[发明专利]一种基于IEC61850芯片的网络风暴抑制装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于IEC61850芯片的网络风暴抑制装置及其方法。

背景技术

在智能变电站中，IEC61850标准已经得到广泛应用。基于站控层、过程层的网络通信为实现变电站信息共享打下了坚实基础。然而，基于网络的信息传输在一定程度上带来了网络安全问题。如网络风暴危害已经造成的事故，并成为智能变电站研究的重要课题，在极端网络运行工况流量冲击下，设备出现运行过缓、重启或死机。因此，在智能变电站环境下应该采取有效手段，避免网络风暴产生。

目前对网络风暴抑制措施大多采用一些网络风暴监测和过滤算法，但只针对无效报文。而针对站控层和过程层的有效报文暂无办法，并且大多基于软件实现，效率低下。然而随着微电子技术、网络技术的快速发展，电力自动化设备呈现出模块化、智能化、集成化的趋势，IEC61850标准的芯片化，以单芯片的方式取代传统电力设备中的通信板插件，实现了间隔层设备与过程层、站控层的通信功能，从而大大降低数字变电站智能装置的开发难度和成本，有助于一、二次装置的集成，提高设备可靠性与稳定性，简化系统设计的复杂度。

传统网络设备采用通用的数据过滤模式，无法根据数字化变电站网络报文的业务特征，提供高效灵活的解决方案，需要研究依据智能变电站网络数据类型动态适应的可编程过滤策略技术。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于IEC61850芯片的网络风暴抑制装置及其方法，对变电站过程层和站控层网络风暴进行检测和控制。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于IEC61850芯片的网络风暴抑制装置，其改进之处在于，所述抑制装置采用IEC61850芯片实现，所述IEC61850芯片用于可编程的网络风暴检测以及网络风暴抑制；在所述IEC61850芯片中嵌入有网络控制器，所述网络控制器根据需求用于对网卡工作模式进行控制。

进一步地，所述IEC61850芯片包括通信模块、风暴判据模块、判别模块和上送模块；所述风暴判据模块通过通信模块与判别模块通信；

所述通信模块用于实现IEC61850标准的通信功能；所述风暴判据模块用于设置风暴判据；所述判别模块用于根据风暴判据对网络风暴进行判别；所述上送模块用于对判别后的广播报文和组播报文进行协议转换，并上送业务应用。

进一步地，所述风暴判据为智能变电站网络报文流量在风暴判别时间前大于门槛值；

所述风暴识别的门槛按照报文类别分别设置，所述风暴判别时间窗为10ms。

进一步地，还包括：

组播MAC地址过滤模块，用于智能变电站接收网络报文原始时刻，通过网络控制器进行组播MAC地址过滤；

进一步地，所述判别模块，进一步包括：

分类单元，用于对通过组播MAC地址过滤的网络报文类型进行分类；

判别单元，用于根据网络报文类型对网络风暴进行判别；

广播报文判别子单元，用于对广播报文进行判别；

组播报文判别子单元，用于对组播报文进行判别。

进一步地，所述IEC61850芯片适用于变电站站控层和过程层网络电力设备中。

本发明还提供一种基于IEC61850芯片的网络风暴抑制装置的抑制方法，其改进之处在于：

智能变电站接收网络报文原始时刻，组播MAC地址过滤模块通过网络控制器进行组播MAC地址过滤；

通过组播MAC地址过滤将网络报文类型分为广播报文和组播报文，判别模块根据风暴判据模块中的风暴判据分别对广播报文和组播报文进行判别；

上送模块对判别后的广播报文和组播报文进行协议转换，并上送业务应用。

进一步地，所述对广播报文进行判别包括：

统计广播报文流量；

广播报文流量计算，并判别广播报文流量是否大于门槛值；

根据是否大于门槛值判别广播报文是否存在网络风暴，如果广播报文存在网络风暴，则将广播报文直接丢弃；否则，正常接收广播报文。

进一步地，所述对组播报文进行判别包括：

判别组播报文为SV报文或GOOSE报文；

SV报文或GOOSE报文流量计算，并判别SV报文或GOOSE报文流量是否大于门槛值，进而判别SV报文或GOOSE报文是否存在网络风暴；