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 目的和意义 项目背景 随着新型互感器技术标准智能断路器技术工业以太网通信 技术的在变电站中的应用，为变电站新技术的研究和应用提供了广阔的前景。具 有上述特征的数字化变电站在近年来得到了较快的发展。数字化变电站以智能化 的次设备为基础，实现了信号采集的数字化以网络化的二次设备为架构，实 现了信号处理传输及控制的数字化以协议通信标准，实现了站内 设备统建模，为设备间信息共享及互操作提供了保证。 数字化变电站自动化系统设备按功能分为站控层间隔层过程层。二次 设备分别组成站控层网络过程层网络，过程层网络，站内信息传输 依赖网络通讯实现，通过网络真正实现资源的共享。 近年来，国内许多电力公司科研院所自动化厂家密切跟踪数字化变电站 技术的最新发展，开展了大量的相关研究及工程应用工作。国内数字化变电站的 技术应用在变电站技术改造和新建上均有涉及，标准的研究与应用， 及完整意义上的数字化经历了两个主要阶段第阶段变电站技术应用主要集 中在电子式互感器的应用。第二阶段变电站的技术应用涉及数字化变电站的 几大技术方面，整站具有完整的过程层通讯网络。 目前，过程层网络实现采样值的传输变化值的传输功能，即将保护测控 所需的电压电流信号由合并单元传给保护测控设备将开关的状态及主变等相 关信号由开关智能单元传给保护测控设备，同时智能单元接受保护测控设备 的跳合闸遥控操作命令。由于信号类型传输方式的差别，采用的是分网传输， 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 过程层网络过程层网络分开传输。 数字化变电站将传统的信号依赖电缆传输模拟电平信号改为以光缆传输数 字信号，信号的传输方式发生了根本改变。这变化对运行前信号的调试运行 中信号的监测及检修中信号的检查核对都产生了非常大的影响。由于数字化变 电站的迅速发展，变电站站控层间隔层以及过程层的通信网络报文已经成为变 电站智能设备间信息交互和共享的主要方式。智能设备和通信网络的健康状况将 直接影响整个数字化变电站的通信，网络报文的发送端接收端及通信网络异常 或故障均可能导致电力系统重大事故，因此需要对网络报文进行有效的监视记 录和诊断，提前发现通信网络的薄弱环节和故障设备，预防电力系统事故的发生。 当电力系统故障发生时，不仅需要对网络原始报文进行记录，还需要将网络报文 进行解析，还原为对电力系统次设备故障波形以及二次设备动作行为的记录， 便于事故发生后进行分析和快速查找故障原因。 随着数字化变电站的深入研究，国家电网公司又提出了智能变电站建设思 想，进步形成了智能变电站技术导则智能变电站继电 保护技术规范变电站智能化改造技术规范 ，将数字化变电站上升到智能变电站的高度，并规范了国内变电站技术 研究设计和应用的方向。 在智能变电站技术导则中系统功能要求节对变电站网络报文分析 的监测记录分析功能部分做了较明确的阐述 可配臵的网络报文记录分析系统，实现对全站各种网络报文的实时监 视捕捉存储分析和统计功能。 网络报文记录分析系统宜具备变电站网络通信状态的在线监视和状态评估 功能。 本项目基于网络报文分析的功能实现要求，提出了相关的研究内容。 项目意义 本项目在深入分析过程层网络传输设备特点报文内容协议特点基础上， 通过对智能变电站内过程层实时报文的监测记录分析，可以查找出运行中的设 备是否存在缺陷网络通讯是否存在异常。 根据实时的监测，给出相关的告警 发现实时通讯中的报文是否存在漏包错包重包等影响保护测控装臵计算 处理的相关报文信息，并在出现异常后实时分析，并发出相关的报警 根据实时的监测，发现设备存在异常，根据个设备是否直发送出错的报 文判别其是否存在异常，给出相关的告警。 根据实时的监测，发现网络通讯的异常，根据报文的间断报文的遗 漏发现个通讯端口的通讯是否异常。 根据离线的报文分析，给出相关的处理 保护动作过程分析根据历史记录中的故障量信息，分析整个的故障过程， 为保护动作分析提供有力的支撑根据记录的相关保护跳闸报文，分析保护跳闸 信号的动作过程。 异常的过程分析根据记录异常的出现异常的结束过程分析，为装臵工作 中的异常及异常处理做出有力的支持。 根据报文的提示，为检修维护服务 检修人员在不熟悉数字式保护测控装臵智能单元等设备的维护报文分析 时提供相应的帮助和技能培训，为设备检修服务。 各自动化设备厂家及电力公司主要关注于数字化技术在变电站的