本發(fā)明涉及一種報文模擬生成與檢測方法，屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法。

背景技術(shù)：

GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event，面向通用對象的變電站事件)是IEC61850中規(guī)定的一種快速報文傳輸機(jī)制，用于傳輸智能變電站內(nèi)IED(智能設(shè)備)之間的重要信號(如跳合閘命令)。GOOSE采用網(wǎng)絡(luò)通信取代傳統(tǒng)變電站裝置之間的硬接線通信，簡化了變電站的二次接線。發(fā)送與接收GOOSE報文的裝置主要包括：間隔層裝置(如保護(hù)裝置與測控裝置)和過程層裝置(如智能終端)。

為了確保智能變電站的正常工作，需要對間隔層裝置與過程層裝置的發(fā)送與接收GOOSE報文的功能進(jìn)行測試。如何能夠?qū)崿F(xiàn)對間隔層裝置與過程層裝置發(fā)送與接收GOOSE報文的功能進(jìn)行快速且有效的測試，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的難以對間隔層裝置與過程層裝置發(fā)送與接收GOOSE報文的功能進(jìn)行快速測試的問題，提供了一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對間隔層裝置與過程層裝置的GOOSE報文發(fā)送與接收功能的測試，提高智能變電站測試的效率及規(guī)范性。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法，包括：

GOOSE模擬生成與檢測裝置，置于過程層和/或間隔層，用于接收解析、生成發(fā)送GOOSE報文；其中:

當(dāng)所述GOOSE模擬生成與檢測裝置位于過程層時，接收攜帶跳閘命令的GOOSE報文，發(fā)送攜帶有斷路器狀態(tài)信息的GOOSE報文；

當(dāng)所述GOOSE模擬生成與檢測裝置位于間隔層時，發(fā)送攜帶跳閘命令的GOOSE報文，接收攜帶有斷路器狀態(tài)信息的GOOSE報文。

優(yōu)化的，上述的一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法，所述GOOSE模擬生成與檢測裝置執(zhí)行以下步驟生成和接收GOOSE報文:

a1：解析智能變電站SCD配置文件，獲取GOOSE報文數(shù)據(jù)集成員信息；

a2：GOOSE報文模擬生成與檢測裝置虛端子初始化；

a3：GOOSE報文模擬生成與檢測裝置的通信功能初始化；

a4：判斷是否接收到GOOSE報文，如果是則進(jìn)入步驟a5，如果否則進(jìn)入步驟a6；

a5：解析接收到的GOOSE報文；

a6：判斷通信是否中斷，如果是則進(jìn)入步驟a8，如果否則進(jìn)入步驟a7；

a7：判斷是否存在報文丟失，如果是則進(jìn)入步驟a9，如果否則進(jìn)入步驟a10；

a8：裝置發(fā)出通信中斷報警；

a9：裝置發(fā)出報文丟失報警；

a10：生成GOOSE報文；

a11：判斷數(shù)據(jù)集成員的值是否發(fā)生變化，如果是則進(jìn)入步驟a13，如果否則進(jìn)入步驟a12；

a12：以5000ms為周期發(fā)送GOOSE報文，然后返回步驟a4；

a13：連續(xù)重復(fù)發(fā)送5次GOOSE報文，間隔為2ms，2ms，4ms，8ms；發(fā)送完后，返回步驟a4。

優(yōu)化的，上述的一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法，采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀來傳輸GOOSE的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元GOOSE-PDU，將GOOSE-PDU放置于數(shù)據(jù)幀的應(yīng)用數(shù)據(jù)字段中，其中，所述GOOSE報文的結(jié)構(gòu)為：

第1個字段為目的地址，長度為6字節(jié)；第2個字段源地址，長度為6字節(jié)；第3個字段為優(yōu)先級標(biāo)簽標(biāo)識，長度為2字節(jié)；第4個字段為標(biāo)簽控制信息，長度為2字節(jié)；第5個字段為以太網(wǎng)類型，長度為2字節(jié)，值固定為0x88B8；第6個字段為應(yīng)用標(biāo)識，長度為2字節(jié)，第7個字段為長度，長度為2字節(jié)；第8、9個字段為第一保留位、第二保留位，長度各為2字節(jié)；第10字段為GOOSE-PDU。

優(yōu)化的，上述的一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法，GOOSE報文中的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元GOOSE-PDU格式為：

第1個字段為GOOSE-PDU的Tag值，長度為1字節(jié)，值固定為0x61；第2個字段為GOOSE-PDU的長度值，值有兩種選擇：1字節(jié)的短格式和2字節(jié)以上的長格式；

第3個字段是GOOSE-PDU的內(nèi)容，由以下12個字段依次組成：GOOSE控制塊引用、報文允許生存時間、GOOSE數(shù)據(jù)集的引用、GOOSE報文標(biāo)識、事件時標(biāo)、狀態(tài)序號、順序號、檢修標(biāo)識、配置版本號、配置需求、數(shù)據(jù)集條目和數(shù)據(jù)。

優(yōu)化的，上述的一種智能變電站GOOSE報文模擬生成與檢測方法，所述GOOSE模擬生成與檢測裝置包括以下模塊，用于

配置文件解析模塊，用于解析智能變電站SCD配置文件，獲取GOOSE報文數(shù)據(jù)集成員信息；

端子初始化模塊，用于GOOSE報文模擬生成與檢測裝置虛端子初始化；

通信初始化模塊，用于GOOSE報文模擬生成與檢測裝置的通信功能初始化；

報文接收模塊，用于判斷是否接收到GOOSE報文，如果是則進(jìn)調(diào)用報文解析模塊，用于如果否則調(diào)用通信檢測模塊；

報文解析模塊，用于解析接收到的GOOSE報文；

通信檢測模塊，用于判斷通信是否中斷，如果是則調(diào)用通信告警模塊，用于如果否則調(diào)用報文丟失檢測模塊；

報文丟失檢測模塊，用于判斷是否存在報文丟失，如果是則調(diào)用，如果否則調(diào)用GOOSE報文生成模塊；

通信告警模塊，用于發(fā)出通信中斷報警；

報文丟失報警模塊，用于裝置發(fā)出報文丟失報警；

GOOSE報文生成模塊，用于生成GOOSE報文；

數(shù)據(jù)變化檢測模塊，用于判斷數(shù)據(jù)集成員的值是否發(fā)生變化，如果是則調(diào)用連續(xù)發(fā)送模塊，用于如果否則調(diào)用周期發(fā)送模塊；

周期發(fā)送模塊，用于以5000ms為周期發(fā)送GOOSE報文，然后調(diào)用報文接收模塊；

連續(xù)發(fā)送模塊，用于連續(xù)重復(fù)發(fā)送5次GOOSE報文，間隔為2ms，2ms，4ms，8ms；發(fā)送完后，調(diào)用報文接收模塊。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)對間隔層裝置與過程層裝置的GOOSE報文發(fā)送與接收功能的測試，提高智能變電站測試的效率及規(guī)范性。

附圖說明

圖1智能變電站GOOSE報文的模擬生成與檢測裝置在變電站通信系統(tǒng)中的位置。

圖2 GOOSE報文的結(jié)構(gòu)。

圖3 GOOSE-PDU的結(jié)構(gòu)。

圖4智能變電站GOOSE報文的模擬生成與檢測的流程。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：

如圖1所示，智能變電站GOOSE報文的模擬生成與檢測裝置，既可以用來模擬過程層裝置如智能終端，也可模擬間隔層裝置如保護(hù)裝置和測控裝置。在智能變電站GOOSE報文的模擬生成與檢測裝置模擬智能終端時，接收的是攜帶跳閘命令的GOOSE報文，發(fā)送的是攜帶有斷路器狀態(tài)信息的GOOSE報文；在智能變電站GOOSE報文的模擬生成與檢測裝置模擬過程層裝置時，發(fā)送的是攜帶跳閘命令的GOOSE報文，接收的是攜帶有斷路器狀態(tài)信息的GOOSE報文。

如圖2所示，在生成GOOSE報文時，采用ISO/IEC8802-3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀來傳輸GOOSE的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元GOOSE-PDU，IEC61850規(guī)定，將GOOSE-PDU放置于數(shù)據(jù)幀的應(yīng)用數(shù)據(jù)字段中。GOOSE報文的結(jié)構(gòu)如下：第1個字段為目的地址，長度為6字節(jié)；第2個字段源地址，長度為6字節(jié)；第3個字段為優(yōu)先級標(biāo)簽標(biāo)識，長度為2字節(jié)；第4個字段為標(biāo)簽控制信息，長度為2字節(jié)；第5個字段為以太網(wǎng)類型，長度為2字節(jié)，值固定為0x88B8；第6個字段為應(yīng)用標(biāo)識，長度為2字節(jié)，第7個字段為長度，長度為2字節(jié)；第8、9個字段為保留位1、保留位2，長度各為2字節(jié)；第10字段為GOOSE-PDU。在進(jìn)行GOOSE報文解析的時候，按GOOSE報文的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。

如圖3所示，在生成GOOSE報文時，通過ASN.1語法規(guī)則定義GOOSE的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU(GOOSE-PDU)。GOOSE-PDU中：第1個字段為GOOSE-PDU的Tag值，長度為1字節(jié)，值固定為0x61；第2個字段為GOOSE-PDU的長度值，值有兩種選擇：1字節(jié)的短格式和2字節(jié)以上的長格式，ASN.1語法中長度值的單位為字節(jié)；第3個字段是GOOSE-PDU的內(nèi)容，依次由GOOSE控制塊引用、報文允許生存時間、GOOSE數(shù)據(jù)集的引用、GOOSE報文標(biāo)識、事件時標(biāo)、狀態(tài)序號、順序號、檢修標(biāo)識、配置版本號、配置需求、數(shù)據(jù)集條目和數(shù)據(jù)這12個字段組成，每個字段都由Tag、長度和內(nèi)容組成。

GOOSE控制塊引用(gocbRef)的Tag值為0x80，其內(nèi)容由分層邏輯中的設(shè)備名、邏輯節(jié)點(diǎn)名、功能約束和控制塊名組成，用ACII碼表示。

報文允許生存時間(timeAllowedtoLive)的Tag值為0x81，其內(nèi)容用整形表示，單位為ms。

GOOSE數(shù)據(jù)集的引用(datSet)的Tag值為0x82，其內(nèi)容由設(shè)備名、邏輯節(jié)點(diǎn)名和數(shù)據(jù)集名組成，用ACII碼表示。

GOOSE報文標(biāo)識(goID)的Tag值為0x83，其內(nèi)容是每一個GOOSE報文的唯一性標(biāo)識，GOOSE報文標(biāo)識的內(nèi)容默認(rèn)為GOOSE控制塊引用(gocbRef)的內(nèi)容，用ACII碼表示。

事件時標(biāo)(t)的Tag值為0x84，其內(nèi)容是當(dāng)前時間與1970年1月日00:00:00的差值，用整形表示，單位為s，內(nèi)容最后以字節(jié)表示時間品質(zhì)。

狀態(tài)序號(StNum)的Tag值為0x85，其內(nèi)容用于記錄GOOSE數(shù)據(jù)發(fā)生變位的次數(shù)，用整形表示，范圍為1-4294967295；當(dāng)裝置上電時，第一幀報文的StNum＝1，GOOSE數(shù)據(jù)集成員的值每改變一次，StNum加1。

順序號(SqNum)的Tag值為0x86，其內(nèi)容用于記錄穩(wěn)態(tài)情況下報文發(fā)出的次數(shù)，用整形表示，范圍為0-4294967295；裝置每發(fā)出一幀GOOSE報文，SqNum加1，當(dāng)有GOOSE數(shù)據(jù)變化時，SqNum歸0。

檢修標(biāo)識(Test)的Tag值為0x87，長度值為0x01，其內(nèi)容用于表示發(fā)送GOOSE報文的裝置是否處于檢修狀態(tài)，用布爾型表示。

配置版本號(confRev)的Tag值為0x88，其內(nèi)容用于表示GOOSE數(shù)據(jù)集配置被改變的次數(shù)，用整形表示。

配置需求(ndsCom)的Tag值為0x89，長度值為0x01。其內(nèi)容用于表示GOOSE是否需要進(jìn)一步配置，用布爾型表示。

數(shù)據(jù)集條目(numDatSetEntries)的Tag值為0x8a，其內(nèi)容表示數(shù)據(jù)集的成員個數(shù)，用整形表示。

數(shù)據(jù)(allData)的Tag值為0xab，其內(nèi)容由數(shù)據(jù)集各成員字段，每個字段都由Tag、長度和內(nèi)容組成。當(dāng)GOOSE報文攜帶跳合閘命令時，數(shù)據(jù)集成員的Tag值為0x83，長度值為0x01，其內(nèi)容用于表示跳合閘命令，0x00表示跳閘、0x01表示合閘；當(dāng)GOOSE報文攜帶斷路器狀態(tài)信息時，數(shù)據(jù)集成員的Tag值為0x85，長度值為0x01，其內(nèi)容用于表示斷路器狀態(tài)，0x00分位、0x01合位、0x02表示中間狀態(tài)、0x3表示損壞。

如圖4所示，具體實(shí)施方法如下：

a1：解析智能變電站SCD配置文件，獲取GOOSE報文數(shù)據(jù)集成員信息；

a2：GOOSE報文模擬生成與檢測裝置虛端子初始化；

a3：GOOSE報文模擬生成與檢測裝置的通信功能初始化；

a4：判斷是否接收到GOOSE報文，如果是則進(jìn)入步驟a5，如果否則進(jìn)入步驟a6；

a5：解析接收到的GOOSE報文；

a6：判斷通信是否中斷，如果是則進(jìn)入步驟a8，如果否則進(jìn)入步驟a7；

a7：判斷是否存在報文丟失，如果是則進(jìn)入步驟a9，如果否則進(jìn)入步驟a10；

a8：裝置發(fā)出通信中斷報警；

a9：裝置發(fā)出報文丟失報警；

a10：生成GOOSE報文；

a11：判斷數(shù)據(jù)集成員的值是否發(fā)生變化，如果是則進(jìn)入步驟a13，如果否則進(jìn)入步驟a12；

a12：以5000ms為周期發(fā)送GOOSE報文，然后返回步驟a4；

a13：連續(xù)重復(fù)發(fā)送5次GOOSE報文，間隔為2ms，2ms，4ms，8ms；發(fā)送完后，返回步驟a4。

其中：

步驟a6中，當(dāng)距離上一次接收到GOOSE報文時間超過1s時，裝置判斷通信中斷。步驟a7中，當(dāng)本次收到的GOOSE報文中StNum與上一次次收到的GOOSE報文中StNum的差值大于1時，或者當(dāng)本次收到的GOOSE報文中SqNum不為0且與上次收到的GOOSE報文中SqNum的差值大于1時，裝置判斷存在報文丟失。

步驟a12中，裝置判斷距離上次發(fā)送是否超過5000ms，如果是則發(fā)送GOOSE報文而后返回步驟a4，如果不是則不發(fā)送直接返回步驟a4。步驟a13中裝置在第1次GOOSE報文后延遲2ms第2次發(fā)送GOOSE報文，在第2次發(fā)送GOOSE報文后延遲2ms第3次發(fā)送GOOSE報文，第3次發(fā)送GOOSE報文后延時4ms第4次發(fā)送GOOSE報文，第4次發(fā)送GOOSE報文后延時8ms第5次發(fā)送GOOSE報文，5次發(fā)送全部完成后返回步驟a4。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。