[发明专利]基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法，属于基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法的创新技术。

背景技术

随着电力工业以及通信网络技术的发展，智能变电站逐渐得到运用与广泛推广。智能变电站过程层采用光纤交换网络代替传统的电缆直连方式，过程层网络运行遵循IEC 61850国际标准，为保障报文传输的可靠性，标准提出对智能变电站面向通用对象的变电站事件GOOSE报文传输采用心跳发送机制，即在没有GOOSE事件发生时，GOOSE报文的发送间隔相对比较长，按固定时间间隔来进行，但是在发生事件时，数据发生了变化，发送时间间隔就会设置为最小，在此阶段，发送时间间隔会逐渐增大，直到事件状态稳定，GOOSE报文的发送又变为固定长时间间隔。另一方面，利用仿真方法对通信网络性能进行仿真分析成为分析智能变电站通信组网的重要手段，其中OPNET仿真平台能够准确仿真复杂网络的通信行为，同时界面效果良好，设备模型库丰富，得到业内的认可，然而，目前，OPNET软件并能不有效支持心跳报文发送机制，其数据包发送方法仅能支持各种通用概率分布函数发生器确定数据桢发送时刻，因此，需要基于OPNET仿真平台开发能够适用于心跳报文机制仿真方法，对不同网络运行状态进行仿真分析。

现阶段尚没有研究提供具体的基于OPNET仿真平台的心跳报文发送机制建模方法。对于心跳机制的仿真，业内人士有些采用控制节点以5ms为周期广播开关位置GOOSE报文，保护节点以1 ms为周期广播控制GOOSE报文；有些分两段进行仿真，测控设备向智能断路器发送第一个GOOSE报文，分别间隔2ms后发送第二、第三个重复报文，之后重新设立1s时间间隔，进行仿真。还有一些将变电站通信网络运行分为小方式和大方式，并通过OPNET实现1s的稳态网络仿真以及1ms的间隔突发报文仿真。这些方法存在的缺点是：采用正常网络运行状态仿真模拟心跳机制，仿真结果不能准确反映变电站事件发生下的网络性能，而采用小方式仿真运行方式则偏于保守；分段仿真方法不能展示连续的网络仿真结果。。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法。本发明能够有效模拟智能变电站GOOSE报文发送规律，为智能变电站过程层网络分析提供有效的分析方法。

本发明的技术方案是：本发明基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法,通过进程域、节点域、网络域三个层次进行分别建模,在进程域中，编制心跳判断模块，在报文发送模块之间相互跳转，在正常状态下，报文模块产生报文，进入心跳判断模块，心跳判断模块将下一帧报文输出时间返回至报文发送模块，报文发送模块与心跳判断模块相互联系构成心跳设备模型;在节点域中，根据设备运行状态设备分为心跳运行设备以及正常运行设备，两者遵循相同的报文发送与心跳判断，有心跳判断依据构成差别;在网络域中，心跳运行设备与正常运行设备相互连接构成智能变电站过程层网络，并根据不同设备不同的运行状态，形成正常运行状态、事故运行状态、雪崩运行状态等网络场景。

本发明通过分析心跳报文发送机制下报文发送规律，构建心跳运行设备，并对心跳运行设备在不同网络运行状态下的配置关系进行梳理，提出了不同网络运行状态仿真方法。本发明能够有效模拟智能变电站GOOSE报文发送规律，为智能变电站过程层网络分析提供有效的分析方法。本发明是一种方便实用的基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的心跳判断跳转流程图；

图3为本发明智能设备OPNET节点模型示意图；

图4为本发明网络运行状态区分示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的基于OPNET智能变电站过程层通信的心跳报文机制建模方法，通过进程域、节点域、网络域三个层次进行分别建模,在进程域中，编制心跳判断模块，在报文发送模块之间相互跳转，在正常状态下，报文模块产生报文，进入心跳判断模块，心跳判断模块将下一帧报文输出时间返回至报文发送模块，报文发送模块与心跳判断模块相互联系构成心跳设备模型;在节点域中，根据设备运行状态设备分为心跳运行设备以及正常运行设备，两者遵循相同的报文发送与心跳判断，有心跳判断依据构成差别;在网络域中，心跳运行设备与正常运行设备相互连接构成智能变电站过程层网络，并根据不同设备不同的运行状态，形成正常运行状态、事故运行状态、雪崩运行状态等网络场景。