CN113037740B - 一种goose报文发送方重启帧判别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,在仅判断GOOSE报文头部StNum和SqNum的基础上,引入了GOOSE报文头部时间的判断条件,该判断条件为,若非预期报文是StNum发生变化的报文,则报文头部时间增加认为是GOOSE发送方重启,否则认为是异常报文;若非预期报文是StNum不变,SqNum发送变化的报文,则报文头部时间增加认为是GOOSE发送方重启,时间不变认为是心跳报文,时间减少认为是异常报文;本发明适用于GOOSE任意组网方式,在单网方式下,能够有效提高可靠性,区分历史报文和重启发送报文;在双网方式下,能够减少GOOSE发送方重启判断时间,提高响应速度。

Description

一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法
技术领域
本发明涉及一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
目前国内变电站多数为数字化变电站,数字化变电站中保护装置与测控装置和智能终端之间的信息交互均由数字信号进行传递,其中针对传递保护跳闸、保护失灵及闭锁信号等关系到电网运行安全的重要信息的数据信号为GOOSE报文,GOOSE报文传输模式为发布和订阅模式,虽然通过重传模式保证了数据传输的可靠性,但是由于没有相互确认模式,所以订阅方对于发送方的状态判断只能通过报文内容进行。
GOOSE报文的接收机制如下:1)当接收报文的StNum大于上一有效报文的StNum,使用接收报文更新数据,并缓存报文的StNum和SqNum;2)当接收报文的StNum等于上一有效报文的StNum,SqNum大于(双网情况下判断条件为大于等于)上一有效报文的SqNum,丢弃报文,并缓存报文的StNum和SqNum;3)剩余情况需要判断发送方是否重启,若重启则使用接收报文更新数据,并缓存报文StNum和SqNum,否则丢弃报文不缓存报文的StNum和SqNum。
接收机制中前两项很明确,仅有第三项中的报文情况,需要区分收到的异常报文为发送方重启发送的报文还是网络异常出现的报文,根据现有国家电网Q/GDW 1396-2012《IEC 61850工程继电保护应用模型》的要求,当单网接收GOOSE报文时,只要不满足前两项则认为发送方重启,这种接收方式仅在点对点GOOSE报文接入方式时可以保证可靠性,若此时为组网接收,则会把网络异常时出现的历史GOOSE报文作为发送方重启帧更新数据,有可能导致非预期的开关量分合的情况。当双网接收GOOSE报文时,一般采样对比双网GOOSE报文StNum和SqNum的方式进行判断,在该方式下虽然能够在一定程度上保证可靠性,但是由于StNum和SqNum属于来源单一(仅与GOOSE报文数据区变化相关)的判据,所以在双网判断过程中都需要两帧才能确认重启,判断时间较长。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,解决单网组网接收GOOSE时误判历史报文为重启帧报文的问题,改善双网GOOSE报文接收判据来源单一导致判断时间较长的问题。
为达到上述目的,本发明提供一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,采用的技术方案如下:
本发明提供一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,包括:
判断接收到的GOOSE报文是否为非预期GOOSE报文;
将非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文进行比对;
根据比对结果确定接收到的GOOSE报文是否为重启帧。
进一步的,所述判断接收到的GOOSE报文是否为非预期GOOSE报文,包括:
如果接收到的GOOSE报文的StNum不变SqNum减小或不变,
或者接收到的GOOSE报文的StNum减小,则接收到的为非预期GOOSE报文;
其中,StNum用于记录数据区的变化次数,SqNum用于记录数据区不变情况下报文的帧数。
进一步的,所述将非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文进行比对,包括:
判断非预期GOOSE报文类型,
根据非预期GOOSE报文类型,采用不同的方式将非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文进行比对。
进一步的,所述根据非预期GOOSE报文类型,采用不同的方式将非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文进行比对,包括:
如果非预期GOOSE报文类型为StNum不变SqNum减小或者不变,则判断接收到的非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文头部时间相比是否减小,如果减小则接收到的非预期GOOSE报文为异常报文,进行异常判断;如果不变,则丢弃报文,流程结束;如果增加,则接收到的非预期GOOSE报文为发送方重启帧,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;
如果非预期GOOSE报文类型为StNum减小,则判断接收到的非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文头部时间相比是否增加,如果增加则接收到的非预期GOOSE报文为发送方重启帧,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;如果不变或者减小则为异常报文,进行异常判断。
进一步的,所述进行异常判断包括:
判断异常报文连续帧计数是否超过预设阈值,如果超过则触发GOOSE异常告警,否则丢弃报文。
进一步的,所述预设阈值为4帧。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
单网模式下,本发明可以有效区分stNum减小、stNum不变sqNum不增加这两种情况,极大的提高单网GOOSE 的可靠性;
双网模式下,本发明可以在双网收到单帧非预期报文的时候,准确做出发送方是否重启的判断,避免了以往GOOSE发送方重启判断需要双网两帧报文确认才能够判断是否发送方重启,本发明在保证可靠性的前提下,极大的减少了发送方重启判断响应时间。
附图说明
图1是本发明中非预期GOOSE报文重启帧判断流程。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明针对非预期GOOSE报文进行重启帧判断,非预期GOOSE报文的判断基于GOOSE报文头部的StNum字段(状态序号用于记录数据区的变化次数)和SqNum字段(顺序号用于记录数据区不变情况下报文的帧数),当接收到与上一帧有效报文相比StNum不变SqNum减小或不变(双网不变不算非预期,单网算)和StNum减小这两类GOOSE报文时则认为收到非预期GOOSE报文,后续内容均基于此前提。
本发明针对GOOSE报文发送方重启帧进行判断,引入GOOSE报文头部时间作为判据,GOOSE报文头部时间为上一次GOOSE报文内容发生改变时(即StNum递增时)GOOSE发送方的装置时间。在变电站投运后,二次保护测控装置处于正常运行状态的情况(无论是否对时)下,装置自身的时钟信息是必然递增的,所以装置当出现重启的时候,重启完成发送的GOOSE报文头部时间必然会大于历史上该装置曾经发送过的GOOSE报文头部时间,该特性确保其可以作为GOOSE报文发送方重启帧判断条件。
同时考虑到变电站现场运行情况比较复杂,在GOOSE报文头部时间长期维持在异常情况下,增加异常呼唤告警机制,提醒运维人员检查GOOSE发送方装置的运行状态。
基于此,本发明提供一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,参见图1,实现过程如下:
A、接收到非预期GOOSE报文后,判断该非预期GOOSE报文类型,如果是StNum不变SqNum减小或者不变的报文则进入步骤B,如果是StNum减小的报文进入步骤C;
B、判断接收到的GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文比是否减小,如果时间减小则认为是异常报文,进入异常判断步骤D;如果时间不变,根据GOOSE报文头部时间更新机制,则认为是晚到达的心跳报文,直接丢弃报文,流程结束;如果时间增加,则认为该报文为发送方重启后发送的GOOSE报文,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;
C、判断接收到的GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文比是否增加,如果时间增加则认为是发送方重启后发送的GOOSE报文,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;如果时间不变或者减小则认为是异常报文,进入异常判断步骤D;
D、判断异常报文连续帧计数是否超过4帧,如果超过则触发GOOSE异常告警,提醒运维人员排查,流程结束;如果没有超过4帧,则丢弃报文,流程结束。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,其特征在于,包括:
判断接收到的GOOSE报文是否为非预期GOOSE报文,包括:如果接收到的GOOSE报文与上一帧有效报文相比StNum不变SqNum减小或不变,或者接收到的GOOSE报文的StNum减小,则接收到的为非预期GOOSE报文;其中,StNum用于记录数据区的变化次数,SqNum用于记录数据区不变情况下报文的帧数;
将非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文进行比对,所述GOOSE报文头部时间为上一次GOOSE报文内容发生改变时GOOSE发送方的装置时间,所述比对包括:判断非预期GOOSE报文类型,
如果非预期GOOSE报文类型为StNum不变SqNum减小或者不变,则判断接收到的非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文头部时间相比是否减小,如果减小则接收到的非预期GOOSE报文为异常报文,进行异常判断;如果不变,则丢弃报文,流程结束;如果增加,则接收到的非预期GOOSE报文为发送方重启帧,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;
如果非预期GOOSE报文类型为StNum减小,则判断接收到的非预期GOOSE报文头部时间与上一帧有效报文头部时间相比是否增加,如果增加则接收到的非预期GOOSE报文为发送方重启帧,使用该接收到的GOOSE报文内容更新数据,流程结束;如果不变或者减小则为异常报文,进行异常判断;
根据比对结果确定接收到的GOOSE报文是否为重启帧。
2.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,其特征在于,所述进行异常判断包括:
判断异常报文连续帧计数是否超过预设阈值,如果超过则触发GOOSE异常告警,否则丢弃报文。
3.根据权利要求2所述的一种GOOSE报文发送方重启帧判别方法,其特征在于,所述预设阈值为4帧。
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