地，所述IEC61850中GOOSE性能测试方法包括：将所述目标GOOSE报文执行性能测试后的测试结果予以显示或存储。

可选地，所述测试项目包括GOOSE传输时间延迟。

本发明所提供的IEC61850中GOOSE性能测试方法，能自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文，并根据GOOSE报文的报文头中的关键字段以自动确定出所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块，从中选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试，相较于现有技术，不仅解决了手动输入容易出错的问题，而且还为测试人员节省了大量的时间，提高了工作效率。

附图说明

图1显示GOOSE报文的传输特性示意图。

图2显示本发明IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法的流程示意图。

图3为图2中步骤S23的具体流程示意图。

图4为图2中步骤S27的具体流程示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现：在现有技术中，在对GOOSE报文信息进行性能测试时需要先采用手动方式将GOOSE报文头信息输入到测试仪器，这样，不仅容易出错而且会消耗很多的时间，极大地影响工作效率。

因此，本发明的发明人对现有技术进行了改进，能自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文并捕获相应的GOOSE报文头信息，从而快速确定待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试，具有准确性高、快速高效的优点。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

以下将以一具体事例来详细说明本发明IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法。

图2显示了本发明GOOSE报文的性能测试方法在一个实施方式中的流程示意图。需要说明的是，本发明的GOOSE报文的性能测试方法应用于IEC61850中，IEC61850是一种可适用于电子系统的公共通信标准，通过对电力设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现电力系统的无缝连接。GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件）是IEC61850通信标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制，通过GOOSE实现IED（Intelligent Electronic Device，智能电子设备）之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，与整个变电站系统统一建模、统一组网，共享统一的信息平台，提高二次系统的安全性、可靠性。

如图2所示，本发明IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法包括如下步骤：

步骤S21，将测试仪器接入到待测智能设备IED的网络中，选定测试项目并启动测试。在本实施例中，在IEC61850中，多个智能设备IED相互联网，利用快速以太网特性，在各个智能设备IE之间实现信息交换，其中，信息是以GOOSE报文形式实现的。另外，在IEC61850中，每一个智能设备IED中可以配置有一个或多种GOOSE逻辑块，每一个GOOSE逻辑块对应一种GOOSE报文。在这里，进行处理的是针对GOOSE报文的相关测试项目，例如为GOOSE传输时间延迟。通过步骤S21，可将所述测试仪器接入网络，从而与网络中的各个智能设备IED通信连接，从而可以对网络中的智能设备IED进行选定并实施性能测试工作。。

步骤S23，自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的报文并通过解析出各个所述报文中的报文头以确定GOOSE报文。在本实施例中，所述测试仪器自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的报文并通过解析出各个所述报文中的报文头以确定GOOSE报文。

具体地，如图3所示，自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文并依序解析出各个所述GOOSE报文的报文头包括：步骤S231，在所述IEC61850中自动搜索网络报文流中的所有报文。步骤S233，按照顺序抓取一帧报文，解析出所述报文的报文头，在所述报文头信息中包括各个关键字段，这些关键字段例如为：源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet。步骤S235，根据所述报文头以确定所述报文是否为GOOSE报文；若根据所述报文头确定所述报文是GOOSE报文，则于步骤S237，确定出所述GOOSE报文并予以记录，同时返至步骤S233继续进行抓取和解析下一帧报文；若根据所述报文头确定所述报文不是GOOSE报文，则返至步骤S233继续进行抓取和解析下一帧报文。通过上述步骤，即可在步骤S239中，确定出网络报文流中的所有GOOSE报文。

步骤S25，捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块。在本实施例中，所述测试仪器自动捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定它们所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块。具体地，捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定它们所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块包括：首先，捕获所述GOOSE报文的报文头中的关键字段，所述关键字段至少包括源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet。其次，根据所述关键字段中的源MAC地址来确定智能设备IED，根据所述关键字段中的GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet来确定GOOSE逻辑块，这样就可以将任一个GOOSE报文确定为是归属于哪一个智能设备IED中的哪一个GOOSE逻辑块。最后，将确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块予以显示，以供测试人员从中进行选取作测试用。例如，确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块在显示时是根据所述关键字段进行分类的。

步骤S27，根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试。在本实施例中，所述测试仪器根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，对选取待测试的目标GOOSE报文执行相应的性能测试。具体地，如图4所示，根据确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试进一步包括：步骤S271，浏览显示的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块。具体地，所述智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块是以图形化方式（例如列表、结构树等）简洁清晰地显示在显示屏上，以供使用者浏览。步骤S273，通过点选、游标移动或指令输入方式从显示的所有GOOSE报文中选取待测试的目标GOOSE报文。具体地，使用者通过浏览显示的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块，找到待测试的目标GOOSE报文并将其予以选中。在这里，GOOSE报文的选中，可以有多种方式来实现。例如：若显示屏幕为触控屏，则可通过点选的方式完成待测目标GOOSE报文的选取；若显示屏幕为非触控屏，则可通过游标移动或指令输入的方式完成待测目标GOOSE报文的选取。步骤S275，执行针对所述目标GOOSE报文的性能测试。具体地，以测试项目为“GOOSE传输时间延迟”为例，我们知道，从GOOSE报文的APDU中可以看出，GOOSE报文发送的内容是带有事件时间t的状态变化数据，因此，在进行“GOOSE传输时间延迟”测试时，只要根据这个特性捕获GOOSE报文的时间和事件发生的时间进行对比，即可确定出GOOSE报文的传输时间延迟。由于，相关的测试仪器及测试原理已为本领域技术人员所熟知，故不再在此赘述。

步骤S29，将步骤S27执行性能测试后的测试结果予以显示或存储。

如上所述，本发明所提供的IEC61850中GOOSE性能测试方法，能自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文，并根据GOOSE报文的报文头中的关键字段以自动确定出所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块，从中选取待测试的目标GOOSE报文以执行相应的性能测试，相较于现有技术，不仅解决了手动输入容易出错的问题，而且还为测试人员节省了大量的时间，提高了工作效率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，在所述IEC61850中，包括有联网的多个智能设备IED，其特征在于，所述GOOSE性能测试方法包括：

将测试仪器接入到待测智能设备IED的网络中，选定测试项目并启动测试；

自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的报文并通过解析出各个所述报文中的报文头以确定GOOSE报文；

捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块；任一个所述智能设备IED具有对应的至少一种GOOSE逻辑块；

使用者通过浏览显示的确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，找到待测试的目标GOOSE报文并将其予以选中以执行相应的性能测试。

2.根据权利要求1所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，其特征在于，自动搜索联网的所有所述智能设备IED发出的GOOSE报文并依序解析出各个所述GOOSE报文的报文头包括：

在所述IEC61850中自动搜索网络报文流中的所有报文；

重复如下步骤：按照顺序抓取一帧报文，解析出所述报文的报文头；根据所述报文头以确定所述报文是否为GOOSE报文；

直至确定出所有的GOOSE报文。

3.根据权利要求2所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，其特征在于，捕获各个所述GOOSE报文的报文头中的关键字段以确定各个所述GOOSE报文所归属的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块包括：

捕获所述GOOSE报文的报文头中的关键字段，所述关键字段至少包括源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet；

根据所述关键字段中的源MAC地址来确定智能设备IED，根据所述关键字段中的GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、以及数据集datSet来确定GOOSE逻辑块；

将确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块予以显示，以供从中进行选取作测试用。

4.根据权利要求3所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，其特征在于，确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块在显示时是根据所述关键字段进行分类的。

5.根据权利要求3或4所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，其特征在于，所述使用者通过浏览显示的确定的所述智能设备IED及其对应的所述GOOSE逻辑块，找到待测试的目标GOOSE报文并将其予以选中以执行相应的性能测试，包括：

浏览显示的智能设备IED及其对应的GOOSE逻辑块；

通过点选、游标移动或指令输入方式从显示的所有GOOSE报文中选取待测试的目标GOOSE报文；

执行针对所述目标GOOSE报文的性能测试。

6.根据权利要求1所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，还包括：将所述目标GOOSE报文执行性能测试后的测试结果予以显示或存储。

7.根据权利要求1所述的IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法，其特征在于，所述测试项目包括GOOSE传输时间延迟。