[发明专利]一种智能变电站网络采样和控制链路的自诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种智能变电站网络采样和控制链路的自诊断方法。

背景技术

IEC61850标准的使用推动了过程层总线技术的发展，并推动变电站网络通信从串口连接、现场总线发展为以太网传输，极大地提高了变电站自动化的整体水平，由于采样和控制信息通过网络传输后可有效减少变电站复杂的电缆接线，不仅有利于简化全站结构，同时还能有效降低变电站的建设成本，更为重要的能够推动变电站高级应用功能的发展，进一步提高变电站的总体水平。

2009年5月，随着国家电网公司智能电网发展建设规划的提出，智能变电站的发展建设成为变电站今后的发展的目标，而变电站智能化水平的体现则主要集中在基于变电站全站数据共享的高级应用上，而实现这一问题的关键则在于变电站全站通信的网络化，在全站数据的数字化、信息化的基础上实现数据的网络化传输，而提高变电站自动化系统的通信安全性、可靠性，提高系统集成度，使系统紧凑化、一体化，并增强其高级应用功能和一次设备智能化是建设“两型一化”（资源节约型、环境友好型、工业化）智能变电站的重要内容。由此可知，智能变电站网络通信的可靠性直接影响到智能变电站的总体建设水平，进而影响到整个智能电网的建设。

变电站网络的可靠运行是网络传输在变电站应用的关键所在，早期数字化变电站中的虽然试点了网络采样和网络跳闸技术，但由于缺乏变电站网络运行状态的检测和故障诊断技术，给采用过程层网络的变电站的运行带来了安全隐患，为进一步提高智能变电站的运行维护水平，提高变电站网络运行的可靠性，迫切需要多变电站网络运行状态进行实时诊断和监视，及时发现故障、定位故障并排出故障。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种智能变电站网络采样和控制链路的自诊断方法，能够及时发现网络运行的各类网络故障并加以定位和排除，并对网络故障信息进行管理和记录，进一步保障网络采样和网络控制在变电站应用的可靠性和安全性，提高变电站的智能化水平。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种智能变电站网络采样和控制链路的自诊断方法，包括以下步骤：

步骤1：进行IEC61850通信协议分析；

步骤2：控制链路的主动诊断测试，进而发现网络故障；

步骤3：基于SNMP进行网络故障诊断；

步骤4：进行网络故障的管理。

所述步骤1中，进行IEC61850通信协议分析包括基本网络协议分析、高级网络协议分析和网络流量分析；具体如下：

1）基本网络协议分析中，在捕获数据包后，对数据包逐层拆封，获取不同层次IEC61850通信协议的信息，通过IEC61850通信协议字段解码识别非正常的IEC61850通信协议应用、伪造的数据包和错误的参数设置；

2）高级网络协议分析中，根据数据包的特征、前后时间戳的关系、不同IEC61850通信协议的分布状况、网络报文流量、网络利用率、IEC61850通信协议的字节数、每种IEC61850通信协议中不同类型的帧统计和报文的先后次序关系，判断网络数据流是否存在问题，及时发现网络故障；

3）网络流量分析中，通过数据包分布和流量统计数据确定阈值区间，一旦超过阈值则发出网络故障告警。

基本网络协议分析主要针对GOOSE报文和SV报文的格式、语法和内容进行分析，属于单个报文内容的分析。

高级网络协议分析针对GOOSE报文和SV报文进行综合比对分析，属于GOOSE网络和SV网络的整体性分析；

1）通过对GOOSE报文的综合分析，能够发现的网络异常包括GOOSE APPID不唯一、GOOSE报文错序、GOOSE报文丢帧和GOOSE报文重复；

2）通过对SV报文的分析，能够发现的网络异常包括全站SV APPID不唯一、SV报文错序、SV数据异常、采样间隔不稳定和合并单元间采样不同步。

网络流量分析中，对网络报文进行采样后，并进行分析统计，选取网络流量指标进行网络流量异常检测，通过对智能变电站正常运行情况下网络流量指标的统计，确定网络流量阈值，然后将设定网络报文流量值与统计得到的网络流量阈值相比较，根据网路流量差值的幅度，进行网络故障报警。所述网络流量指标包括组播流量、VLAN流量、网络接收流量和网络发送流量。

所述步骤2包括以下步骤：