智能變電站報文分析及常見問題解析.ppt

智能變電站報文分析及常見問題分析南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司包琪文2014年7月9日 2020 1 16 第2頁 目錄 Contents 智能變電站報文類型報文解析工具IECGOOSE報文分析SMV9 2報文分析MMS報文分析 2020 1 16 第3頁 SMV 9 2報文分析 IECGOOSE報文分析 MMS報文分析 智能變電站報文分析 面向?qū)ο蟮耐ㄓ米冸娬臼录?主要應(yīng)用于傳遞狀態(tài)信息和保護動作信號 9 2采樣值報文基于61850 9 2部分定義的采樣值發(fā)送原則 應(yīng)用于合并單元發(fā)送采樣值和保護接收采樣值 制造信息報文 用于站控層信息交互 應(yīng)用于61850規(guī)約的站控層通訊 報文類型 GOOSE報文 IEC61850標準中定義的面向通用對象的變電站事件 GOOSE 以快速的以太網(wǎng)組播報文傳輸為基礎(chǔ) 代替了傳統(tǒng)的智能電子設(shè)備 IED 之間硬接線的通信方式 為邏輯節(jié)點間的通信提供了快速且高效可靠的方法 GOOSE服務(wù)支持由數(shù)據(jù)集組成的公共數(shù)據(jù)的交換 主要用于保護跳閘 斷路器位置 聯(lián)鎖信息等實時性要求高的數(shù)據(jù)傳輸 GOOSE服務(wù)的信息交換基于發(fā)布 訂閱機制基礎(chǔ)上 同一GOOSE網(wǎng)中的任一IED設(shè)備 即可以作為訂閱端接收數(shù)據(jù) 也可以作為發(fā)布端為其他IED設(shè)備提供數(shù)據(jù) 這樣可以使IED設(shè)備之間通訊數(shù)據(jù)的增加或更改變得更加容易實現(xiàn) GOOSE發(fā)送機制 為了保證GOOSE服務(wù)的實時性 GOOSE報文不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 直接在以太網(wǎng)鏈路層上傳輸 并且采用帶優(yōu)先級的以太網(wǎng)報文轉(zhuǎn)發(fā)方式 為了保證GOOSE服務(wù)的可靠性 GOOSE報文采用ASN 1語法編碼 通過心跳報文和變位報文快速重發(fā)相結(jié)合的機制進行發(fā)送 GOOSE發(fā)送報文需要包含裝置的檢修狀態(tài) 供訂閱方進行判斷 GOOSE報文接收機制 GOOSE接收方根據(jù)GOOSE報文中的允許生存時間TAL TimeAllowtoLive 來檢測鏈路中斷GOOSE數(shù)據(jù)接收機制可以分為單幀接收和雙幀接收兩種GOOSE接收過程中對產(chǎn)生的異常情況進行告警 主要包括 GOOSEA網(wǎng) B網(wǎng)斷鏈告警 GOOSE配置不一致告警 GOOSE信號異常告警 stNum sqNum stNum 范圍 1 4294967295 狀態(tài)序號 狀態(tài)改變一次加1 溢出后從1開始sqNum 范圍 0 4294967295 順序序號 初始值為1 狀態(tài)不變化時 每發(fā)送一次加1 溢出后從1開始0專為stNum變化時首幀傳輸保留裝置重啟 stNum sqNum都從1開始 SMV9 2采樣值報文 9 2采樣值報文基于61850 9 2部分定義的采樣值發(fā)送原則應(yīng)用于合并單元發(fā)送采樣值和保護接收采樣值基于網(wǎng)絡(luò)通訊的方式 MMS報文 是ISO IEC9506標準所定義的一套用于工業(yè)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議 是一套獨立于IEC61850的國際標準報文規(guī)范定義了結(jié)構(gòu)化層次化報文交換數(shù)據(jù)格式 可以表示任意復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用ASN 1編碼 可以適用于多種系統(tǒng)環(huán)境定義了針對數(shù)據(jù)對象的服務(wù)和行為為用戶提供了一個獨立于所完成功能的通用通信環(huán)境客戶端 服務(wù)器模式 MMS報文主要功能 信號上送開入 事件 報警等信號類數(shù)據(jù)的上送功能通過BRCB 有緩沖報告控制塊服務(wù) 來實現(xiàn) 映射到MMS的讀寫和報告服務(wù) 通過有緩沖報告控制塊 可以實現(xiàn)遙信和開入的變化上送 周期上送 總召 事件緩存 測量上送遙測 保護測量類數(shù)據(jù)的上送功能通過URCB 無緩沖報告控制塊服務(wù) 來實現(xiàn) 映射到MMS的讀寫和報告服務(wù) 通過無緩沖報告控制塊 可以實現(xiàn)遙測的變化上送 周期上送 定值定值功能通過定制控制塊 SGCB 服務(wù)模型來實現(xiàn) 映射到MMS的讀寫服務(wù) 通過定制控制塊 可以實現(xiàn)選擇定值區(qū)進行召喚 修改 定制區(qū)切換 遙控通過IEC61850的控制 CONTROL 服務(wù)模型實現(xiàn) 映射到MMS的讀寫和報告服務(wù) 2020 1 16 第11頁 目錄 Contents 智能變電站報文類型報文解析工具IECGOOSE報文分析SMV9 2報文分析MMS報文分析 2020 1 16 第12頁 MMSEthereal 俘獲報文接口端定義 選擇自己電腦抓報文的網(wǎng)卡 實時更新抓包列表 實時捕獲報文自動滾動 使能MAC地址名稱的分辨率 使能網(wǎng)絡(luò)端口名的分辨率 WIRESHARK 俘獲報文接口端定義 選擇自己電腦抓報文的網(wǎng)卡 實時更新抓包列表 實時捕獲報文自動滾動 使能MAC地址名稱的分辨率 使能網(wǎng)絡(luò)端口名的分辨率 報文過濾窗口 輸入有效關(guān)鍵字可過濾相關(guān)報文 綠色表示有效關(guān)鍵字 紅色表示無效關(guān)鍵字 2020 1 16 第14頁 目錄 Contents 智能變電站報文類型報文解析工具IECGOOSE報文分析SMV9 2報文分析MMS報文分析 GOOSE報文 報文過濾窗口 輸入有效關(guān)鍵字可過濾相關(guān)報文 綠色表示有效關(guān)鍵字 紅色表示無效關(guān)鍵字 報文實時滾動窗口 包括每幀報文的序號時間間隔 MAC地址 報文類型信息 每幀報文的框架 具體反應(yīng)報文的到達時間 時間間隔和字節(jié)長度 以及該結(jié)構(gòu)的規(guī)約類型為iecgoose 具體顯示報文的MAC源地址和目的地址以及VLANID IECGOOSE報文的AppID應(yīng)用標識 PDU字節(jié)長度 以及版本號 此對話框表示報文源碼 黑色光標與上一對話框中藍色光標解析報文相對應(yīng) 配置文件GSE xml中的GOOSE路徑GOOSE數(shù)據(jù)集路徑GOOSEID應(yīng)用標識 報文中的GOOSE路徑TTLGOOSE存活時間 2T0GOOSEID應(yīng)用標識GOOSE數(shù)據(jù)集路徑GOOSE時標及時間品質(zhì)位 61850 8 1 12個元素 12個元素 狀態(tài)號 初始為0 產(chǎn)生GOOSE變?yōu)楹?狀態(tài)后 1 同時順序號從0開始重新累加 順序號 報文幀數(shù) 1 順序號 1 檢修標志位版本號需要授權(quán) GSE配置文件中的MAC地址決定了報文中的MAC地址GSE配置文件中的VLANID決定了報文中的VLANID 61850 8 1部分明確給出了時間品質(zhì)位各字段的具體含義 其中第0位為高位 第7位為低位 第0 3位分別表示閏秒已知 時鐘故障 時鐘未同步第4 7位表示數(shù)值所對應(yīng)的精度通常裝置在未對時是 品質(zhì)位置是2A或者6A 對時后是0A GOOSE時標及時間品質(zhì)位 61850 8 1 PS61850CONNER GOOSE報文數(shù)據(jù)量 與MMSEtheral軟件相比增加了序號 界面可讀性更強 2020 1 16 第19頁 目錄 Contents 智能變電站報文類型報文解析工具IECGOOSE報文分析SMV9 2報文分析MMS報文分析 SMV9 2采樣值報文 報文過濾窗口 輸入有效關(guān)鍵字可過濾相關(guān)報文 綠色表示有效關(guān)鍵字 紅色表示無效關(guān)鍵字 報文實時滾動窗口 包括每幀報文的序號時間間隔 MAC地址 報文類型信息 每幀報文的框架 具體反應(yīng)報文的到達時間 時間間隔和字節(jié)長度 以及該結(jié)構(gòu)的規(guī)約類型為iecsmv 具體顯示報文的MAC源地址和目的地址以及VLANID IECSMV報文的AppID應(yīng)用標識 PDU字節(jié)長度 以及版本號 此對話框表示報文源碼 黑色光標與上一對話框中藍色光標解析報文相對應(yīng) SMV9 2采樣值報文 IECSMV報文的采樣值數(shù)據(jù)和通道有效性 采樣值為16進制瞬時值 通道有效性在61850 8 1中體現(xiàn) IECSMV報文的參數(shù) 包括采樣率 同步性 計數(shù)器點數(shù) ASDUNO SVID 80字段為 SVID81字段為 數(shù)據(jù)集82字段為 采樣技術(shù)器83字段為 版本號84字段為 時標85字段為 0101同步 0100非同步86字段為 80點采樣點數(shù) 可省略 1S時間有80 50Hz 4000幀報文87字段為 9 2通道數(shù) 字節(jié)數(shù)大于于80 128 在通道數(shù)前 81字段 通道數(shù) 轉(zhuǎn)換為十進制 8 一個通道8個字節(jié) b0 11 16 0 8 22 品質(zhì)編碼 0000000000000000有效000000000000100000000000檢修000008000000000000000001非法000000010000100000000001檢修和非法00000801 Mucfg xml SMV9 2采樣值報文 SMV9 2采樣值報文 22路9 2通道 9 2通道數(shù)b0 22路 9 2通道采樣值 9 2通道有效性 全0表示數(shù)據(jù)有效 SMV9 2采樣值報文 錄波模式下選擇電腦抓包的網(wǎng)卡 選擇查看報文的類型 通常選擇動態(tài)波形 查看報文的狀態(tài)標 SMV9 2采樣值報文 SMV9 2采樣值報文 顯示周波數(shù) 可擴大和減少顯示波形數(shù)量 狀態(tài)顯示方式可選實時顯示和非實時顯示 選擇接收采樣點數(shù) 9 2采樣一般選擇80點 也可選擇24點 48點等 SMV9 2采樣值報文 接收報文的MAC地址和ASDU數(shù) 如需接收CC板轉(zhuǎn)出9 2報文勾選此項 SMV9 2采樣值報文 采樣值是否同步 解析報文中的通道標的有效性 2020 1 16 第31頁 目錄 Contents 智能變電站報文類型報文解析工具IECGOOSE報文分析SMV9 2報文分析MMS報文分析 建立TCP連接 三次握手 第一步 客戶端向服務(wù)器端發(fā)起同步請求 服務(wù)器側(cè)端口固定為102 客戶端端口由socket隨機產(chǎn)生 建立TCP連接 三次握手 第二步 服務(wù)器端詳客戶端響應(yīng) 同時也想客戶端發(fā)起同步請求 建立TCP連接 三次握手 第三步 客戶端予以確認 釋放TCP連接 釋放TCP連接 分四次揮手 這是由于TCP通訊為全雙工通訊 發(fā)起關(guān)閉連接的一方只能關(guān)閉己方的發(fā)送通道 而接收通道還允許繼續(xù)接收對側(cè)的數(shù)據(jù) 除非對側(cè)也發(fā)起關(guān)閉連接第一步發(fā)起方向?qū)?cè)端發(fā)起結(jié)束請求第二步接收方向發(fā)起方做確認響應(yīng)第三步 接收方也向發(fā)起方發(fā)起關(guān)閉連接請求第四步 發(fā)起方對收到的結(jié)束請求予以確認響應(yīng)四步過后即完成TCP關(guān)閉連接 四次揮手 1 2 3 4 初始化 InitiateRequest 初始化 InitiateResponse 讀模型 讀LD列表 采用GetNameList服務(wù) 客戶端發(fā)起讀VMD 服務(wù)器端以LD列表響應(yīng) 讀名稱列表 讀LD中有名列表頁采用GetNameList服務(wù) 客戶端發(fā)起讀哪個LD 服務(wù)器端響應(yīng) 讀訪問屬性 讀LN中變量訪問屬性采用GetVarAccessAttributes服務(wù) 客戶端發(fā)起讀哪個LN 服務(wù)器端以變量訪問屬性響應(yīng) 訪問屬性 訪問結(jié)果列表內(nèi)容如下 條目1 RptID 報告ID 表示該報告的報告控制塊ID條目2 OptFlds 選擇域 用以標識該報告包含哪些可選項 該值一般由客戶端程序統(tǒng)一寫入服務(wù)器 條目3 SeqNum 同一報告控制塊所對應(yīng)報告的順序編號條目4 TimeOfEntry 報告產(chǎn)生時的時標條目5 DatSet 該報告控制塊所對應(yīng)的數(shù)據(jù)集引用名條目6 EntryID 入口標識 同一IED下 所有報告的順序號 每個報告均不重復(fù)條目7 ConfRev 配置版本 目前在MMS通訊中暫無用處 固定填1條目8 Inclusion 數(shù)據(jù)集所包含F(xiàn)CDA個數(shù) 一個bit對應(yīng)一個FCDA 值為1的bit 表示報告中有該bit對應(yīng)的FCDA值 值為0的bit 表示報告中 不含該bit所對應(yīng)的FCDA值條目9 DataReference 數(shù)據(jù)引用名 報告中值所對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用名條目10 DataValue 數(shù)據(jù)值 值為一個結(jié)構(gòu) 一般包含數(shù)據(jù)值 品質(zhì) UTC時間等屬性 UTC時間為FCDA值變化時的時間 可理解為SOE時間 條目11 ReasonCode 傳送原因 表示報告上送某FCDA的原因 常用的有數(shù)據(jù)變化 周期 總召三種 所對應(yīng)的編碼 6個bit從左往右依次為 預(yù)留 數(shù)據(jù)變化 品質(zhì)變化 數(shù)據(jù)更新 周期 總召 不同的位為1 表示不同的原因 多數(shù)情況下為單原因上送 但也可能存在多原因上送 讀值 讀值采用read服務(wù) 客戶端發(fā)起讀哪個LN的哪個FC 服務(wù)器端以值響應(yīng) 讀數(shù)據(jù)集 讀數(shù)據(jù)集采用GetNamedVariableListAttributrs服務(wù) 客戶端發(fā)起讀哪個LD的哪個數(shù)據(jù)集 服務(wù)器端以FCDA響應(yīng) 注冊報告控制塊 讀rptId 寫OptFlds 寫觸發(fā)屬性 使能控制塊 總查詢 遙信報文 遙測報文 遙測報文 周期觸發(fā) 遙控報文 注1 遙控選擇報文 對 SBOw 使能 注2 控合 如果是控分這個量值為 false 注3 控制次數(shù) 每次成功控制一次都會加1 注4 發(fā)起控制的UTC時間 注5 檢修狀態(tài)