基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，第一步，对GOOSE网络风暴的处理，统计每秒内的GOOSE帧，判断是否存在网络风暴，再通过CRC过滤的方法，过滤风暴报文，保证正常GOOSE帧的传输；第二步，对GOOSE异常报文的处理，通过每个网络中GOOSE报文的StNum和SqNum的异常判断进行独立统计，来选择正确的GOOSE报文，若两网同时异常，则认为对侧重启或网络丢帧，接收报文更新数据；第三步，对异源数据的处理，通过对GOOSE心跳报文的计数，来判断网上是否存在因配置错误导致的异源数据。本发明专利技术方法及时发现异常并通知运维人员，给予解决方案。

【技术实现步骤摘要】
基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法
本专利技术具体涉及一种基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，属于电力系统继电保护

技术介绍
目前数字化变电内保护装置与智能终端、保护装置之间的启动、动作、跳闸等关系到电网运行安全的重要信息均采用GOOSE方式传输，而GOOSE传输基于发布和订阅模式，没有相互确认机制。只能通过双网传输、重传机制来保证GOOSE信号的可靠性。正常GOOSE双网接收机制是：1）当接收StNum大于本机StNum，更新GOOSE数据。2）当接收StNum小于本机StNum，若发布端装置重启，更新数据。反之，丢弃数据。3）当接收StNum等于本机StNum，判断SqNum，SqNum变大丢弃数据。SqNum不变或变小，若发布端装置重启，更新数据。反之，丢弃数据。上述方法中发布端装置重启的判据为发布端发送StNum=1，SqNum=1的报文，一旦发布端报文异常或变电站内网络异常可能导致重启报文丢失，从而导致GOOSE报文长期不能更新，故障发生时保护不能正确动作。另外上述方法是基于变电站内GOOSE传输正常情况下的接收机制，没有考虑到实际现场的不确定性，如网络风暴、交换机异常、非预期报文、异源数据等异常情况下的接收判断机制。而GOOSE报文传输的是关系到电网安全的重要信息，一旦出现上述情况，保护装置通过目前的双网判断机制是无法保证能正确动作。异常状况消失后，保护装置也不能自动恢复原来的GOOSE双网接收机制。因此，根据目前的GOOSE双网接收机制，需针对变电站内各种异常情况进行判断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，解决了在变电站运行中，如果出现网络风暴、发送端乱序、异源数据等异常情况时能及时判断异常，改变接收机制，准确处理GOOSE数据。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，其特征是，包括以下步骤：步骤A，网络风暴判断：A1，若每秒内收到的报文数目超过设定值，则认为网络存在风暴，进入下一步；A2，计算报文数据区内容的CRC值，将报文数据区内容的CRC值与CRC值缓存表中的CRC作对比，如果比较不一致，则将此CRC值保存在CRC值缓存表中，反之丢弃此报文；A3，超过设定时间收不到与缓存表内相同CRC值的报文，则清空CRC值缓存表以接收新的CRC值；步骤B，异常报文判断：B1，判断每个网络中是否接收到非预期报文，若有非预期报文，则进入下一步；B2，当仅单网收到非预期报文，直接丢弃此报文，采用另一个网的报文更新数据；B3，当双网均接收到非预期报文时，则强制更新数据；步骤C，异源数据判断：在生存允许时间内，收到相同的报文超过异源帧数阈值，判断网络上存在异源数据并告警。进一步的，步骤A2中，采用CRC-32的算法计算GOOSE报文数据区内容的CRC值。进一步的，步骤A网络风暴判断中，每9ms最多处理2帧报文，分别是9ms首帧和与首帧报文CRC值不一致的第一帧。进一步的，步骤A中，每秒内收到的报文数目小于设定值，则退出网络风暴判断。进一步的，步骤B中，订阅端初始上电或双网链路均中断时，则订阅端任意一个网络接收到报文后都更新数据。进一步的，步骤B1中，同一网络，同一GoCB的GOOSE报文状态序号StNum变小，或同一网络，同一GoCB的GOOSE报文状态序号StNum不变，顺序序号SqNum变小均认为非预期报文。进一步的，步骤B中，双网任意一个网络中断的情况下，GOOSE双网接收机制切换为单网接收机制。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术方法具有通用性、安全性、自愈性的特点，具体表现如下，（1）通用性，尽管不同变电站网络状况各不相同，但本方法适用于所有GOOSE接收数据的变电站；（2）安全性，通过对网络风暴、交换机异常、异常数据、异源数据等情况下的GOOSE接收进行判断，使保护装置在异常情况下行为更加安全；（3）自愈性，网络上出现短暂的异常后，保护装置能及时发现，并能在没有人工参与的情况下自行恢复。附图说明图1是GOOSE网络风暴判断机制；图2是GOOSE双网非预期判断机制。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。目前GOOSE双网接收机制仅提供了在两个网络状态正常，发布端GOOSE报文符合预期的情况下，订阅端如何接收GOOSE数据的方法。然而现实数字化变电站内的网络状况复杂多变，本专利技术综合现场实际问题分别在：单网风暴，双网风暴的情况下如何过滤风暴报文，获取正常发送的GOOSE报文；在发布端报文异常或重启后重要报文丢失的情况下，如何判断非预期报文，获取正确的GOOSE报文；在工程配置出错，导致站内出现异源数据时，如何及时发现异常并通知运维人员；给予解决方案。本专利技术的一种基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，第一步，对GOOSE网络风暴的处理，统计每秒内的GOOSE帧，判断是否存在网络风暴，再通过CRC过滤的方法，过滤风暴报文，保证正常GOOSE帧的传输；第二步，对GOOSE异常报文的处理，通过每个网络中GOOSE报文的StNum和SqNum的异常判断进行独立统计，来选择正确的GOOSE报文，若两网同时异常，则认为对侧重启或网络丢帧，接收报文更新数据；第三步，对异源数据的处理，通过对GOOSE心跳报文的计数，来判断网上是否存在因配置错误导致的异源数据。对以上三种异常情况进行有效的判断识别，具体包括以下过程：步骤A，网络风暴判断机制，其具体过程如图1所示，A1，统计每秒内收到的报文数目，若超过设定值则认为网络存在风暴，开启风暴抑制功能；根据网络报文中的GOOSE标识和GoID来区分出网络上的GoCB（Goose控制块，代表每组GOOSE报文）。计算每个GoCB每秒内收到的GOOSE报文数目，如果每秒内收到的报文数多于200帧（此值可设定，低于200帧装置能够处理，不需要过滤，一遍50以上都说明网络异常了），认为可能是风暴报文，进入风暴抑制模式。A2，进入风暴抑制模式后，对此GoCB报文的数据区内容计算CRC，将计算结果不同的CRC保存在CRC值缓存表中。进入风暴抑制模式后，采用CRC-32的算法计算GOOSE报文数据区内容的CRC，因为风暴中的过滤机制就是为了将同一GoCB的GOOSE报文数据区内容一致的报文丢弃，所以仅计算数据区的值、品质、时间即可。计算的结果与存储在CRC值缓存表中的CRC一一对比，如果比较不一致就记录到表内，反之丢弃此报文。A3，建立老化定时器，超过1s收不到与缓存表内相同CRC值的重复报文，清空该CRC值缓存表，接收新CRC值的报文。建立老化定时器（老化是指旧的，可以丢弃替换的），定时器时间设置为1s（有效报文会夹杂在风暴报文中，通过1s的设置可以保证有效的报文不会丢失）。超过1s，清空CRC缓存表，计算GOOSE报文数据区内容的CRC直接填入新的CRC缓存表；A4，进入风暴抑制模式后，过滤风暴报文，每9ms最多处理2帧GOOSE报文。分别是9ms首帧和与首帧数据区CRC值不一致的第一帧。进入风暴抑制模式后，为了保证CPU性能，不被风暴报文将CPU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，其特征是，包括以下步骤：步骤A，网络风暴判断：A1，若每秒内收到的报文数目超过设定值，则认为网络存在风暴，进入下一步；A2，计算报文数据区内容的CRC值，将报文数据区内容的CRC值与CRC值缓存表中的CRC作对比，如果比较不一致，则将此CRC值保存在CRC值缓存表中，反之丢弃此报文；A3，超过设定时间收不到与缓存表内相同CRC值的报文，则清空CRC值缓存表以接收新的CRC值；步骤B，异常报文判断：B1，判断每个网络中是否接收到非预期报文，若有非预期报文，则进入下一步；B2，当仅单网收到非预期报文，直接丢弃此报文，采用另一个网的报文更新数据；B3，当双网均接收到非预期报文时，则强制更新数据；步骤C，异源数据判断：在生存允许时间内，收到相同的报文超过异源帧数阈值，判断网络上存在异源数据并告警。

【技术特征摘要】
1.基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，其特征是，包括以下步骤：步骤A，网络风暴判断：A1，若每秒内收到的报文数目超过设定值，则认为网络存在风暴，进入下一步；A2，计算报文数据区内容的CRC值，将报文数据区内容的CRC值与CRC值缓存表中的CRC作对比，如果比较不一致，则将此CRC值保存在CRC值缓存表中，反之丢弃此报文；A3，超过设定时间收不到与缓存表内相同CRC值的报文，则清空CRC值缓存表以接收新的CRC值；步骤B，异常报文判断：B1，判断每个网络中是否接收到非预期报文，若有非预期报文，则进入下一步；B2，当仅单网收到非预期报文，直接丢弃此报文，采用另一个网的报文更新数据；B3，当双网均接收到非预期报文时，则强制更新数据；步骤C，异源数据判断：在生存允许时间内，收到相同的报文超过异源帧数阈值，判断网络上存在异源数据并告警。2.根据权利要求1所述的基于GOOSE双网接收机制的异常判断方法，其特征是，步骤A2中，采用CRC-32的算法计算GOOSE报文数据区内容的CRC值...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡晓云，葛雅川，陈新之，习伟，丁毅，张全，姚浩，于杨，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44