智能变电站网络报文快速分析处理研究

发布时间：2019-05-10 16:43

【摘要】：随着智能化技术突飞猛进的发展,作为输配电系统重要环节的智能变电站,成为未来变电站发展的趋势。为实现智能变电站内智能电子设备(IED)间的互操作和信息共享,国际电工委员会制定了IEC61850《变电站通信网络和系统》系列标准(以下简称IEC61850标准),IEC61850标准已成为变电站自动化领域的唯一国际标准。在基于IEC61850标准的变电站中,电子式电压／电流互感器、光导纤维、合并单元、断路器智能终端等新型设备大量地投入使用,以及过程层以太网络取代电缆线路,使得新型通信网络已然成为过程层网络信息共享与交换的新趋势。功能日趋强大的智能变电站围绕过程层通信,装配了大量的智能电子设备,伴随着这些设备连续地运行,在通信网络上产生并传输着数量庞大的报文。这些报文数据含有大量的一次系统运行参量、变电站运行状况、二次设备健康状况、网络通信状况等重要信息。获取及挖掘报文信息的前提是要对报文进行有效地解析,因此,实现快速、准确、可靠的网络报文分析对提高智能变电站的报文分析处理能力、提高对一次系统和二次系统的监测和分析能力都具有重要的意义。本文在仔细研究IEC61850标准以及智能变电站通信系统结构的基础上,以过程层网络传输的两类重要报文GOOSE报文(Generic Object Oriented Substation Event,面向通用对象变电站事件)和SV报文(Sampled Value采样值)为研究对象,深入研究了这两类报文的特定通信服务映射、报文协议、传输机制、数据结构等内容,建立了以信息元法为基础的网络报文解析程序。通过与同类型报文软件解析结果对比,信息元法解析程序能够实现对两类报文的分类解析,但解析程序仍存在解析速度缓慢,用户等待时间较长的问题。为了进一步提高解析速度,提出了以改进内存池为基础的报文解析方法,通过使用内存池管理技术减少因频繁地自操作系统进行内存申请和删除造成的时间损耗,减少内存碎片的产生,从而大大加快了报文解析的速度。本文采用Visual C++6.0开发环境设计了报文快速分析程序的整体结构,其中包括报文数据的读入,报文协议类型的判断以及针对两类报文的解析。通过对实际报文数据的解析,验证所提出方法的有效性和快速性。此外,引申设计了较为简单的报文分析功能,主要增加报文异常状态告警功能。最后,将论文提出的方法与几款商用报文分析软件对比测试,可得出结论：快速分析软件在分析速度上有大幅度提高,在分析内容方面更加丰富。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM76;TM63

【参考文献】