智能变电站分散式网络报文记录及分析装置

智能变电站网络报文分析作者：王晓东来源：《电子技术与软件工程》2016年第01期行状况及时对异常进行报警，并根据所记录的系统通信报文进行综合离线分析，从而查找系统存在的隐患和异常，分析系统异常和错误原因，指导有关人员定位、排除系统隐患货故障。

对智能变电站发挥着重要的作用，本文针对智能变电站过程层网络报文分析的难点进行分析，介绍了网络报文分析的作用、技术参数、构成及运行维护。

【关键词】网络报文分析过程层技术参数随着智能变电站的迅速发展，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。

直接影响整个智能变电站的通信是智能设备和通信网络的健康状况，可能导致电力系统重大事故的原因可能是网络报文的发送端、接收端及通信网络异常或故障，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。

1 智能变电站网络报文分析技术特点及构成技术特点：无损高速记录；海量数据存储；结构灵活安全；调试过程可视化；网络可靠性在线监视；信息综合分析；标准化数据交换接口。

网络报文分析系统构成：现阶段实现智能变电站网络报文分析功能的方式是智能变电站网络报文分析系统，智能变电站网络报文分析系统的结构采用“1 台网络报文分析单元+N 台网络报文记录单元”的构成模式。

2 智能变电站网络报文分析标准规范（1）DL/T 553-2013 电力系统动态记录装置通用技术条件；（2）Q/GDW 383-2009 智能变电站技术导则；（3）Q/GDW 715-2012智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件；（4）Q/GDW 733-2012智能变电站网络报文记录及分析装置检测规范；（5）国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定。

3 智能变电站网络报文分析的作用3.1 网络报文实时记录、监视及分析实时分析报文，给出预警信息并启动报文记录，启动报文记录的条件包括：报文格式错误：SV、GOOSE、MMS等报文格式错误；报文不连续：丢帧、重复、超时等；报文不同步；数据属性变化：品质因数变化、同步标志变化等；SV采样异常：频率不稳定、双A/D不一致等；对时服务事件：时钟加入、退出、切换等。

网络分析仪在智能变电站中的应用摘要：智能化变电站中各智能设备(IED)间的数据的传输主要是网络通信，通过网络分析仪可以记录整个通信过程，并对记录的通信协议进行分析，为事故分析及运行维护提供了依据。

关键词:网络分析仪；IEC61850；报文记录1 网络分析仪简介网络分析仪主要由报文记录设备及分析主机构成。

分析仪能对基于IEC61850通信网络的通信全过程进行报文记录，包括MMS通信网络、GOOSE通信网络和SMV采样值通信网络的报文记录。

然后通过分析主机对各网记录的报文进行详细分析，给出相关的结果。

1.1报文记录设备记录设备主要把各层网络的通信报文无遗漏的记录下来。

由于各层网络的流量不一样，特别是采样值网，1s的采样速率一般为5K或10K，因而1s记录文件的量比较大，像主变采样回路，10min的文件达500M左右，而记录仪存储的容量是有限的，因而需要依据所记录的通信流量确定记录文件保存的时间和记录存储介质的容量，一旦当记录文件的记录容量达到最大值后，采用覆盖历史记录的方式进行记录。

一般要求能够保证存储最近一周的通信原始报文。

所记录的报文都通过分析仪的对时系统打上时标，以方便查询与分析。

1.2分析主机设备分析主机可以手动地从各记录仪上下载记录文件，并通过安装于主机上的规约分析模块对记录报文按逻辑通道进行报文详细分析，具备对报文各层面进行分析的能力。

能够直观显示通信规约整个过程，具备显示分析报文的类型、报文内容，跟随报文给出明确的报文分析结果;具备故障报文定位和应用报文定位与查找功能，能够根据逻辑通道、时间等关键字对报文内容等单个或组合条件进行查询。

2 各网通信协议分析通信协议分析包括离线分析和在线分析，由于现在的变电站大多数是无人值守的综合自动化站，因而在线分析都不采用，而且网络分析仪所能分析的报文需10 min 以后才能形成下载文件，因而实际运行过程中主要通过离线分析查找出变电站自动化系统中网络通信存在的问题，达到为运行人员分析各种故障提供依据的目的。

智能变电站网络报文分析关键技术分析作者：冯艳丽等来源：《电子技术与软件工程》2015年第19期摘要在对智能变电站进行研究的过程中，网络报文的分析功能发挥着重要的作用。

其所采用的直采直跳的模式给智能变电站的继电进行了保护。

本文将针对智能变电站过程层网络报文分析的难点进行分析，旨在解决海量数据信息的储存与处理以及高精度数据同步这两项关键技术的研究的难题。

【关键词】智能变电站网络报文分析关键技术分析将智能变电站引入过程层后，可使电缆进行信号量、模拟量的采集以及一次设备的控制转为过程层光纤网络。

进而替代传统的控制和交流电缆。

在智能变电站在网络内部进行过程层工作时，其状态的优劣直接决定了变电站的运行安全。

所以，一些智能变电站为求专门的网络分析系统，采用了IEEE1588 技术的网络化对时协议，以保证IEC 61850 标准的智能变电站站控层以及过程层网络的分析、监视得以实现。

针对IEC 61850 的通信技术的复杂性，只有使用更专业的设备才能对整个通信系统的进行评估和分析，已达到掌控通信系统全貌的工作状态。

从而使在通信系统的使用过程中出现的问题得以解决。

本文从智能变电站的网络报文采取的关键技术进行分析，旨在解决其过程层网络报文分析的技术难题。

1 智能变电站的基本概念智能变电站是利用先进环保的设备，满足站内的通信平台网络化、全站信息的数字化以及信息共享的标准化需求。

同时，能自动进行信息的计量、保护、测量、控制、采集等任务。

还能根据电网条件实现职能调整、实时控制、在线分析等功能的变电站。

2 智能变电站网络报文分析智能变电站网络报文分析主要作用于智能变电站过程层网络系统及站控层，其分析网络系统内的所有通信报文。

使自动化系统的运行状况透明，及时发现异常运行状态并进行报警处理。

通过离线分析找出系统内部出现问题的关键点，分析问题出现原因并引导相关工作人员更快制定出解决方案。

智能变电站网络报文分析系统的结构采用“1 台网络报文分析装置+N 台网络报文记录装置”的构成模式。

湖北电网智能变电站网络报文记录分析装置通用技术规范(范本)本规范对应的专用技术规范目录名称编号序号1 智能变电站网络报文记录2804003-0000-01 分析装置专用技术规范（范本）智能变电站网络报文记录分析装置技术规范（范本）使用说明1．本技术规范分为通用部分、专用部分。

2．项目单位根据需求选择所需设备的技术规范，技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。

3．项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。

如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”，并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会：1）改动通用部分条款及专用部分固化的参数。

2）项目单位要求值超出标准技术参数值。

3）需要修正污秽、温度、海拔等条件。

经标书审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。

4．对扩建工程，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。

5．技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。

6．投标人逐项响应专用技术规范中“1 标准技术参数”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。

填写投标人响应部分，应严格按招标文件专用技术规范的“招标人要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。

投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。

7．一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用技术规范中详细说明。

目次智能变电站网络报文记录分析装置技术规范（范本）使用说明 (465)1总则 (467)1.1引言 (467)1.2供方职责 (467)2技术规范要求 (467)2.1使用环境条件 (467)2.2网络报文记录分析装置额定参数 (468)2.3装置功率消耗 (468)2.4网络报文记录分析装置总的技术要求 (468)2.5网络报文监测终端的技术要求 (470)2.6网络报文管理机的技术要求 (471)2.7网络报文记录分析装置技术指标 (472)2.8柜结构的技术要求 (473)3试验 (473)3.1工厂试验 (473)3.2系统联调试验 (473)3.3现场试验 (474)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (474)4.1卖方提供的样本和资料 (474)4.2技术资料，图纸和说明书格式 (474)4.3供确认的图纸 (474)4.4买卖双方设计的图纸 (474)4.5其他资料和说明书 (474)4.6卖方提供的数据 (475)4.7图纸和资料分送单位、套数和地址 (475)4.8设计联络会议 (475)4.9工厂验收和现场验收 (475)4.10质量保证 (475)4.11项目管理 (476)4.12现场服务 (476)4.13售后服务 (476)4.14备品备件，专用工具，试验仪器 (476)1总则1.1引言提供设备的厂家、投标企业应具有GB/T 19001质量保证体系认证证书，宜具有GB/T 24001环境管理体系认证证书和GB/T 28001职业健康安全管理体系认证证书及年检记录，宜具有AAA级资信等级证书、重合同守信用企业证书并具备良好的财务状况和商业信誉。

南京航天银山电气有限公司技术资料编号：201306270001YS-ES1智能化变电站故障录波及网络记录分析装置版本V3.0航天科工深圳（集团）有限公司南京航天银山电气有限公司目录第一章、概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2技术特点 (1)1.3遵循标准 (3)1.4抗电磁干扰能力 (5)第二章、面板接口分布 (6)2.1正面面板布置图 (6)2.2背面面板布置图 (7)第三章、技术指标 (8)3.1技术特点 (8)3.2录波启动定值........................................ 错误!未定义书签。

第四章、电力系统动态记录软件.. (9)4.1.菜单栏 (9)4.1.1系统菜单 (9)4.1.2帮助菜单 (10)4.2装置树窗口 (10)4.2.1检索功能 (10)4.2.2运营单位 (11)4.2.3变电站 (11)4.2.5装置版本信息 (12)4.3实时信息窗口 (13)4.3.1告警信息 (13)4.3.2暂态录波 (14)4.4主窗口 (15)4.4.1 配置图 (16)4.4.2装置信息 (16)4.4.2.1二次回路监视(选配) (17)4.4.2.2实时信息 (20)4.4.2.3实时波形 (22)4.4.2.4暂态录波检索 (23)4.4.2.5稳态波形检索 (24)4.4.2.6原始报文检索 (25)4.4.2.7告警信息检索 (25)第五章配置录波器 (26)5.1配置流程 (26)5.2导入SCD (28)5.3线路配置 (29)5.3.1添加线路 (29)5.3.1.2 编辑线路 (29)5.3.1.3 打印线路参数 (30)5.4.2.1 SV通道 (31)5.4.2.2 SV录波通道关联一次元件 (33)5.4.2.3 GOOSE通道 (34)5.4.2.4 MMS通道 (36)第六章定值整定 (38)6.1控制参数 (38)6.2模拟量整定 (39)6.3频率定值 (40)6.4序量定值 (41)6.5开关量定值 (41)6.6变压器定值 (42)6.7打印定值 (42)6.8定值单 (43)第七章用户管理 (46)7.1添加用户 (46)7.2用户权限 (47)7.3删除用户 (47)第八章系统设置 (47)8.1通讯参数 (47)8.2网络分析 (49)第九章波形分析 (51)9.1打开文件 (51)9.2波形值切换 (51)9.3双光标操作 (52)9.4波形缩放 (52)9.5幅值范围 (52)9.6通道选择 (53)9.7向量分析 (54)9.8谐波分析 (54)9.9功率分析 (55)9.10手动故障测距 (56)9.11标注 (56)9.12通道合并 (56)9.13导出自定义通道 (57)前言本说明书仅适用于最终用户，对翻版、其他任何商业或其他目的的用途，本公司保留追究其法律责任的权利。

DOI：10.19308/j.hep.2021.02.002网络报文记录分析装置在智能变电站中的应用与展望栾庆武，岳蔚（国电南瑞科技股份有限公司深圳分公司，广东深圳518055）［摘要］智能变电站发展迅速，网络报文记录分析装置应运而生。

网络报文记录分析装置是智能变电站重要的二次辅助设备，在调试、运维、故障处理环节，均可以发挥重要的作用。

通过分析网络报文记录分析装置软件硬件架构和工作原理，给出了其在智能变电站调试运维过程中的典型应用场景，展望了其技术发展趋势和前景，提升了装置在智能变电站中的使用范围、可用性和发展性，为智能变电站的稳定运行提供了进一步的保障。

［关键词］智能变电站；网络报文；记录及分析；调试运维；全过程监视［中图分类号］TM769［文献标志码］B［文章编号］1006-3986（2021）02-0007-07 Application and Prospect of Network Message Recording-Analyzing Devicein Smart SubstationsLUAN Qingwu，YUE Wei（Shenzhen Branch，NARI Technology Development Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong518055，China）［Abstract］With the rapid development of smart substation，network message recording and analyzing devicesemerge at the right work message recording and analyzing device is an important secondary auxiliary equipment for smart substation，and can play an important role in debugging，operation and maintenance，and fault handling as well.This paper first analyzes the software and hardware architecture and working principle of the network message recording and analyzing device，and then presents the typical application scenarios in the debugging，operation and maintenance process of smart substation.Finally，the paper forecasts the technical development trend and prospect，and also improves the use range，availability and development of the device in smart substation，which provides a further guarantee for the stable operation of smart substation.［Key words］smart substation；network message；recording and analyzing；debugging，operation and maintenance；whole-process monitoring0引言智能变电站发展迅速，技术先进［1-5］，其数字化、网络化和信息共享化的特性催生了很多新的智能设备和运维手段［6-9］，网络报文记录分析装置是其中一种典型二次智能设备［10］。

ICS xx.xxx.xx1` 864K xxQ/GDW备案号：目录1.范围 (4)2.规范性引用文件 (4)3.术语与定义 (5)3.1网络异常事件 network abnormal events (5)3.2报文记录透明性 messages recorder transparency (5)3.3网络性能测试仪 network performance tester (5)3.4网络损伤模拟器 network impairments emulator (5)4 符号、代号和缩略语 (5)5 检测条件 (6)6 测试环境 (6)7 测试方法 (6)8主子站通信方式 (7)8.1 主子站通信规约 (7)8.2主子站通信信息点表 (7)9 测试内容 (7)9.1 信息点表导入测试 (7)9.1.1 信息点表格式测试 (7)9.1.2 信息点表内容测试 (7)9.2 通信连接测试 (7)9.2.1 通讯接入 (7)9.2.2 通讯恢复 (7)9.2.3测试帧 (8)9.2.4总召唤 (8)9.3 数据一致性测试 (8)9.3.1 状态值测试 (8)9.3.2 事件信息测试 (9)9.3.3统计值测试 (10)附件一：主子站通信规范........................... 错误！未定义书签。

附件二：主子站通信信息点表规范 .. (29)智能变电站网络报文及记录分析装置主子站通信测试规范1.范围本标准规定了智能变电站网络报文记录及分析装置的主子站通信的检测范围、条件、方法和规则。

本标准适用于国家电网公司智能变电站中的网络报文及记录分析装置，并作为产品设计、制造、检测的依据。

2.规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h+12h 循环）GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Ea 和导则：冲击GB/T 2423.6 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Eb 和导则：碰撞GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T 14598.3 电气继电器第5 部分：量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验GB/T 15153.2 远动设备及系统第2 部分：工作条件第2 篇环境条件（气候、机械和其它非电影响因素）GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（idt IEC 61000-4-2）GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（idt IEC 61000-4-3）GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt IEC 61000-4-4）GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（idt IEC 61000-4-5）GB/T 17626.6 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验（idt IEC 61000-4-6）GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验（idt IEC 61000-4-8）GB/T 17626.11 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T 17626.12 电磁兼容试验与测量技术振荡波抗扰度试验（idt IEC 61000-4-12）GB 17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T 20008 信息安全技术操作系统安全评估准则GB/T 25931 网络测量和控制系统的精确时钟同步协议DL/T 663 220kV～500kV 电力系统故障动态记录装置检测要求DL/T 860 变电站通信网络与系统DL/T 873 微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件Q/GDW 383 智能变电站技术导则Q/GDW 393 110（66）kV～220kV 智能变电站设计规范Q/GDW 394 330kV～750kV 智能变电站设计规范Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范Q/GDW 715-2012 智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件IETF RFC791 互联网协议（IP）Q / GDW 733 — 2012IETF RFC792 互联网控制消息协议（ICMP）IETF RFC793 传输控制协议（TCP）IETF RFC826 以太网地址解释协议（ARP）IEEE Std 802.1D IEEE Standard for Local and metropolitan area networks：Media access control （MAC）Bridges国家电力监管委员会令第5 号《电力二次系统安全防护规定》3.术语与定义GB/T 25931、DL/T 860、DL/T 663、DL/T 873、Q/GDW 383、Q/GDW 393、Q/GDW 394、Q/GDW 441、Q/GDW 715确立的以及下列术语和定义适用于本文件。

网络记录分析装置在数字化变电站缺陷处理过程中的应用摘要：由于数字化变电站的数据传输通道为光纤，故其设备缺陷告警处理方法与常规站有所不同，能否更快、更高效的查找出缺陷原因成为缺陷处理的关键环节。

本文在分析数字化站现有两种缺陷原因查找方法的基础上，提出了利用网络记录分析仪查找缺陷原因的新方法。

并在实际工程应用中对这三种方法进行对比分析，得出了利用网络记录分析仪不仅可以查找缺陷原因，相比另外两种方法还更加高效、便捷的结论。

关键词：数字化变电站、缺陷原因查找、网络记录分析装置引言近年来，随着电网自动化技术水平的不断提高，数字化变电站得到越来越广泛的推广应用，与此同时，运行检修人员在对数字化变电站进行维护时也遇到一些新的问题。

由于在数字化变电站中，绝大部分电缆都被光纤所代替，常规站中能用万用表测量到的电信号变成了数字化站中摸不到看不见的光信号，故往日常规站中缺陷检查处理的方法已不能应用于数字化站中。

本文是在现行数字化站缺陷处理方法的基础上，就如何能更快、更高效的缺陷原因定位进行深入的探讨、分析。

1 现行数字化站缺陷原因定位方法目前，在对数字化站缺陷原因查找有以下两种方法：1.1 利用数字化试验仪进行缺陷定位当数字化变电站中的设备（保护测控装置、智能终端、合并单元等）发生故障告警时，可使用数字化试验仪对该装置接收的数据，以及向外发送的数据进行抓包。

并将抓包所得的数据与该设备在SCD中所应该接受和发送的数据进行对比分析，即可得出该设备故障告警的原因。

优点：能够直接对故障告警设备传输的所有数据进行完整的查阅。

缺点：该方法的使用具有较大的局限性。

由于需要将设备的光纤接入数字化试验仪中，所以就造成了在缺陷查找过程中需要设备退出运行，甚至需要该间隔停电。

且不能对告警设备和有数据交互的设备同时进行抓包处理，十分不利于数据信息的综合分析。

1.2 利用监控后台进行缺陷定位在数字化变电站中，站内设备之间进行数据传输的同时也向监控后台上传了相同的数据信息。

中国南方电网有限责任公司变电站继电保护故障信息系统子站标准技术标书网络报文分析记录装置订货技术要求中山供电局变电管理一所2013年041、总则1.1 本技术文件书适用于XX数字化/智能变电站网络报文分析记录装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 投标者必须具有3年以上110kV及以上电压等级数字化/智能化变电站故障录波及网络报文分析记录装置的设计、制造经验，并有质检部门的认可文件、ISO-9001质量认证书或相当的认证文件、国家电力部门鉴定证书和生产许可证，提供的设备必须提供在电力系统商业运行的良好记录。

1.3 投标者的网络报文分析记录装置应在国家或电力工业检验检测机构通过DL/T860、电磁兼容及型式试验，并附确认文件。

1.4 本技术条件书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应提供符合本技术条件书和工业标准的优质产品。

1.5 如果投标方没有以书面形式对本技术条件书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备(或系统)完全符合本技术条件书的要求。

如有异议，不管是多么微小，都应在投标文件中以“对技术条件书的意见和同技术条件书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

1.6 本技术条件书所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

1.7 本技术条件书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。

1.8 投标方在投标文件中应如实反映投标产品与本技术条件书的技术差异。

如果投标方没有提出技术差异，而在执行合同的过程中，招标方发现投标方提供的产品与其投标文件的条文存在差异，招标方有权利要求退货，并将对下一年度的评标工作有不同程度的影响。

1.9 投标方应在投标文件中按本技术条件书的要求如实详细的填写投标设备的标准配置表，并在投标商务部分按此标准配置进行报价，如发现二者有矛盾之处，将对评标工作有不同程度的影响。