可行性报告-智能变电站故障录波与网络信息分析装置的一体化可行性.ppt

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1、智能变电站故障录波与网络信息分析智能变电站故障录波与网络信息分析装置的一体化应用装置的一体化应用内容简介1234网络信息分析装置的工作原理网络信息分析装置的工作原理故障录波装置的工作原理故障录波装置的工作原理故障录波与网络信息分析装置的工作原理故障录波与网络信息分析装置的工作原理典典 型型 案案 例例 分分 析析网络信息分析装置的工作原理p 网络信息分析装置是应用于过程层网络采用IEC61850标准建设的新型智能变电站中的新型装置，用于记录和分析智能变电站二次网络系统的异常和故障。p 记录并分析智能变电站中的网络信息，具有对智能变电站的二次网络系统健康状态监视、预警和故障分析的功能。基本概念网

2、络信息分析装置的工作原理网络信息分析装置的工作原理 接收来自过程层网络和/或站控层网络的所有报文，在将这些报文打上时标，统计流量，进行硬解码后，对其进行实时分析和存储。 在对报文进行实时分析时，检查报文有无如丢帧、错序、失步、超时、中断、无效编码、流量突变等各类异常状态，并实时给出异常事件告警。网络信息分析装置功能简介装置功能装置功能网络网络状态状态诊断诊断网络网络报文报文记录记录网络网络报文报文检查检查网络网络报文报文检索检索通信超时通信超时流量统计流量统计流量异常流量异常网络信息分析装置功能简介根据报文传输根据报文传输特性，当超过特性，当超过特定的时间还特定的时间还未收到预期的未收到预期的

3、报文，则给出报文，则给出通信超时告警通信超时告警可按端口和可按端口和报文类型分报文类型分类统计网络类统计网络实时流量实时流量当网络流量当网络流量突增或突减突增或突减达到达到20%20%以以上时，给出上时，给出网络流量异网络流量异常告警常告警网络状态诊断根据网络报根据网络报文到达装置的文到达装置的顺序完整原样顺序完整原样记录所有报文记录所有报文报文顺序记录报文顺序记录对帧格式错误、对帧格式错误、报文错序、重复、报文错序、重复、超时、匹配无效、超时、匹配无效、超时、中断等各超时、中断等各类异常报文进行类异常报文进行实时标记存储实时标记存储 异常事件记录异常事件记录网络报网络报文记录文记录网络信息分

4、析装置功能简介网络报文记录 GOOSEGOOSE报文序列报文序列 检查检查 GOOSE GOOSE报文内容报文内容 检查检查 SV SV报文序列报文序列 检查检查 SV SV报文内容报文内容 检查检查监视监视GOOSEGOOSE报报文的文的stNumstNum、sqNumsqNum，检查，检查GOOSEGOOSE报文是报文是否丢帧、错序、否丢帧、错序、重复并给出相重复并给出相应告警应告警监视监视SVSV报文的报文的序号，检查序号，检查SVSV报文是否发生报文是否发生丢帧、错序、丢帧、错序、重复并给出相重复并给出相应告警应告警检查检查SVSV报文报文的的APDUAPDU内容内容是否和是否和CID

5、CID文件一致，文件一致，若不一致给若不一致给出告警出告警网络信息分析装置功能简介功能简介检查检查GOOSEGOOSE报报文的文的APDUAPDU内内容是否和容是否和CIDCID文件一致，文件一致，若不一致给若不一致给出告警出告警网络报文检查网络信息分析装置功能简介网络报文检索按报文特征按报文特征进行检索进行检索按异常事件按异常事件类型检索类型检索按报文类型按报文类型进行检索进行检索按时间按时间进行检索进行检索故障录波装置的工作原理p故障录波装置（有时会简称为暂态故障录波装置TFR）是应用于过程层网络采用IEC61850标准建设的新型智能变电站中的新型系统故障录波装置。p在电力系统发生故障时，

6、自动地、准确地记录电力系统故障前、后过程的各种电气量的变化情况。通过这些电气量的分析、比较来分析处理事故、判断保护是否正确动作，有提高电力系统安全运行水平的作用。 基本概念故障录波装置的工作原理故障录波装置的工作原理 接收来自过程层网络的所有报文，并将这些报文打时标、解码，进行报文分析后，提取录波所需的数据进行录波启动判据算法，判断是否达到录波启动条件，如达到录波启动条件，则进行录波并存储。 同时在报文分析时检查如丢帧、错序、失步、超时、中断、无效编码、流量突变等各类异常状态，并实时给出异常事件告警。故障录波装置的功能介绍故障录波故障录波电压电流电压电流波形记录波形记录保护动作保护动作行为记录

7、行为记录实时波形监视实时波形监视离线波形分析离线波形分析故障录波装置的功能介绍挂牌告警挂牌告警硬接点开出告警硬接点开出告警在人机界面上在人机界面上指示告警情况指示告警情况 通过硬接点通过硬接点方式开出告警方式开出告警异常告警异常告警故障录波与网络信息分析装置的工作原理 现在国内已经出现了几种智能变电站网络信息分析装置和故障录波装置，但这两种装置需要分别组屏，各自实现各自的功能。 当智能变电站内出现异常情况时，常常需要将两个装置记录的信息结合在一起分析才能更快更准确地定位异常位置，分析异常原因。背 景故障录波与网络信息分析装置的工作原理故障录波与网络信息分析装置的工作原理 两种记录信息共用统一的

8、数据源和时标，实时解码及报文分析，从报文分析开始并行接入网络信息分析与故障录波功能。 不仅可以减少成本，节省变电站的屏柜空间，还能更方便地实现原始报文数据和暂态录波数据的对比组合分析，更快速更准确的定位异常位置。典型案例分析流量监测此为装置实时统计网络流量的一个监视画面可以按照网络端口进行流量统计（如端口3，端口5）也可以按照报文类别进行流量统计（如PTP报文，采样值报文等） 典型案例分析流量突变告警当实时监测的网络流量发生异常时，如流量突增或者突减，将会在管理机界面给出实时告警画面。在以上实时告警画面中圈出的部分标识了流量突增、流量突减告警提示。 典型案例分析对象状态监视可实时监测设备通信端

9、口、SV数据集(MU)、GOOSE数据集(IED)、IEEE1588时钟等对象的状态。对于通信端口、SV数据集(MU)、GOOSE数据集(IED)等对象，可监视的状态包括通信超时、通信中断、配置是否匹配等。 对于IEEE1588时钟可监视时钟的当前等级（主钟或从钟）、时钟的工作状态（活动或静默）等。 典型案例分析通信超时告警装置实时监测网络报文的状态。如当发生网络报文超时，网络报文丢失等异常情况，装置将在管理机界面给出实时告警画面。在上图的实时告警画面中圈出的部分标识了SV 9-2报文发生了超时/丢包/丢失同步信号/通信恢复的告警提示。 典型案例分析IEEE1588时钟异常告警上图是网络报文分

10、析装置通过实时监测PTP报文，分析主从时钟的工作行为。以上是从时钟加入，主时钟退出的一个实时告警画面过程。以上画面中圈出的部分标识了时钟加入、时钟加入/低等时钟活动、时钟退出实时告警画面提示。典型案例分析分析简报上图是一个典型报文的报文分析简单报表，在该报表中在所有报文、每个网口、单个网口的每个报文类型等多个层次上统计了报文总数、总字节数、总时间、平均流量、各种类型报文数量、错误数和警告数、以及错误信息列表 。典型案例分析HTML格式分析简报典型案例分析单个控制块分析简报采样值报文案例分析之间采样不同步采样值报文案例分析丢失同步信号及品质位改变丢失同步信号丢失同步信号采样品质位改变采样品质位改

11、变当当MUMU丢失同步信号后，一定会发生采样品质改变，否则可判断丢失同步信号后，一定会发生采样品质改变，否则可判断MUMU异常异常采样值报文案例分析丢包错序重复采样值报文案例分析条目数不匹配采样值报文案例分析故障波形分析COMTRADECOMTRADE格式格式暂态录波分析暂态录波分析双时间坐标系双时间坐标系报文波形分析报文波形分析采样值报文案例分析报文、波形组合分析采样值报文典型案例分析时间均匀性分析MUMU时间特性较差时间特性较差MUMU时间特性很好时间特性很好GOOSE典型案例分析GOOSE状态改变上图中，红色方框标出了AppID为0 x0F11的GOOSE控制块的GOOSE报文的stNu

12、m从5跳变到了9，其间发生了4次状态改变。在图下方的事件序列表中，绿色上升箭头代表状态由FALSE变为TRUE，红色下降箭头代表状态由TRUE变为FALSE，而灰色回形针则表示双点信息中的状态由确定态跳变为不确定状态。GOOSE报文案例分析stNum,sqNum丢失stNumstNum丢失丢失sqNumsqNum丢失丢失IEEE 1588典型案例分析1588时钟切换上图显示的单网络环境下从主钟切换到从钟的实时告警画面。现场工况如下：在2010-04-23 14:17:17.001848时刻，ID为0 x4550的从钟加入到网络中，由于之前网络中已经存在一个ID为0 x4451的主钟，此时系统报

13、告“低等级始终活动”的异常；在2010-04-23 14:17:20.000947时刻，断开ID为0 x4451的主钟，系统提示“时钟通信超时/通信中断”；在2010-04-23 14:17:20.001566时刻，0 x4451的主钟退出，网络时钟切换到0 x4550的从钟；在2010-04-23 14:17:37.997824时间点附近，4个采样值控制块0 x5000, 0 x5001, 0 x5002, 0 x5003“丢失同步信号”，并于2010-04-23 14:18:09.000720时间点附近复归。IEEE 1588典型案例分析1588时钟无效上图显示的是一个ID为0 x114B的IEEE 1588时钟发出来的报文里面标志位(flags)为全0的情况，在该情况下，系统会报告“时钟无效”的告警。A/B网切换过程时钟和MU的行为分析1588时钟优先级切换过程(BMC试验)GMRP典型案例分析LeaveAll消息GMRP典型案例分析JoinIn消息由于JoinIn消息是IED设备与交换机交互的信息，到交换机就截止了，因此要捕获此消息，只能用端口映射的方式监听。MMS典型案例分析其他典型案例分析-暂态录波启动上图为由于GOOSE变位导致的暂态录波启动实时告警画面OCT/CT/RTDS波形对比