智能变电站故障录波与网络信息分析装置的一体化可行性.ppt

智能变电站故障录波与网络信息分析装置的一体化应用 内容简介 1 2 3 4 网络信息分析装置的工作原理 故障录波装置的工作原理 故障录波与网络信息分析装置的工作原理 典型案例分析 网络信息分析装置的工作原理 网络信息分析装置是应用于过程层网络采用IEC61850标准建设的新型智能变电站中的新型装置 用于记录和分析智能变电站二次网络系统的异常和故障 记录并分析智能变电站中的网络信息 具有对智能变电站的二次网络系统健康状态监视 预警和故障分析的功能 基本概念 网络信息分析装置的工作原理 网络信息分析装置的工作原理 接收来自过程层网络和 或站控层网络的所有报文 在将这些报文打上时标 统计流量 进行硬解码后 对其进行实时分析和存储 在对报文进行实时分析时 检查报文有无如丢帧 错序 失步 超时 中断 无效编码 流量突变等各类异常状态 并实时给出异常事件告警 网络信息分析装置功能简介 装置功能 网络状态诊断 网络报文记录 网络报文检查 网络报文检索 通信超时 流量统计 流量异常 网络信息分析装置功能简介 根据报文传输特性 当超过特定的时间还未收到预期的报文 则给出通信超时告警 可按端口和报文类型分类统计网络实时流量 当网络流量突增或突减达到20 以上时 给出网络流量异常告警 网络状态诊断 根据网络报文到达装置的顺序完整原样记录所有报文 报文顺序记录 对帧格式错误 报文错序 重复 超时 匹配无效 超时 中断等各类异常报文进行实时标记存储 异常事件记录 网络报文记录 网络信息分析装置功能简介 网络报文记录 GOOSE报文序列检查 GOOSE报文内容检查 SV报文序列检查 SV报文内容检查 监视GOOSE报文的stNum sqNum 检查GOOSE报文是否丢帧 错序 重复并给出相应告警 监视SV报文的序号 检查SV报文是否发生丢帧 错序 重复并给出相应告警 检查SV报文的APDU内容是否和CID文件一致 若不一致给出告警 网络信息分析装置功能简介 检查GOOSE报文的APDU内容是否和CID文件一致 若不一致给出告警 网络报文检查 网络信息分析装置功能简介 网络报文检索 按报文特征进行检索 按异常事件类型检索 按报文类型进行检索 按时间进行检索 故障录波装置的工作原理 故障录波装置 有时会简称为暂态故障录波装置TFR 是应用于过程层网络采用IEC61850标准建设的新型智能变电站中的新型系统故障录波装置 在电力系统发生故障时 自动地 准确地记录电力系统故障前 后过程的各种电气量的变化情况 通过这些电气量的分析 比较来分析处理事故 判断保护是否正确动作 有提高电力系统安全运行水平的作用 基本概念 故障录波装置的工作原理 故障录波装置的工作原理 接收来自过程层网络的所有报文 并将这些报文打时标 解码 进行报文分析后 提取录波所需的数据进行录波启动判据算法 判断是否达到录波启动条件 如达到录波启动条件 则进行录波并存储 同时在报文分析时检查如丢帧 错序 失步 超时 中断 无效编码 流量突变等各类异常状态 并实时给出异常事件告警 故障录波装置的功能介绍 故障录波 电压电流波形记录 保护动作行为记录 实时波形监视离线波形分析 故障录波装置的功能介绍 挂牌告警 硬接点开出告警 在人机界面上指示告警情况 通过硬接点方式开出告警 异常告警 故障录波与网络信息分析装置的工作原理 现在国内已经出现了几种智能变电站网络信息分析装置和故障录波装置 但这两种装置需要分别组屏 各自实现各自的功能 当智能变电站内出现异常情况时 常常需要将两个装置记录的信息结合在一起分析才能更快更准确地定位异常位置 分析异常原因 背景 故障录波与网络信息分析装置的工作原理 故障录波与网络信息分析装置的工作原理 两种记录信息共用统一的数据源和时标 实时解码及报文分析 从报文分析开始并行接入网络信息分析与故障录波功能 不仅可以减少成本 节省变电站的屏柜空间 还能更方便地实现原始报文数据和暂态录波数据的对比组合分析 更快速更准确的定位异常位置 典型案例分析 流量监测 此为装置实时统计网络流量的一个监视画面可以按照网络端口进行流量统计 如端口3 端口5 也可以按照报文类别进行流量统计 如PTP报文 采样值报文等 典型案例分析 流量突变告警 当实时监测的网络流量发生异常时 如流量突增或者突减 将会在管理机界面给出实时告警画面 在以上实时告警画面中圈出的部分标识了流量突增 流量突减告警提示 典型案例分析 对象状态监视 可实时监测设备通信端口 SV数据集 MU GOOSE数据集 IED IEEE1588时钟等对象的状态 对于通信端口 SV数据集 MU GOOSE数据集 IED 等对象 可监视的状态包括通信超时 通信中断 配置是否匹配等 对于IEEE1588时钟可监视时钟的当前等级 主钟或从钟 时钟的工作状态 活动或静默 等 典型案例分析 通信超时告警 装置实时监测网络报文的状态 如当发生网络报文超时 网络报文丢失等异常情况 装置将在管理机界面给出实时告警画面 在上图的实时告警画面中圈出的部分标识了SV9 2报文发生了超时 丢包 丢失同步信号 通信恢复的告警提示 典型案例分析 IEEE1588时钟异常告警 上图是网络报文分析装置通过实时监测PTP报文 分析主从时钟的工作行为 以上是从时钟加入 主时钟退出的一个实时告警画面过程 以上画面中圈出的部分标识了时钟加入 时钟加入 低等时钟活动 时钟退出实时告警画面提示 典型案例分析 分析简报 上图是一个典型报文的报文分析简单报表 在该报表中在所有报文 每个网口 单个网口的每个报文类型等多个层次上统计了报文总数 总字节数 总时间 平均流量 各种类型报文数量 错误数和警告数 以及错误信息列表 典型案例分析 HTML格式分析简报 典型案例分析 单个控制块分析简报 采样值报文案例分析 之间采样不同步 采样值报文案例分析 丢失同步信号及品质位改变 丢失同步信号 采样品质位改变 当MU丢失同步信号后 一定会发生采样品质改变 否则可判断MU异常 采样值报文案例分析 丢包 错序 重复 采样值报文案例分析 条目数不匹配 采样值报文案例分析 故障波形分析 COMTRADE格式暂态录波分析 双时间坐标系报文波形分析 采样值报文案例分析 报文 波形组合分析 采样值报文典型案例分析 时间均匀性分析 MU时间特性较差 MU时间特性很好 GOOSE典型案例分析 GOOSE状态改变 上图中 红色方框标出了AppID为0 x0F11的GOOSE控制块的GOOSE报文的stNum从5跳变到了9 其间发生了4次状态改变 在图下方的事件序列表中 绿色上升箭头代表状态由FALSE变为TRUE 红色下降箭头代表状态由TRUE变为FALSE 而灰色回形针则表示双点信息中的状态由确定态跳变为不确定状态 GOOSE报文案例分析 stNum sqNum丢失 stNum丢失 sqNum丢失 IEEE1588典型案例分析 1588时钟切换 上图显示的单网络环境下从主钟切换到从钟的实时告警画面 现场工况如下 在2010 04 2314 17 17 001848时刻 ID为0 x4550的从钟加入到网络中 由于之前网络中已经存在一个ID为0 x4451的主钟 此时系统报告 低等级始终活动 的异常 在2010 04 2314 17 20 000947时刻 断开ID为0 x4451的主钟 系统提示 时钟通信超时 通信中断 在2010 04 2314 17 20 001566时刻 0 x4451的主钟退出 网络时钟切换到0 x4550的从钟 在2010 04 2314 17 37 997824时间点附近 4个采样值控制块0 x5000 0 x5001 0 x5002 0 x5003 丢失同步信号 并于2010 04 2314 18 09 000720时间点附近复归 IEEE1588典型案例分析 1588时钟无效 上图显示的是一个ID为0 x114B的IEEE1588时钟发出来的报文里面标志位 flags 为全0的情况 在该情况下 系统会报告 时钟无效 的告警 A B网切换过程时钟和MU的行为分析 1588时钟优先级切换过程 BMC试验