变电站过程层网络监测和报文分析研究可研报告

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1、江苏省电力公司科技项目可行性研究报告项目名称：数字化变电站过程层网络监测和报文分析研究申请单位：起止时间：2010年8月至2011年12月项目负责人：许小兵通信地址：无锡市蠡园开发区3-2地块无锡供电公司变电检修中心二次二班邮政编码：214072联系电话：0510-85922575传真：0510-85922575申请日期：2010年08月17目的和意义1．项目背景随着新型互感器技术、IEC61850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

2、电站以智能化的一次设备为基础，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IEC61850协议通信标准，实现了站内设备统一建模，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SV网络，过程层GOOSE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

3、涉及，IEC61850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：第一阶段：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，过程层SV网络、过程层GOOSE网络分开传输。数字化变电站将传统

4、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。这一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。17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

5、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，还原为对电力系统一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，进一步形成了《智能变电站技术导则》Q/GDW383-2009、《智能变电站继电保护技术规范》Q/GDW441-2010、《变电站智能化改造技术规范》Q/GDWZ414-2010，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

6、录分析功能、部分做了较明确的阐述：可配置独立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。2．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。1）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置计算处理的相关报文信

7、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，根据某个设备是否一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、报文的错误、遗漏发现某个通讯端口的通讯是否异常。2）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。17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，为装置工作中的异常及异常处理做出有力的支持。3）根据报文的提示，为

8、检修维护服务检修人员在不熟悉数字式保护