CN105306262B - 一种基于电力系统规约的异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电力系统规约的异常检测方法，包括如下步骤：S1，实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，解析通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中的每个字段进行合法性检查；S2，当通信报文中存在字段没有通过合法性检查时，转向步骤S3，否则，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，转向步骤S3；S3，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台进行处理。本发明通过多方面的异常检测，全方位发现电力设备进行通信过程中的异常信息，提高了异常判定的准确性和全面性。

Description

一种基于电力系统规约的异常检测方法

技术领域

本发明涉及一种电力运行异常检测方法，尤其涉及一种基于电力系统规约的异常检测方法，属于电力系统调度技术领域。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的发展，电力工业也得到了长足稳定的发展。电力系统的运行安全受到了越来越多的关注。而作为电力系统重要组成部分的电力设备，其生产质量的好坏直接关系到电力系统运行过程中异常发生的频率，进而影响电力系统的安全运行。

为了提高电力系统的运行安全性，电力工业主管部门为电力设备的生产厂家制定了一系列电力系统规约，电力设备的生产厂家依照电力系统规约的规定，可以生产出符合电力系统运行需求的电力设备，进而降低电力系统运行过程中异常发生的频率。

但是，由于有些生产厂家没有严格按照电力系统规约的规定生产电力设备，以及部分研发人员对电力系统规约的理解存在偏差,造成的电力设备之间出现通信异常。另外，一些参数在工程方面(或经验)考虑上仍有所欠缺,难免造成应用过程中出现一些异常,尤其在不同生产厂家生产的电力设备之间进行通信的时候，表现得更为明显。

因此，在电力系统运行过程中及时检测出电力设备之间使用电力系统规约进行通信过程中的异常行为，以供设备管理员及时发现电力系统中的异常情况，以提高电力系统的运行安全性，已经成为电力系统中亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于电力系统规约的异常检测方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于电力系统规约的异常检测方法，包括如下步骤：

S1，实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，解析所述通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对所述通信报文中的每个字段进行合法性检查；

S2，当所述通信报文中存在字段没有通过合法性检查时，转向步骤S3，否则，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，转向步骤S3；

S3，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台进行处理。

其中较优地，在步骤S1中，在实时侦听电力设备之间的通信报文之前，将电力系统规约根据规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容分级进行存储，为每个级别设置一套编号，同一级别的编号唯一识别本级别内的一条信息。

其中较优地，在步骤S1中，当电力设备之间有通信报文传输时，获取所述通信报文，并对获取的通信报文进行解析，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查，包括如下步骤：

S11，获取电力设备之间的通信报文，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分；

S12，根据通信报文划分的字段到电力系统规约中逐级查询，找到对应的规定内容，通过规定内容判定通信报文中划分的每个字段是否符合要求；

S13，如果通信报文中划分的每个字段都符合要求，则通信报文中通过合法性检查；否则，判定电力设备通信异常。

其中较优地，在步骤S12中，在通过规定内容判定通信报文中划分的每个字段是否符合要求之前，判断根据通信报文划分的内容是否可以找到电力系统规约中对应的规定内容，如果根据通信报文划分的内容到电力系统规约中找不到对应的规定内容，则判定电力设备通信异常。

其中较优地，在步骤S1中，在对获取的通信报文进行解析时，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分，根据信息类型将电力设备之间每种类型的通信报文数量进行统计，将统计结果发送到电力系统。

其中较优地，在步骤S2中，将子条件转化成前缀表达式，按照运算优先级逐一与获取的实时数据进行进对比，判断设备当前状态，包括如下步骤：

S201，根据电力系统规约的规定内容，将电力设备之间进行正常通信的过程记录到状态表中；

S202，状态机实时侦听电力设备之间的通信报文，如果超过设定的时间阀值，没有接收到的通信报文，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S203；

S203，对接收的通信报文进行内容解析，更新状态机的状态，将解析后的通信报文与状态表中的正常通信的过程进行比较，如果解析后的通信报文符合状态表中的正常通信的过程，则返回步骤S202，否则，判定电力设备通信异常。

其中较优地，在步骤S2中，对电力设备之间的通信报文的内容进行检测，包括如下步骤：

S211，根据电力系统规约的规定内容，获取通信报文的序号格式要求，并设定序号发送出错阀值；

S212，接收电力设备之间的通信报文，并记录通信报文的发送序号和接收序号；

S213，根据获取的通信报文的序号格式要求，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，如果发生异常，转向步骤S214；

S214，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于序号发送出错阀值，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S212，继续接收电力设备之间的通信报文。

其中较优地，在步骤S213中，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，包括判断通信报文是否存在相同的发送序号和接收序号，以及发送序号和接受序号是否存在格式错误。

其中较优地，所述发送序号和接受序号存在格式错误包括发送序号和接受序号未按照电力系统规约规定的序号顺序以及位数进行发送。

其中较优地，在步骤S2中，对电力设备之间的通信报文传送的时间进行检测，包括如下步骤：

S221，根据电力系统规约的规定内容，获取需要即时传送通信报文的电力设备，并设置通信报文的时间差异常次数阀值；

S222，获取电力设备连续两次接收通信报文的时间差；

S223，重复步骤S222，计算相邻两次时间差的值，如果所述值相同，则判定异常，转向步骤S224；

S224，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于时间差异常次数阀值，则判定电力设备通信异常，否则，重复步骤S222～S223。

本发明通过实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，解析通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查；当通信报文中的任何一个字段没有通过合法性检查时，判定电力设备通信异常；当通信报文通过合法性检查时，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台进行处理。该方法可以通过多方面的异常检测，全方位发现电力设备进行通信过程中的异常信息，及时对异常信息进行处理，提高了异常判定的准确性和全面性。

附图说明

图1为本发明所提供的基于电力系统规约的异常检测方法的流程图。

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内容进行详细具体的说明。

如图1所示，本发明所提供的基于电力系统规约的异常检测方法，包括如下步骤：实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，深度解析该通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查；当通信报文中的任何一个字段没有通过合法性检查时，判定电力设备通信异常；当通信报文通过合法性检查时，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台进行处理。下面对这一过程做详细具体的说明。

S1，实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，深度解析该通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查。

在实时侦听电力设备之间的通信报文之前，将电力系统规约根据规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容分级进行存储，为每个级别设置一套编号，同一级别的编号唯一识别本级别内的一条信息。当电力设备之间有通信报文传输时，获取通信报文，并对获取的通信报文进行深度解析，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查。具体包括如下步骤：

S11，获取电力设备之间的通信报文，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分；

S12，根据通信报文划分的字段到电力系统规约中逐级查询，找到对应的规定内容，通过规定内容判定通信报文中划分的每个字段是否符合要求；

在通过规定内容判定通信报文中划分的每个字段是否符合要求之前，判断根据通信报文划分的内容是否可以找到电力系统规约中对应的规定内容，如果根据通信报文划分的内容到电力系统规约中找不到对应的规定内容，则判定电力设备通信异常。

S13，如果通信报文中划分的每个字段都符合要求，则通信报文中通过合法性检查；否则，判定电力设备通信异常。

在对获取的通信报文进行深度解析时，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分，根据信息类型将电力设备之间每种类型的通信报文数量进行统计，将统计结果发送到电力系统，以便于当电力设备通信发生异常时，对通信报文的统一处理。

S2，当通信报文中存在字段没有通过合法性检查时，转向步骤S3，否则，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，转向步骤S3。

根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查。当通信报文中存在字段没有通过合法性检查时，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到电力系统，供进一步的分析处理，及时对故障进行处理。否则，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测。其中，对电力设备之间的通信过程进行检测，具体包括如下步骤：

S201，根据电力系统规约的规定内容，将电力设备之间进行正常通信的过程记录到状态表中；

S202，状态机实时侦听电力设备之间的通信报文，如果超过设定的时间阀值，仍然没有接收到的通信报文，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S203；

S203，对接收的通信报文进行内容解析，更新状态机的状态，将解析后的通信报文与状态表中的正常通信的过程进行比较，如果解析后的通信报文符合状态表中的正常通信的过程，则返回步骤S202，否则，判定电力设备通信异常。

例如，在状态表中记录的正常通信的过程中，在正式通信之前，电力设备之间会首先进行“三次握手”，确保电力设备双方发送信息的同步，如果在接收的通信报文中，未完成“三次握手”过程，则说明发生了异常报文事件，判定电力设备通信异常。如果接收的通信报文符合状态表中的正常通信的过程，则继续侦听电力设备之间的通信报文，进行状态表中下一步正常通信过程的判断。

根据电力系统规约的规定内容，对电力设备之间的通信报文的内容进行检测，具体包括如下步骤：

S211，根据电力系统规约的规定内容，获取通信报文的序号格式要求，并设定序号发送出错阀值；

S212，接收电力设备之间的通信报文，并记录通信报文的发送序号和接收序号；

S213，根据获取的通信报文的序号格式要求，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，如果发生异常，转向步骤S214；其中，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，包括判断通信报文是否存在相同的发送序号和接收序号，以及发送序号和接受序号是否存在格式错误。发送序号和接受序号存在格式错误包括发送序号和接受序号未按照电力系统规约规定的序号顺序以及位数进行发送。

S214，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于序号发送出错阀值，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S212，继续接收电力设备之间的通信报文。

通过序号发送出错阀值的设置，有效地防止了由于其他因素的偶然干扰，而出现通信报文的发送序号或者接受序号异常的情况，提高了异常判定的准确性，减少了误报的发生。

根据电力系统规约的规定，电力系统间传送的通信报文，有些需要即时传送，以满足通信的实时性要求。而有些厂站设备和主站设备采用了定时传送方式，严重影响了通信的实时性要求。在本发明所提供的实施例中，需要对电力设备之间的通信报文传送的时间进行检测，具体包括如下步骤：

S221，根据电力系统规约的规定内容，获取需要即时传送通信报文的电力设备，并设置通信报文的时间差异常次数阀值；

S222，获取电力设备连续两次接收通信报文的时间差；

S223，重复步骤S222，计算相邻两次时间差的值，如果该值相同，则判定异常，转向步骤S224；

在本发明所提供的实施例中，重复步骤S222，在计算两次时间差的值时，如果该值相同，或者两次时间差的值相近，均判定通信报文传送的时间发生异常，转向步骤S224作进一步的判断处理。

S224，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于时间差异常次数阀值，则判定电力设备通信异常，否则，重复步骤S222～S223。

通过通信报文的时间差异常次数阀值的设置，有效地防止了由于其他因素的偶然干扰，而出现电力设备连续两次接受通信报文的时间差相同而导致异常的情况，提高了异常判定的准确性，减少了误报的发生。

S3，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台进行处理。

当判定电力设备通信异常时，将告警信息以及异常信息发送到监控平台，供进一步的分析处理，及时对故障进行处理。

综上所述，本发明所提供的异常检测方法，通过实时侦听电力设备之间的通信报文，当电力设备之间有通信报文传输时，深度解析该通信报文，根据电力系统规约的规定内容，对通信报文中每个字段进行合法性检查；当通信报文中的任何一个字段没有通过合法性检查时，判定电力设备通信异常；当通信报文通过合法性检查时，对电力设备之间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到监控平台。该方法可以通过多方面的异常检测，全方位发现电力设备进行通信过程中的异常信息，及时对异常信息进行处理，提高了异常判定的准确性和全面性。

上面对本发明所提供的基于电力系统规约的异常检测方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1，将电力系统规约根据规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容分级进行存储，实时侦听电力设备间的通信报文，当电力设备间有通信报文传输时，深度解析所述通信报文，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分，判断根据通信报文划分的内容是否可以找到电力系统规约中对应的规定内容：如果根据通信报文划分的内容到电力系统规约中找不到对应的规定内容，则判定电力设备通信异常；否则，根据通信报文划分的字段到电力系统规约中逐级查询，找到对应的规定内容，通过规定内容判定通信报文中划分的每个字段是否符合要求,对所述通信报文中每个字段进行合法性检查；

S2，当通信报文中存在字段没有通过合法性检查时，转向步骤S3，否则，继续获取电力设备间的通信报文，对电力设备间的通信过程、通信报文的内容以及通信报文传送的时间分别进行检测，当其中任何一项存在异常时，转向步骤S3；

S3，判定电力设备通信异常，将告警信息以及异常信息发送到电力系统。

2.如权利要求1所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于：

在步骤S1中，在实时侦听电力设备间的通信报文之前，将电力系统规约根据规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容分级进行存储，为每个级别设置一套编号，同一级别的编号唯一识别本级别内的一条信息。

3.如权利要求1所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于在步骤S1中，在对获取的通信报文进行深度解析时，根据电力系统规约中规约类型、信息类型、规约要求以及规定内容的字节数将通信报文进行划分，根据信息类型将电力设备间每种类型的通信报文数量进行统计，将统计结果发送到电力系统。

4.如权利要求1所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于在步骤S2中，对电力设备间的通信过程进行检测，包括如下步骤：

S201，根据电力系统规约的规定内容，将电力设备之间进行正常通信的过程记录到状态表中；

S202，状态机实时侦听电力设备间的通信报文，如果超过设定的时间阀值，没有接收到的通信报文，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S203；

S203，对接收的通信报文进行内容解析，更新状态机的状态，将解析后的通信报文与状态表中的正常通信的过程进行比较，如果解析后的通信报文符合状态表中的正常通信的过程，则返回步骤S202，否则，判定电力设备通信异常。

5.如权利要求1所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于在步骤S2中，对电力设备间的通信报文的内容进行检测，包括如下步骤：

S211，根据电力系统规约的规定内容，获取通信报文的序号格式要求，并设定序号发送出错阀值；

S212，接收电力设备间的通信报文，并记录通信报文的发送序号和接收序号；

S213，根据获取的通信报文的序号格式要求，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，如果发生异常，转向步骤S214；

S214，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于序号发送出错阀值，则判定电力设备通信异常，否则，转向步骤S212，继续接收电力设备间的通信报文。

6.如权利要求5所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于：

在步骤S213中，判断通信报文的发送序号和接收序号是否发生异常，包括判断通信报文是否存在相同的发送序号和接收序号，以及发送序号和接收序号是否存在格式错误。

7.如权利要求6所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于：

所述发送序号和接收序号存在格式错误包括发送序号和接收序号未按照电力系统规约规定的序号顺序以及位数进行发送。

8.如权利要求1所述的基于电力调度系统规约的异常检测方法，其特征在于在步骤S2中，对电力设备间的通信报文传送的时间进行检测，包括如下步骤：

S221，根据电力系统规约的规定内容，获取需要即时传送通信报文的电力设备，并设置通信报文发送次数阀值；

S222，获取电力设备连续两次接受通信报文的时间差；

S223，重复步骤S222，计算相邻两次时间差的值，如果所述值相同，则判定异常，转向步骤S224；

S224，判断发生异常的次数，如果发生异常的次数大于通信报文发送次数阀值，则判定电力设备通信异常，否则，重复步骤S222～S223。

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