IEC 61850新型网络冗余报文捕获解析工具开发

以设计解析新型报文工具为目的,分析了网络冗余下的新型并行冗余双网原理,在解读新型报文格式的基础上,采用Wireshark网络开发包,基于Windows平台,结合GTK界面设计工具,开发出含有并行冗余双网的采样值报文捕捉、解析工具。并采用WinPcap库接口函数模拟装置发送报文,验证协议解析工具的可行性。结果表明,该解析工具能正确地分析数据包的负载内容,对IEC 61850第2版的推广具有重要意义。     

IEC 61850过程层网络冗余报文捕获分析工具开发

随着IEC 61850第二版的发布,以IEC 62439-3中高可用无缝环网为基础的网络冗余方案层出不穷,但缺乏相应的监测工具解析报文内容。基于Windows平台,采用Wireshark网络开发包,开发出高可用无缝环网（HSR）报文的捕捉、解析工具,并创新性地采用Winpcap库接口函数模拟装置发送报文,验证协议解析工具的可用性。结果表明,该解析工具能正确分析数据包的负载内容,对IEC 61850第二版的推广具有重要意义。     

手持式智能变电站网络测试分析仪的研制

研制了手持式智能变电站网络测试分析仪,实现了智能变电站GOOSE和SMV报文的捕获与保存,并能对保存的报文进行解码和分析.阐述了该网络测试分析仪的硬件结构,重点分析了报文的捕获、解码和分析方法.     

智能配电网GOOSE通信机制的研究与实现

IEC 61850标准因其良好的互操作性等优点,成为了智能配电网事实上的标准。作为IEC 61850最重要的报文之一,GOOSE主要实现配电网自动化设备开关状态和操作命令等重要实时信号的交互。研究配电网智能电子设备GOOSE通信的机制与实现,具体介绍了GOOSE通信的核心模块,进而通过搭建软硬件通信测试平台进行通信测试,使用报文分析软件捕捉和分析网络中的GOOSE报文,证明所开发的GOOSE通信模块达到了预期的功能要求。     

基于FPGA的GOOSE报文解析模块设计与实现

为了提高通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文的传输实时性和可靠性性能,给出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的GOOSE报文快速有效解析的方法。利用FPGA的并行执行机制,设计并实现了GOOSE报文解析有限状态机与订阅检验判断流程。通过对实例的行为仿真及波形捕获,验证了设计在较大网络流量下能够实现过滤并快速解析GOOSE与链路自检的功能。相对于传统CPU的顺序执行处理方式,基于FPGA的变电站实时报文解析设计具有更高的实时性及可靠性,为过程层设备的设计与开发提供了新思路。     

智能变电站二次设备网络通信的仿真研究

基于WinPcap模拟了智能变电站二次设备的通信过程。实现了IEC61850采样值报文和GOOSE报文的捕获和发送功能,为开发基于IEC 61850标准的智能变电站继电保护仿真培训系统创造了条件。     

与GOOSE联动的数字化变电站遥视系统

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)用于一次设备的操控及二次设备间的闭锁与联动,是数字化变电站中最重要的通信应用。如果变电站遥视系统(RVSS)能够捕获并解析GOOSE报文,它将能根据GOOSE信息实施与变电站自动化系统的联动。提出了通过中间件或通信服务器实现RVSS与GOOSE联动的2套方案,并对方案中的关键技术(映射关系的建立、GOOSE报文的捕获、GOOSE报文的解析和信息安全防护等)进行了研究。     

IEC61850-9-2数据收发测试的探索

WinPcap网络开发包是一个免费的、基于Windows平台的、直接在链路层捕获和发送网络数据包的工具,文中设计了基于WinPcap的IEC 61850-9-2仿真测试软件。介绍了WinPcap软件包、IEC 61850-9-2的报文格式以及在数字化变电站中使用和自动化测试实际情况。通过MAC嗅探模块、CID文件读取模块、SNTP对时模块、IEC61850-9-2报文发送和接受模块的设计,该仿真测试软件在计算机WINDOWS环境下网卡介质上能够直接发送符合数字化变电站装置要求的IEC 61850-9-2报文与数字化变电站设备进行联调,并且能够接受IEC 61850-9-2报文进行自动化分析。提出了在发送过程中pcap_sendqueue_transmit函数和在接受过程中微秒定时器的重要作用。     

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)实时解析和预警系统

GOOSE已经在数字化变电站中广泛应用,但缺乏对GOOSE通信过程有效的分析、监测工具.针对这一空白,提出了GOOSE报文实时解析的步骤和方法,定义了GOOSE传输的正常和异常事件,根据GOOSE实时解析的结果建立了GOOSE通信模型,并在此基础上开发了GOOSE通信预警软件和图形化的人机界面,阐述了预警系统在数字化变电站中的应用情况.GOOSE实时解析和预警系统能够及时发现通信异常,消除缺陷,保证数字化变电站的可靠运行.     

智能变电站过程层网络流量控制和同步方法研究与实现

为解决智能变电站过程层网络装置过分依赖对时网络问题,及智能变电站过程层网络SMV报文间、SMV和GOOSE报文间及GOOSE报文间的相互干扰问题,提出了通过在交换机上实现延时可测技术和业务流量管理技术有效解决过程层网络现存的两个主要问题。延时可测技术通过GOOSE、SMV报文携带经过交换机的延时值实现时间同步。业务流量管理技术通过基于目标MAC地址的流量控制方法解决过程层网络报文间相互干扰问题。     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

适用于IEC 61850标准的以太网无源光网络DBA算法

在分析IEC 61850标准下网络报文传输特性的基础上,提出一种适用于IEC 61850标准网络报文传输的以太网无源光网络动态带宽分配算法。首先,该算法采用固定轮询周期,将带宽划分为采样值(SMV)、面向对象的变电站通用事件(GOOSE)、制造报文规范(MMS)这三类及三个优先级,优先保证SMV报文、GOOSE报文的实时传输,减少网络时延抖动。然后,采用改进的REPORT上传和GATE下发机制,提高了带宽利用率,并简要介绍了算法的典型应用系统及测试验证方案。最后,测试结果表明,该算法满足IEC 61850标准网络报文传输的实时性和快速性要求。     

智能变电站过程层网络监测与故障定位系统设计与实现

针对现有的网络监测系统大都无法支持过程层网络拓扑结构和虚连接回路显示的问题,文中提出一种基于过程层交换机的网络监测在线系统。该系统包含主机监测系统和过程层交换机。主机监测系统通过解析变电站配置文件(SCD)获取预置的过程层网络拓扑结构和虚连接逻辑回路;过程层交换机的利用访问控制列表(ACL)规则捕获和解析一定的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文和取样值(SV)报文,获取连接在交换机的设备信息,从而使主机监测系统获得实际的过程层网络拓扑结构和虚连接物理回路。对比预置和实际的网络拓扑结构和虚连接回路,实现了对过程层网络的实时监测和故障定位。在实际应用中,该系统协助运维人员实时地监测网络运行状态和快速地定位故障,提高了电力系统自动化运维的管理水平。     

Packet sniffing: a brief introduction

Packet sniffing is a method of tapping each packet as it flows across the network; i.e., it is a technique in which a user sniffs data belonging to other users of the network. Packet sniffers can operate as an administrative tool or for malicious purposes. It depends on the user's intent. Network administrators use them for monitoring and validating network traffic. Packet sniffers are basically applications. They are programs used to read packets that travel across the network layer of the Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) layer. (Basically, the packets are retrieved from the network layer and the data is interpreted.) Packet sniffers are utilities that can be efficiently used for network administration. At the same time, it can also be used for nefarious activities. However, a user can employ a number of techniques to detect sniffers on the network and protect the data from sniffers. The technique behind packet sniffing on shared bus broadcast LANs is explained.     

智能变电站星形GOOSE网异常事件分析

星形GOOSE网可有效防止网络雪崩的发生,但在调试过程中该类型网络的某厂家智能终端却发出“网络风暴”告警,伴随着GOOSE网报文倍增现象。文章详细描述了该事件发生时GOOSE网的异常现象,介绍了故障的查找及排除过程。对该事件的形成原因进行了深入分析,网络管理系统不正当接入、设计图纸不完善、厂家智能设备对网络异常状态检测不准确、现场作业管理不严格等原因共同酿造了此次事件。最后,给出了整改方案,并从优化VLAN划分、制定运行检修规程等角度出发提出了防范措施。     

基于OPNET的SMV与GOOSE报文共网传输的数字化变电站技术研究与分析

介绍了现有数字化变电站的2种组网模式。分析了IEC 61850-9-1的采样值点对点传输方案以及IEC61850-9-2的采样值网络传输方案;提出了一种应用VLAN技术的IEC 61850-9-2采样值网络和GOOSE网络共网传输的方案,从技术,经济角度分析了其可行性;并对过程层的采样值,GOOSE数据报文进行了流量分析。结合某数字化变电站试点工程,采用OPNET仿真软件对共网传输中IED设备的端到端延时进行了仿真分析,结果表明采用VLAN技术的共网传输方案可行。     

基于VxWorks系统的GOOSE实现与可靠性分析

面向通用对象的变电站事件（GOOSE）模型是IEC 61850对数字化变电站的重要贡献,其出发点是变电站自动化功能的分布式实现。通过分析VxWorks操作系统内核的特点,提出了基于VxWorks的IEC 61850 GOOSE发布的实现方案。GOOSE发布任务基于VxWorks事件组,采用事件驱动方式处理GOOSE初始发送、变化发送、快速重发和周期重发。给出了各GOOSE发送控制块共享的高精度定时器的使能和关闭方法。分析了VxWorks网络重发的实现原理,提出了新添加GOOSE协议的重发送实现方式。