智能变电站报文分析及常见问题解析

1、智能变电站报文分析及常见问题分析智能变电站报文分析及常见问题分析南京国电南自电网自动化有限公司包 琪 文2014年7月9日2022-3-2 | 第2页目录/Contents智能变电站报文类型智能变电站报文类型报文解析工具IECGOOSE报文分析SMV 9-2报文分析MMS报文分析2022-3-2 | 第3页SMV-9-2报文分析IECGOOSE报文分析MMS报文分析智能变电站 报文分析面向对象的通用变电站事件。主要应用于传递状态信息和保护动作信号9-2采样值报文基于61850-9-2部分定义的采样值发送原则。应用于合并单元发送采样值和保护接收采样值制造信息报文，用于站控层信息交互，应用于618

2、50规约的站控层通讯。报文类型GOOSE报文n IEC61850标准中定义的面向通用对象的变电站事件(GOOSE) 以快速的以太网组播报文传输为基础，代替了传统的智能电子设备代替了传统的智能电子设备IED)之之间硬接线的通信方式间硬接线的通信方式，为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法。n GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换，主要用于保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时性要求高的数据传输。n GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上，同一GOOSE网中的任一IED设备，即可以作为订阅端接收数据，也可以作为发布端为其即可以作为订阅端接收数据，也可以作为发布端为其他他IE

3、D设备提供数据设备提供数据。这样可以使IED设备之间通讯数据的增加或更改变得更加容易实现。 GOOSE发送机制n 为了保证GOOSE服务的实时性，GOOSE报文不经过网络层协议，直接在以太网链路层上传输，并且采用带优先级的以太网报文转发方式。n 为了保证GOOSE服务的可靠性，GOOSE报文采用ASN.1 语法编码，通过心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制进行发送。n GOOSE发送报文需要包含装置的检修状态，供订阅方进行判断GOOSE报文接收机制n GOOSE接收方根据GOOSE报文中的允许生存时间允许生存时间TAL（Time Allow to Live）来检测链路中断n GOOSE数据接

4、收机制可以分为单帧接收和双帧接收两种n GOOSE接收过程中对产生的异常情况进行告警，主要包括：GOOSE A网/B网断链告警，GOOSE配置不一致告警，GOOSE 信号异常告警stNum/sqNumn stNum：范围（1-4294967295）状态序号，状态改变一次加1，溢出后从1开始n sqNum：范围（0-4294967295）顺序序号，初始值为1，状态不变化时，每发送一次加1，溢出后从1开始n 0专为stNum变化时首帧传输保留n 装置重启：stNum,sqNum都从1开始SMV9-2采样值报文n 9-2采样值报文基于61850-9-2部分定义的采样值发送原则n 应用于合并单元发送采

5、样值和保护接收采样值n 基于网络通讯的方式MMS报文n 是ISO/IEC9506标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议 ，是一套独立于IEC 61850的国际标准报文规范 n 定义了结构化层次化报文交换数据格式，可以表示任意复杂的数据结构n 采用ASN.1编码，可以适用于多种系统环境n 定义了针对数据对象的服务和行为n 为用户提供了一个独立于所完成功能的通用通信环境n 客户端/服务器模式MMS报文主要功能n信号上信号上送送开入、事件、报警等信号类数据的上送功能通过BRCB（有缓冲报告控制块服务）来实现，映射到MMS的读写和报告服务。通过有缓冲报告控制块，可以实现遥信和开入的变化上送、周期上

6、送、总召、事件缓存。n测量上送测量上送遥测、保护测量类数据的上送功能通过URCB（无缓冲报告控制块服务）来实现，映射到MMS的读写和报告服务。通过无缓冲报告控制块，可以实现遥测的变化上送、周期上送。n定定值值定值功能通过定制控制块（SGCB）服务模型来实现，映射到MMS的读写服务。通过定制控制块，可以实现选择定值区进行召唤、修改、定制区切换。n遥控遥控通过IEC61850的控制（CONTROL）服务模型实现，映射到MMS的读写和报告服务。2022-3-2 | 第11页目录/Contents智能变电站报文类型报文解析工具报文解析工具IECGOOSE报文分析SMV 9-2报文分析MMS报文分析20

7、22-3-2 | 第12页MMS Ethereal俘获报文接口端定义，选择自己电脑抓报文的网卡实时更新抓包列表实时捕获报文自动滚动使能MAC地址名称的分辨率使能网络端口名的分辨率WIRESHARK俘获报文接口端定义，选择自己电脑抓报文的网卡实时更新抓包列表实时捕获报文自动滚动使能MAC地址名称的分辨率使能网络端口名的分辨率报文过滤窗口，输入有效关键字可过滤相关报文。绿色表示有效关键字，红色表示无效关键字2022-3-2 | 第14页目录/Contents智能变电站报文类型报文解析工具IECGOOSE报文分析报文分析SMV 9-2报文分析MMS报文分析GOOSE报文报文过滤窗口，输入有效关键字可

8、过滤相关报文。绿色表示有效关键字，红色表示无效关键字报文实时滚动窗口，包括每帧报文的序号时间间隔，MAC地址，报文类型信息每帧报文的框架，具体反应报文的到达时间，时间间隔和字节长度，以及该结构的规约类型为iecgoose具体显示报文的MAC源地址和目的地址以及VLAN IDIECGOOSE报文的AppID应用标识，PDU字节长度，以及版本号此对话框表示报文源码，黑色光标与上一对话框中蓝色光标解析报文相对应。配置文件GSE.xml中的GOOSE路径GOOSE数据集路径GOOSEID应用标识报文中的GOOSE路径TTLGOOSE存活时间：2T0GOOSEID应用标识GOOSE数据集路径GOOSE时

9、标及时间品质位(61850-8-1)12个元素12个元素状态号：初始为0，产生GOOSE变为后，状态后+1，同时顺序号从0开始重新累加顺序号：报文帧数+1，顺序号+1检修标志位版本号需要授权GSE配置文件中的MAC地址决定了报文中的MAC地址GSE配置文件中的VLANID决定了报文中的VLANID61850-8-1部分明确给出了时间品质位各字段的具体含义，其中第0位为高位，第7位为低位；第03位分别表示闰秒已知，时钟故障，时钟未同步第47位表示数值所对应的精度通常装置在未对时是，品质位置是2A或者6A，对时后是0A。GOOSE时标及时间品质位(61850-8-1)PS61850CONNERGO

10、OSE报文数据量，与MMSEtheral软件相比增加了序号，界面可读性更强。2022-3-2 | 第19页目录/Contents智能变电站报文类型报文解析工具IECGOOSE报文分析SMV 9-2报文分析报文分析MMS报文分析SMV9-2采样值报文报文过滤窗口，输入有效关键字可过滤相关报文。绿色表示有效关键字，红色表示无效关键字报文实时滚动窗口，包括每帧报文的序号时间间隔，MAC地址，报文类型信息每帧报文的框架，具体反应报文的到达时间，时间间隔和字节长度，以及该结构的规约类型为iecsmv具体显示报文的MAC源地址和目的地址以及VLAN IDIECSMV报文的AppID应用标识，PDU字节长度

11、，以及版本号此对话框表示报文源码，黑色光标与上一对话框中蓝色光标解析报文相对应。SMV9-2采样值报文IECSMV报文的采样值数据和通道有效性。采样值为16进制瞬时值，通道有效性在61850-8-1中体现IECSMV报文的参数，包括采样率，同步性，计数器点数， ASDUNO.SVID。80字段为：SVID81字段为：数据集82字段为：采样技术器83字段为：版本号84字段为：时标85字段为：0101同步；0100非同步86字段为：80点采样点数（可省略）1S时间有80*50Hz=4000帧报文87字段为：9-2通道数。字节数大于于80(128)，在通道数前+81字段。通道数=转换为十进制/8(一

12、个通道8个字节)b0=(11*16+0)/8=22品质编码0000 0000 0000 0000 有效 00 00 00 00 0000 1000 0000 0000 检修 00 00 08 000000 0000 0000 0001 非法 00 00 00 010000 1000 0000 0001 检修和非法 00 00 08 01Mucfg.xmlSMV9-2采样值报文SMV9-2采样值报文22路9-2通道9-2通道数b0=22路9-2通道采样值9-2通道有效性，全0表示数据有效SMV9-2采样值报文录波模式下选择电脑抓包的网卡选择查看报文的类型：通常选择动态波形查看报文的状态标SMV9

13、-2采样值报文SMV9-2采样值报文显示周波数，可扩大和减少显示波形数量。状态显示方式可选实时显示和非实时显示选择接收采样点数，9-2采样一般选择80点，也可选择24点，48点等SMV9-2采样值报文接收报文的MAC地址和ASDU数如需接收CC板转出9-2报文勾选此项SMV9-2采样值报文采样值是否同步解析报文中的通道标的有效性2022-3-2 | 第31页目录/Contents智能变电站报文类型报文解析工具IECGOOSE报文分析SMV 9-2报文分析MMS报文分析报文分析建立TCP连接_三次握手第一步：客户端向服务器端发起同步请求，服务器侧端口固定为 102，客户端端口由 socket 随

14、机产生建立TCP连接_三次握手第二步：服务器端详客户端响应，同时也想客户端发起同步请求建立TCP连接_三次握手第三步：客户端予以确认释放TCP连接释放 TCP 连接，分四次挥手，这是由于 TCP 通讯为全双工通讯，发起关闭连接的一方只能关闭己方的发送通道，而接收通道还允许继续接收对侧的数据，除非对侧也发起关闭连接第一步发起方向对侧端发起结束请求第二步接收方向发起方做确认响应第三步，接收方也向发起方发起关闭连接请求第四步，发起方对收到的结束请求予以确认响应四步过后即完成 TCP 关闭连接。四次挥手初始化_Initiate Request初始化_Initiate Response读模型读VMD 下

15、LD 列表读所有LD 中的所有的名称列表逐个LN 的读变量访问属性读值读数据集读LD列表采用GetNameList服务，客户端发起读VMD，服务器端以LD列表响应读名称列表读LD 中有名列表页采用GetNameList 服务，客户端发起读哪个LD，服务器端响应读访问属性读LN 中变量访问属性采用GetVarAccessAttributes 服务，客户端发起读哪个LN，服务器端以变量访问属性响应访问属性访问结果列表内容如下：条目条目1：RptID，报告ID，表示该报告的报告控制块ID条目条目2：OptFlds，选择域，用以标识该报告包含哪些可选项，该值一般由客户端程序统一写入服务器；条目条目3：

16、SeqNum，同一报告控制块所对应报告的顺序编号条目条目4：TimeOfEntry，报告产生时的时标条目条目5：DatSet，该报告控制块所对应的数据集引用名条目条目6：EntryID，入口标识，同一IED下，所有报告的顺序号，每个报告均不重复条目条目7：ConfRev，配置版本，目前在MMS通讯中暂无用处，固定填1条目条目8：Inclusion，数据集所包含FCDA个数，一个bit对应一个FCDA，值为1的bit，表示报告中有该bit对应的FCDA值。值为0的bit，表示报告中，不含该bit所对应的FCDA值条目条目9：DataReference，数据引用名，报告中值所对应的数据应用名条目条

17、目10：DataValue，数据值，值为一个结构，一般包含数据值、品质、UTC时间等属性，UTC时间为FCDA值变化时的时间，可理解为SOE时间。条目条目11：ReasonCode，传送原因，表示报告上送某FCDA的原因，常用的有数据变化、周期、总召三种，所对应的编码，6个bit从左往右依次为：预留、数据变化、品质变化、数据更新、周期、总召。不同的位为1，表示不同的原因，多数情况下为单原因上送，但也可能存在多原因上送。读值读值采用read 服务，客户端发起读哪个LN 的哪个FC，服务器端以值响应读数据集读数据集采用GetNamedVariableListAttributrs 服务，客户端发起读

18、哪个LD 的哪个数据集，服务器端以FCDA 响应注册报告控制块读rptId写OptFlds写触发属性使能控制块总查询读rptId写OptFlds序序号号含义含义0Reserved保留1sequence-number序列号2report-time-stamp报告时标3reason-for-inclusion触发条件4data-set-name数据集名称5data-reference数据引用6Buffer-overflow缓存区溢出标识7entryID条目号8conf-rev配置版本9Segmentation分段号写触发属性位位012345含含义义保留data-change数据变化q u a l i t y -change品质变化d a t a -update数据更新Integrity周期GI总召使能控制块总查询遥信报文遥测报文遥测报文_周期触发遥控报文注注1：遥控选择报文，对“SBOw”使能。注注2：控合，如果是控分这个量值为“false”注注3：控制次数，每次成功控制一次都会加1.注注4：发起