[發明專利]一種電力系統中異常報文處理方法

有效

• 申請號: 201410250948.2
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104065160A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 任波;馮維綱;劉發志;汪勇飛;袁成偉
• 申請（專利權）人: 武漢中元華電科技股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明屬于利用電力系統的技術領域，涉及智能變電站過程層通信系統與方法。尤其涉及一種電力系統中異常報文處理方法。

背景技術

隨著智能變電站實施技術的逐漸成熟和深入，智能變電站的應用實施已經從最初面向站控層和間隔層發展到面向過程層，過程層的出現是智能變電站區別于傳統變電站的重要特征，特別是測量回路和控制回路，尤其是電子式互感器和智能開關的應用逐漸成熟，變電站二次系統的設計、安裝、調試和運行維護都將產生深刻的變革，過程層是否能準確可靠的工作以代替傳統變電站的測量回路、控制回路等二次回路成為智能變電站的關鍵。

在智能變電站中，過程層的二次回路信號是先通過A/D轉換之后，將所有數據統一打包，然后通過以太網傳遞給相關間隔層裝置進行處理。相比于傳統的變電站二次回路，智能變電站層次結構雖然相對簡單，物理接線減少，但邏輯上卻轉化成了看不見的連接，同時為了進一步簡化網絡結構和施工難度，站控層、間隔層以及過程層還有進一步組合甚至完全合并的趨勢，使得物理結構簡化的同時，大大增加了邏輯結構的復雜性和可維護性，對于變電站故障的預警和準確定位提出了新的挑戰。

由于數字式變電站的二次回路是通過基于以太網的數據傳輸實現的，信號受到干擾的情況更多，導致傳輸的報文中存在不在以太網定義范圍內的報文(即字節小于64或者大于1518)、CRC計算錯誤的報文、沖突幀、不滿足IEC61850規約的報文等異常報文，交換機針對這些異常報文處理方式一般為直接丟棄，不予存儲轉發。實際上，上述異常報文的內容(比如其中的MAC地址，協議類型字段等)，對電力通信網絡的故障預警和分析有很大的指導和參考作用。電力系統中過程層傳輸的超短幀、超長幀、CRC錯誤幀等異常報文通常被交換設備所過濾，無法傳輸到間隔層的系統監視記錄分析裝置(如報文記錄分析儀)。然而異常幀包含了重要的運行狀態信息，能有助于變電站的事故預警和故障定位。

發明內容

本發明所要解決的問題是通過對電力系統中傳輸中異常報文進行分析與處理，保證數據幀的有效傳輸，提高故障預警和定位的能力，增強智能變電站過程層的報文傳輸的可控性和健壯性。

本發明提供的技術方案：

一種電力系統中異常報文處理的方法，其特征在于按以下步驟進行：進入交換設備之前的所有端口的數據幀經過FPGA或者網絡處理器的端口鏡像與監聽，識別出不滿足IEC-61850規約和IEEE802.3協議的異常幀，對所述異常幀進行分析與處理，將所有正常數據幀保持原樣地通過交換設備送給系統監視記錄分析裝置。

其中，所述的數據幀包括但不僅限于從SV采集值報文和GOOSE報文。

進一步地，FPGA或者網絡處理器對數據幀的端口鏡像與監聽不影響當前數據的存儲與轉發，且鏡像速率不大于端口轉發數率，不出現丟幀、亂序、復制現象。

進一步地，對所述異常幀的分析與處理，包括對異常幀進行標識，提取異常幀的數據信息，將異常幀轉發到系統監視記錄分析裝置。

其中，所述異常幀進行標識具體為:對異常幀添加端口信息,用于指示異常幀的來源端口，使得系統監視記錄分析裝置能夠知道是從哪個IED設備發出的異常報文。

進一步地，為異常幀添加時間戳信息，用于指示異常幀的接收時間，使得系統監視記錄分析裝置能夠知道異常報文從IED發出的時間。

進一步地，通過對異常幀的幀結構的分析，提取異常幀的數據信息，通過端口匯聚將異常幀以及數據信息、添加端口信息、時間戳信息通過除異常幀的源端口除外的任意一個指定的端口發出，指定的端口通常是接往電網中的系統監視記錄分析裝置的端口。

本發明有益效果如下：

在本發明提供的技術方案中，通過對異常報文的端口鏡像，可以捕獲所有端口的異常報文，并可知異常報文的來源端口，對其標注其時間信息，通過端口匯聚將異常報文發往系統監視記錄分析裝置，能夠有效幫助電力系統中分析、診斷設備故障和網絡運行狀況，為智能變電站事故預警和故障定位與分析提供有效的數據支持，可一定程度上降低智能變電站運行事故發生的概率。

附圖說明

圖1為本發明的異常報文的處理流程圖。

圖2為異常幀處理的幀格式圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進一步詳細闡述。圖1為本發明一種識別和處理異常幀的方法流程示意圖，所述方法具體包括以下步驟：