期成功开发故障录波装臵的基础上，开发 了相关的网络监测和记录报文分析装臵，该装臵主要由实时报文记录装臵和报 文分析软件组成。记录装臵主要捕获通讯口的报文并进行保存报文分析软件主 要读取将保存的报文文件，对相应的报文进行分析，给出相关的告警提示。 实时网络报文记录装臵是基础硬件平台由于记录的端口较多，保存报文数 量庞大，其般配臵有大容量存储硬盘。同时也需要提供丰富的接口特别是过 程层网络接口，记录装臵可根据现场需要配臵多台。由于开发时间短，其可 靠性没有相应的验证手段。 报文分析软件即将记录的报文文件，按时间端口关键字的方式查询， 并读取到分析主机上，通过按字段源码以结构化列表的方式显示正在分析的 报文，以检查出报文帧报文序列报文内容等多个异常。同时能 实现对顺序报文的波形图表等多个方式的显示。 目前，现有的网络监测和记录报文分析装臵，仍面临端口少配臵麻烦灵 活性差的问题，在现场使用中不常见。 国外，在网络监测和记录报文分析方面已做过较多的研究，其中，报文捕获 及分析软件以和等软件最为有名，且支持协议丰富，较为 常用。关于网络监测和记录报文装臵方面未见有整体供应的相关报道。 三项目的理论和实践依据 项目的实践依据 智能变电站的过程层网络以实时性高的采样值报文和报文最常见，同 时也有用于对时的报文，这些报文传递的信号关系到数字式保护测控装臵的 采样处理控制的多个重要环节，这些报文中含有电力系统正常运行事故的 发生保护动作命令的发出，系统故障的切除等重要内容，对这类报文进行捕获 存储，并于事后重现事故过程，分析故障处理有着非常重要的作用。同时过程层 网络监测和报文分析进行以下工作的需要。 实时网络通讯监测网络实时通讯中，其端口的通讯中断恢复超时等变 化需要监视。网络报文按类别进行流量统计流量异常产生告警。 实时网络报文记录报文顺序记录采样值报文顺序记录异常报文 的记录与标记。 网络报文检查实现对过程层报文序列及异常的检查报文内 容及异常的检查。对过程层采样值报文序列及异常的检查采样值报文内容及异 常的检查。 历史事件重现实现对系统故障跳闸整个过程的完整监视和重放。显示采样 值信号的变化过程。 设备状态检修实现历史记录报文的分析，可了解过程层设备的运行状态， 为设备的状态检修和设备运行状况提供支持。 项目研究的关键和难点 智能变电站网络实时监测和报文分析记录设备硬件平台的研制 智能变电站网络报文监测和记录系统的研究 智能变电站网络通讯状态的在线监测和状态评估的研究 智能变电站网络报文分析专家系统的研究 四项目研究内容和实施方案 研究内容 智能变电站网络实时监测和报文分析记录设备硬件平台的研制 智能变电站过程层网络报文的采样值报文由站内的合并单元提供，目前使用 的协议有，报文的信息量非常大，以 采样率计算，个采样值输入接口为例，采样值采用规范，每个含有 个，每个采样值数据集包含个数据对象，则每个采样值数据包的平均大 小约为个字节，则每秒产生的报文数据为，每天的数据量 约为，如此海量数据存储目前需要借助硬盘介质来实 现。对个硬盘而言，只能保存天的数据。 目前已知的网络报文记录装臵的数据存储方式都是基于操作系统的文件系 统实现，因此，报文记录设备的报文记录硬件平台仍采用文件系统实现存储。 记录设备接入过程层网络对应的交换机接口，对过程层网络报文进行实时的 解码分析和原码存储，同时将解码分析以事件告警方式存储，通过管理口上传至 管理机。 为适应过程层网络接口需要，网络实时监测和报文分析记录设备硬件平台接 口设计有个采样值接口目前规划为个光纤以太网接口，个光纤 接口个接口。因此，硬件平台外部接口为个采样值以太网接 口，个采样值接口，个以太网接口，个管理口。 系统硬件平台基于多智能板设计，其中采样值接口部分采用结构， 基于系统或其他系统设计，接口部分采用结构，基于 系统设计。存储部分采用硬盘为介质，采样值和报文的存储根 据预先划定的磁盘区域以时间标签的标准文件的格式进行分别存储。 智能变电站网络报文监测和记录系统的研究 网络报文监测 用于接收报文原码，并根据确定的采样值协议或协议，解码分析检查 丢帧错序失步超时中断无效编码流量突变等异常。 报文异常检查分报文序列异常检查和报文内容异常检查两个主要检 查项。报文序列检查报文超时报文丢帧报文错序报文重复等网络通讯的 异常。报文内容检查是检查报文的和格式是否符合协议标准 格式。如报文配臵项与装臵的文件的配臵部分不致，则说明 报文内容存在。 采样值报文异常检查分报文序列异常检查和报文内容异常检查项。报文序 列检查报文超时报文丢帧报文错序报文重复等网络通讯的异常。报文内 容检查是检查采样值报文的和格式是否符合协议标准格式。 网络报文记变电站过程层网络报文的采样值报文由站内的合并单元提供，目前使用 的协议有，报文的信息量非常大，以 采样率计算，个采样值输入接口为例，采样值采用规范，每个含有 个，每个采样值数据集包含个数据对象，则每个采样值数据包的平均大 小约为个字节，则每秒产生的报文数据为，每天的数据量 约为，如此海量数据存储目前需要借助硬盘介质来实 现。对个硬盘而言，只能保存天的数据。 目前已知的网络报文记录装臵的数据存储方式都是基于操作系统的文件系 统实现，因此，报文记录设备的报文记录硬件平台仍采用文件系统实现存储。 记录设备接入过程层网络对应的交换机接口，对过程层网络报文进行实时的 解码分析和原码存储，同时将解码分析以事件告警方式存储，通过管理口上传至 管理机。 为适应过程层网络接口需要，网络实时监测和报文分析记录设备硬件平台接 口设计有个采样值接口目前规划为个光纤以太网接口，个光纤 接口个接口。因此，硬件平台外部接口为个采样值以太网接 口，个采样值接口，个以太网接口，个管理口。 系统硬件平台基于多智能板设计，其中采样值接口部分采用结构， 基于系统或其他系统设计，接口部分采用结构，基于 系统设计。存储部分采用硬盘为介质，采样值和报文的存储根 据预先划定的磁盘区域以时间标签的标准文件的格式进行分别存储。 智能变电站网络报文监测和记录系统的研究 网络报文监测 用于接收报文原码，并根据确定的采样值协议或协议，解码分析检查 丢帧错序失步超时中断无效编码流量突变等异常。 报文异常检查分报文序列异常检查和报文内容异常检查两个主要检 查项。报文序列检查报文超时报文丢帧报文错序报文重复等网络通讯的 异常。报文内容检查是检查报文的和格式是否符合协议标准 格式。如报文配臵项与装臵的文件的配臵部分不致，则说明 报文内容存在。 采样值报文异常检查分报文序列异常检查和报文内容异常检查项。报文序 列检查报文超时报文丢帧报文错序报文重复等网络通讯的异常。报文内 容检查是检查采样值报文的和格式是否符合协议标准格式。 网络报文记录 用于将接收的报文原码，按时序特征，以文件格式存储到记录介质上。报文 的记录按时序依次记录捕获报文，对于异常报文，在存储记录前将报文打上异常 类型标记。支持以时段报文类型报文特征检索和报文提取方式。 报文记录根据报文的时序特征，采用线性均衡循环存储算法，对硬盘空间进 行线性规划，循环均衡存储，确保硬盘不产生磁盘碎片，使硬盘每个扇区的擦写 保持均衡。 智能变电站网络通讯状态的在线监测和状态评估的研究 过程层网络通讯状态的在线监测 根据网络口的通讯报文间隔，判断网络口通讯是否存在超时中断等异常， 并给出通讯异常的提示。 根据网络口通讯报文的数量，进行流量统计，当交换机出现故障通讯接口 异常导致的流量大幅减少时，报告流量异常。 网络流量可根据报文类型分别进行统计。 网络通讯状态的状态评估 根据网络通讯状态的变化和在线报文监视的异常信息，对网络通讯进行评 估，对网络的异常给出异常告警分类评估。 智能变电站网络报文分析专家系统的研究 通讯报文 报文是种由事件触发的报文，其通信采用发布者订阅者机制。为防 止网络负载过重情况下丢失报文，同个报文会重发多次，报文重 发的时间间隔逐渐增大，当重发时间间隔增大到最大值时，报文将以最大 时间间隔不断重发该报文，直到有新事件产生为止。报文事件发送机制 如图所示 报文传输时间 有事件产生 图报文变时间间隔重发机制 说明 为无事件状态下，报文重发时间间隔般为 从无事件状态过渡到有事件状态，报文重发时间间隔因有事件产生 而缩短 事件发生时，最短报文重发时间间隔 达到无事件状态前的报文重发时间间隔。 采样值报文 采样率根据预先的配臵决定的，预定采样率数据报文，采样报文的部 分如下个带若干，其中数据可配并于采样率有关，采用与基 本编码规则，相关的， 对采样值进行编码。 图采样值报文的 抽象语法记法是提出的种数据类型描述语言，已经成为定义数据结 构和协议格式表示方法的通用语言，并且在定义应用层协议方面也取得了广泛的 应用，引入描述，是因为它可以消除自然语言描述带来的二义性。 在制定的同时也定义了种标准的编码方案，即基本编码规则， 可用于描述各所代表的数值，即将所描述的报文转换为唯的比特序 列。由于的中立性，不依赖于具体的计算机平台，它可解决分布式异构环 境下数据表示的两个重要问题 在不同系统之间的数据交换有了个共同的表示。 在个系统的内部，个应用程序可使用种特殊的数据表示，但使用 和，可自动解决互相协作的应用实体之间表示的差异。 为保证报文传输的高实时性，避免在通信堆栈造成延时，应用层的经表 示层编码后直接映射到链路层和物理层。采样值报文有