武汉中元网络报文分析装置ZH-5N技术说明书0701

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

ZH-5N 网络报文分析装置 技术说明书
武汉中元华电科技股份有限公司
Wuhan Zoyitech Science & Technology Co., Ltd


目录

1. 2.

智能变电站系统结构 ......................................................................1 概述 ...............................................................................................2
2.1. ZH-5N遵循的相关标准 ................................................................................ 2 2.2. ZH-5N的硬件结构 ....................................................................................... 3 2.3. ZH-5N的软件结构 ....................................................................................... 4
3.
装置功能 ........................................................................................8
3.1. 网络状态诊断 .............................................................................................. 8 3.2. 网络报文记录 .............................................................................................. 8 3.3. 网络报文检查 .............................................................................................. 9 3.4. 故障波形记录 ............................................................................................ 10 3.5. 异常报警 ................................................................................................... 10 3.6. 数据检索和提取..........................................................................................11 3.7. 数据转换 ....................................................................................................11
4.
系统结构 ......................................................................................12
4.1. 过程层报文记录子系统 .............................................................................. 12 4.2. 暂态录波子系统......................................................................................... 13 4.3. 站控层报文记录子系统 .............................................................................. 13 4.4. 就地管理和分析子系统 .............................................................................. 13 4.5. 远端管理和分析子系统 .............................................................................. 13
5.
装置特色 ......................................................................................14
5.1. 网络报文监测记录和暂态故障录波一体化设计 .......................................... 14 5.2. 线性均衡循环存储和分段索引技术 ............................................................ 14 5.3. 多MU相互间同步偏差检出技术 ................................................................. 15 5.4. 双时间坐标系的波形分析 .......................................................................... 15 5.5. 支持过程层的PTP和GMRP协议 ................................................................ 15 5.6. 报文数据高速显示技术 .............................................................................. 15
6.
技术指标 ......................................................................................17
6.1. 报文接入能力 ............................................................................................ 17 6.2. 存储能力 ................................................................................................... 17
I


目录
6.3. 抗干扰能力 ................................................................................................ 17 6.4. 时钟及同步精度......................................................................................... 17 6.5. 供电电源 ................................................................................................... 17 6.6. 数据记录 ................................................................................................... 18 6.7. 参数整定方式 ............................................................................................ 18 6.8. 暂态录波测距精度 ..................................................................................... 18 6.9. 暂态录波记录电量种类 .............................................................................. 18 6.10. 6.11. 暂态故障录波单元启动指标.................................................................... 18 外形尺寸及颜色...................................................................................... 19
7.
案例分析 ......................................................................................20
7.1. 实时告警 ................................................................................................... 20 7.2. 分析简报 ................................................................................................... 23 7.3. 采样值报文典型案例.................................................................................. 25 7.4. GOOSE典型案例 ...................................................................................... 34 7.5. IEEE 1588(PTP)典型案例 ......................................................................... 37 7.6. GMRP典型案例......................................................................................... 38 7.7. MMS典型案例 ........................................................................................... 39 7.8. 其他典型案例 ............................................................................................ 40
8. 9.
ZHNPA软件性能对比...................................................................42 变电站配置计算方法 ....................................................................43
9.1. 站控层网络 ................................................................................................ 43 9.2. 过程层网络 ................................................................................................ 43 9.3. 小结........................................................................................................... 45
10.
典型配置方案 ...............................................................................46
10.1. 10.2. 10.3. 站控层配置方案...................................................................................... 46 过程层配置方案...................................................................................... 46 组屏设计 ................................................................................................ 48
II


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
1. 智能变电站系统结构
随着新型电子式互感器、智能操作箱的应用以及 IEC 61850 标准的实施,智能变电站的应用越 来越广泛,数字化程度也越来越高。

采样值 (SV) 报文以及 GOOSE 报文在同一个过程层网络进行传输已经成为现在智能变电站设 计的参考标准。

基于 IEEE 1588 对时双网冗余的过程层网络也逐渐在新建的智能变电站中进行推广。

站控层设备通过 MMS 报文实现定值读写、文件传输、告警报告、日志等通信功能。

现代智能电网智能变电站的系统结构图如下:
基于 IEEE 1588 的时钟同步系统给智能变电站过程层网络以及站控层网络提供精密的时间同步 源。

双网冗余的过程层网络连接电子式互感器合并单元、智能操作箱、IEEE 1588 主钟以及二次智 能设备,实现采样值报文以及 GOOSE 报文的交换。

站控层网络连接间隔层智能设备以及站控层设备,实现对智能变电站设备的管理以及与主站之 间的通信。

ZH-5N 网络报文分析装置(以下简称 ZH-5N)是间隔层设备,即可实现过程层网络的 IEC61850-9-2、GOOSE、IEEE 1588 对时报文的原始报文格式实时记录、实时预警和在线或离线 分析,也可实现对站控层网络的原始报文进行记录和分析;当系统故障时,还可以对系统的一次电 压电流波形以及二次设备的动作行为以 COMTRADE 格式进行记录和分析。


1


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
2. 概述
由于智能变电站的迅速发展,变电站站控层、间隔层以及过程层的通信网络报文已经成为变电 站智能设备间信息交互和共享的主要方式。

智能设备和通信网络的健康状况将直接影响整个智能变 电站的通信,网络报文的发送端、接收端及通信网络异常或故障均可能导致电力系统重大事故,因 此需要对网络报文进行有效的监视、记录和诊断,提前发现通信网络的薄弱环节和故障设备,预防 电力系统事故的发生。

当电力系统故障发生时,不仅需要对网络原始报文进行记录,还需要将网络 报文进行解析,还原为对电力系统一次设备故障波形以及二次设备动作行为的记录,便于事故发生 后进行分析和快速查找故障原因。

ZH-5N 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分析 装置,该装置集过程层网络报文记录和一次系统故障录波功能于一身,兼具对智能变电站的网络系 统和一次系统的健康状态监视、预警和故障分析功能,为智能变电站的安全可靠运行管理提供参考 依据。


2.1.
ZH-5N 遵循的相关标准
标准名称 版本 DL/T 663-1999
200KV~500KV 电力系统故障动态记录装置检测要求
变电站通信网络与系统 第 7-2 部分:变电站和馈线设备的基本 DL/T 860.72-2004 通信结构 抽象通信服务接口(ACSI) (idt IEC 61850-7-2: 2003) 变电站通信网络与系统 第 7-3 部分:变电站和馈线设备的基本 通信结构 公用数据类(idt IEC 61850-7-3: 2003) 变电站通信网络与系统 第 7-3 部分:变电站和馈线设备的基本 通信结构 兼容逻辑节点类和数据类(idt IEC 61850-7-4: 2003) DL/T 860.73-2004 DL/T 860.74-2004
变 电 站 通 信 网 络 与 系 统 第 8-1 部 分 : 特 定 通 信 服 务 映 射 (SCSM) 映射到 MMS (ISO/IEC 9506-1 和 ISO/IEC 9506-2) DL/T 860.8-2006 和 ISO/IEC 8802-3(idt IEC 61850-8-1: 2004) 变 电 站 通 信 网 络 与 系 统 第 9-1 部 分 : 特 定 通 信 服 务 映 射 (SCSM) 单向多路点对点串行通信链路上的采样值(idt IEC 61850-9-1: 2003) 变 电 站 通 信 网 络 与 系 统 第 9-2 部 分 : 特 定 通 信 服 务 映 射 (SCSM) 映射到 ISO/IEC 8802-3 的采样值 (idt IEC 61850-9-2: 2004) 变电站 通信 网络和 系统 第 10 部 分:一 致性 测试(idt IEC 61850-10: 2005) DL/T 860.91-2006
DL/T 860.92-2006
DL/T 860.10-2006
2


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
2.2.
ZH-5N 的硬件结构
ZH-5N 的硬件系统由报文采集单元、暂态录波单元和管理单元组成。

报文采集单元可独立工作,也可以与暂态录波单元一对一联合工作实现暂态录波功能;单个管 理单元可以管理最多 32 个报文采集单元和暂态录波单元。

如就地系统不需要人机交互,则可以采 用移动式管理单元(如使用笔记本电脑) ;运行参数设置好以后,报文采集单元和暂态录波单元可脱 离管理单元独立运行。


2.2.1. 报文采集单元
实现对过程层或站控层网络报文的原始采集,同时对报文实时分析和告警,对每个报文均做标 记存储,标记内容包括精确到微秒的接收时间和实时检查出的报文异常。


2.2.2. 暂态录波单元
实现波形的暂态启动录波,支持所有常规录波器的启动判据,包括突变、相越限、序量越限、 频率、开关量等。

具有单端测距功能。

录波数据输出格式符合 COMTRADE 1999 标准要求。


3


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
2.2.3. 管理单元
实现系统的人机接口,具有数据提取,原始报文分析、暂态波形分析、分析报表打印、运行参 数设置、运行状态监视等功能。


2.3.
ZH-5N 的软件结构
ZH-5N 的软件系统由 6 个主要模块组成: 报文采集存储系统(ZH5NCollector)、 报文采集管理系 统(ZH5NMAN)、报文分析系统(ZHNPA)、暂态录波系统(ZH5NRecorder)、暂态录波管理系统 (ZHRECMAN)、波形分析系统(CAAP2008)。


2.3.1. 报文采集存储系统(ZH5NCollector)
在嵌入式实时操作系统 VxWorks 下实现, 是无界面的纯嵌入式系统。

数据存储采用了我公司自 主开发的线性循环存储算法,数据提取采用了我公司自主开发的分段索引算法。

报文采集系统与暂 态录波系统之间采用我公司自主开发的 NBP 网络总线协议通信;报文采集系统与报文采集管理系 统之间用 TCP/IP 协议通信。


2.3.2. 报文采集管理系统(ZH5NMAN)
跨平台设计,目前已经具有 Windows 版本和 Linux 版本,支持 64 位系统。

实现报文数据的检 索和提取功能、实现报文采集系统的参数设置功能(CID 文件的导入等) 、实现报文实时告警显示功 能、实现报文采集系统的状态监视功能。

下图是该软件的主画面:
4


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
2.3.3. 报文分析系统(ZHNPA)
跨平台设计,目前已经具有Windows版本和Linux版本,支持 64 位系统。

该软件可离线分析 ZH-5N记录的ZPKT格式数据文件, 也可分析Ethereal和Wireshark软件保存的PCAP格式数据。

该软 件采用了我公司自主开发的高速列表显示算法,针对打开超大文件在内存优化和装载速度上均远远 优于国内外同类软件,测试结果对比表格请参见第428 页【ZHNPA软件性能对比】部分。

该软件主 【案例分析】 部分) 报文原始内容分析、 有: 采样值报文波形分析、 GOOSE 要分析功能 (详见第21页 事件分析、报文分组分类、统计简报、异常报文定位、数据格式转换(ZPKT到PCAP、采样值报文 到COMTRADE等)
2.3.4. 暂态录波系统(ZH5NRecorder)
在嵌入式实时操作系统 VxWorks 下实现, 是无界面的纯嵌入式系统。

支持所有常规录波器的暂 态判据启动,包括突变、相越限、序量越限、频率越限、开关量等;数据输出格式符合 COMTRADE 1999 标准要求。

暂态录波系统与报文采集存储系统之间采用我公司自主开发 NBP 网络总线协议通 信;暂态录波系统与报文采集管理系统之间用 TCP/IP 协议通信。


2.3.5. 暂态录波管理系统(ZHRECMAN)
实现暂态录波数据的管理功能 (数据检索的提取) 实时波形监视 、 (波形、 谐波、 向量、 功率等) 、 暂态录波系统的配置功能(包括软接线配置和启动定值设置) 。

下图是该软件的主画面:
5


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
2.3.6. 波形分析系统(CAAP2008)
跨平台设计,目前已经具有 Windows 版本和 Linux 版本,支持 64 位系统。

实现暂态波形分析 功能,是支持 COMTRADE 格式的通用波形分析平台,具有向量、序量、谐波、阻抗、功率、差流、 非周期、频率等分析功能,具有可编程的公式编辑器,内置超过 50 个电力系统分析常用函数。

下 图是该软件的一个画面:
6


ZH-5N 网络报文分析装置技术说明书
7


3. 装置功能
3.1. 网络状态诊断
3.1.1. 网络端口通信超时(中断)报警
当报文采集单元的某个有流量的网络端口在指定时间内没有收到任何流量,则给出网络端口通信超时(中断)的告警。

3.1.2. 网络流量统计和流量异常报警
可以实现对网络端口流量统计和报文分类流量统计,当某类恒定流量的报文(如采样值)流量变化超过一定比例(增加或减少),系统会报告该分类流量的突增或突减告警。

3.1.3. 网络流量分类
变电站网络主要分为三类报文:采样值报文、GOOSE报文、MMS报文。

网络记录分析仪按照报文类别分别对报文进行流量统计。

3.2. 网络报文记录
1) 可以记录流经报文采集单元网络端口的所有原始报文,对特定的有逻辑关系的报文
(如采样值报文、GOOSE报文、IEEE1588报文等)进行实时解码诊断。

2) GOOSE报文的顺序记录
GOOSE报文每发送一次,报文顺序号依次增加,此时将GOOSE报文按照发送顺序号进行依次记录。

3) 采样值报文顺序记录
采样值报文发送时,每帧报文都带有一个顺序号,记录时按照采样值报文的帧序号进行依次记录。

4) 异常事件顺序记录
GOOSE报文或采样值报文帧格式错误等异常报文按照事件顺序进行记录。

5) 对于异常报文,在存储时即打上异常类型标记,以方便快速检索和提取。

记录的异常报文进行异常类型标记,如报文帧错误、报文错序、报文重复、报文超时等。

检索时可以按照异常类型进行快速检索。

3.3. 网络报文检查
3.3.1. 过程层GOOSE报文异常检查
1) 报文序列异常检查
GOOSE报文异常主要包括:GOOSE报文超时,如超过2倍GOOSE报文心跳时间,则说明该GOOSE报文异常,需要进行记录。

GOOSE报文丢帧,通过GOOSE报文帧序号的连续性可以检查GOOSE报文是否丢帧,如果丢帧,则帧序号是不连续的。

GOOSE报文错序是指由于网络传输时延影响,后发的GOOSE报文比先发的GOOSE报文要先到达装置,此时也需要进行记录,这说明GOOSE网络有异常。

GOOSE报文重复是指连续发送两帧序号相同的GOOSE报文,此时说明GOOSE报文重复。

通过对GOOSE报文以上异常情况进行检查,将异常的GOOSE报文进行记录,可以分析网络的一些异常情况。

2) 报文内容异常检查
GOOSE报文内容异常检查是指检查GOOSE报文的APDU和ASDU格式是否符合标准。

GOOSE报文中confNo、goRef、datSet、entriesNum等参数在装置的CID文件中已经进行描述,发送的GOOSE报文的confNo、goRef、datSet、entriesNum必须与装置CID文件的配置文件相同,如果不一致,则说明发送的GOOSE报文的内容错误,需要进行记录并给出异常告警信号。

3.3.2. 过程层采样值报文异常检查
1) 报文序列异常检查
检查的异常状态包括超时、丢帧、错序、重复等。

采样值报文如果超过2倍发送的时间间隔,则采样值报文发送异常,此时需要将超过2倍发送时间间隔的采样值报文进行记录。

采样值报文丢帧时,采样值报文的帧序号不连续,通过检查采样值报文的帧序号可以进行采样值报文的丢帧检查。

比如接收到的采样值报文的序号为:1,2,3,5,6,7,8。

此时表示采样值报文的第4帧丢失,此时需要进行采样值报文丢失异常告警。

采样值报文错序是指装置接收的采样值报文不是依顺序依次到达,某些采样值报文先到,此时也是通过检查采样值报文的帧序号进行检查采样值报文错序。

比如接收装置收到的采样值报文的帧序号依次为:1,3,4,2,5。

此表示采样值报文错序,第二帧报文比第四帧报文还要晚到。

2) 报文内容异常检查
检查的内容包括APDU和ASDU格式是否符合标准;confNo、svID、datSet、entriesNum等参数是否与配置文件一致等。

3.3.3. 站控层MMS报文异常检查
站控层网络的MMS报文异常一般指MMS报文是否符合每种服务定义的报文格式,如果与每种服务定义的报文格式不相符合,则需要进行报错。

3.4. 故障波形记录
3.4.1. 电压电流波形记录
对过程层网络的采样值报文进行解析,提取瞬时采样点的值,进行傅氏计算以及判启动计算。

当电力系统发生故障时,达到故障启动条件,则以COMTRADE格式对故障发生时的采样值和开关量进行存储记录,用图形分析软件实现系统故障波形的显示和分析。

3.4.2. 二次设备动作行为记录
对过程层网络的GOOSE报文进行解析,提取GOOSE报文的开关量状态信息,当开关量状态发生改变时,则对接入的采样值报文和GOOSE报文进行解析,并以COMTRADE格式对故障发生时的采样值和开关量进行存储记录,用图形分析软件实现系统故障波形的显示和分析。

3.4.3. 波形分析功能
装置记录的暂态波形数据以COMTRADE格式输出,使用我公司拥有著作权的CAAP2008波形分析软件,能实现单端测距、双端测距、谐波分析、阻抗分析、功率分析、向量分析、差流分析、变压器过激磁分析、非周期分量分析等高级分析功能,CAAP2008内置的公式编辑器提供超过50个常用的函数,可实现用户自定义的分析算法。

3.5. 异常报警
异常告警主要包括以下两类:
1) 人机主界面上详细的挂牌报警
在人机主界面上提示告警情况,比如报文内容错误报警,报文异常,录波启动等。

2) 硬接点开出继电器总告警
通过硬接点的方式开出告警信号,可以接入监控中心的光子牌。

3.6. 数据检索和提取
1) 按照时间段、报文类型、报文特征(如异常标记、APPID)等条件检索并提取报文
列表,以HEX、波形、图表等形式显示报文内容。

2) 按照时间段进行检索,比如提取某个时间段的所有报文。

3) 按照报文类型进行检索,比如只需要检索采样值报文或者GOOSE报文或者MMS
报文。

4) 按照报文特征进行检索,比如通过异常标记进行检索,如报文超时异常标记,可以
检索超时的所有报文。

5) 按照故障类型进行故障录波文件检索,比如某间隔A相故障,B相故障等。

6) 按照时间段进行故障录波文件检索,比如提取某个时间段的故障录波文件。

3.7. 数据转换
1) 原始报文数据可导出成PCAP格式,用于在Ethereal和Wireshark等流行网络报
文抓包软件中分析。

2) 采样值报文可直接导出成COMTRADE格式文件,用于直观的波形分析。

3) 采样值报文可直接导出成csv格式,用于在Excel电子表格软件中分析。

4) 暂态录波数据以COMTRADE格式存储,可以导出为csv格式,便于在Excel电子
表格软件中分析使用。

5) 装置的波形分析软件CAAP2008可以打开各种版本的COMTRADE格式文件。

6) 装置的报文分析软件ZHNPA可以打开我公司专用的ZPKT格式文件和目前多种软
件通用的PCAP格式文件。

4. 系统结构
4.1. 过程层报文记录子系统
运行在VxWorks嵌入式实时操作系统上,配置不少于1TB的存储器,直接接入到变电站的过程层网络交换机中,接收来自过程层网络的所有报文(主要包括SMV、GOOSE、GMRP、PTP等),并对这些报文进行实时解码分析和存储,在实时解码分析时检查如丢帧、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。

原始报文数据可根据事件标签在管理界面上随时调阅和分析。

该系统还可以对SMV和GOOSE报文的数据进行同步组合整理和打包,转发给暂态录波子系统。

4.2. 暂态录波子系统
运行在VxWorks嵌入式实时操作系统上,配置不少于160GB的存储器,接收来自过程层报文记录子系统的经过同步组合和整理的数据包,根据预先设置的启动定值判据实现暂态录波启动功能,以COMTRADE格式输出暂态录波数据,数据中包含采样值的波形和GOOSE状态信息的波形,并可给出一次系统故障分析报告、保护动作行为分析报告和测距结果。

后台管理系统可以对这些数据进行测距计算、阻抗分析、谐波分析、功率分析等高级应用。

4.3. 站控层报文记录子系统
运行在VxWorks嵌入式实时操作系统上,配置不少于500GB的存储器,直接接入到变电站的站控层交换机中,接收并记录来自站控层网络的所有原始报文(主要包括MMS报文),后台管理软件可根据时间标签随时调取原始报文数据进行报文序列分析。

4.4. 就地管理和分析子系统
运行在Linux系统上,提供不少于500GB的就地存储空间,实现就地的人机交互管理界面,可以调取过程层报文记录子系统、暂态录波子系统、站控层报文记录子系统记录的各类原始报文数据和暂态故障录波数据,实现过程层网络报文分析、站控层网络报文分析和暂态录波定值整定和波形数据分析等功能,提供就地实时告警画面。

4.5. 远端管理和分析子系统
实现与就地管理和分析子系统的功能基本一致,但可以运行于多种操作系统平台上,方便用户选择。

5. 装置特色
5.1. 网络报文监测记录和暂态故障录波一体化设计
现在国内已经出现了几种智能变电站网络报文记录装置和录波装置,网络报文记录装置可实现原始报文记录,录波装置可实现暂态录波,但这两种装置需要分别组屏,各自实现各自的功能。

报文记录装置主要实现对智能变电站中网络系统异常的数据记录和诊断,录波装置主要实现对一次系统异常的数据记录和诊断,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。

ZH-5N用一套装置同时实现网络报文预警记录和暂态录波功能,两种记录信息共用统一的数据源和时标,不仅可以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。

报文记录子系统对每一条异常报文均记录了日志,通过日志条目可以直接快速地提取报文数据,这样就可以方便地将暂态录波数据和原始报文数据建立索引关系,实现对比组合分析功能。

5.2. 线性均衡循环存储和分段索引技术
智能变电站过程层的报文数据信息量非常大,以4000Hz采样率和10个MU的规模为例,采样值传输采用IEC61850-9-2规范,按每个APDU包含1个ASDU数据,每个采样值数据集包含12个数据对象,则每个采样值数据包的平均大小约为170个字节(由于svID/datSet等字符串信息长度不等,可能会有所偏差),则每秒钟产生的报文数据为:170*4000*10=6800000=6.8MB;每天的数据量为:6.8MB*60*60*24=587520MB=587.52GB。

如此海量的数据现在还只能用硬盘介质来存储。

目前已知的网络报文记录装置的数据存储方式都是基于操作系统中的文件系统,以文件形式存储的,如Linux的ETX文件系统或Windows的FAT/NTFS等文件系统。

这类文件系统都是随机存储方式,如此海量的数据信息,必然产生频繁的读写和删除,这不仅会导致产生大量的磁盘碎片降低存储效率,更严重的是,由于文件系统随机存储算法的局限,可能导致硬盘上某些区域被频繁擦写(如文件分配表区域),导致硬盘局部快速损坏致使整个硬盘数据丢失。

ZH-5N 的报文记录子系统运行于VxWorks实时嵌入式操作系统上,没有采用现有的文件系统来存储数据,而是根据报文数据的时序性特征,专门设计线性均衡循环存储算法,对硬盘上的所有
空间进行线性规划,均衡使用,循环存储。

线性规划确保硬盘上不会产生磁盘碎片,使硬盘每个扇区的擦写频率保持均衡。

由于数据是线性时序相关存储的,因此无需删除数据即可实现循环存储。

为了能够在海量数据中快速提取关键信息,以线性均衡存储算法为基础,建立了分段索引算法,实现用很小的内存开销即可快速索引到关键信息的性能。

5.3. 多MU相互间同步偏差检出技术
智能变电站中的一种严重异常就是某个或某些MU与其他MU发生了采样失步,这种失步会导致很多保护算法失效。

在暂态录波中如果完全依赖MU提供的采样标号来同步数据,当有MU失步时,会导致暂态录波波形畸变,波形相位产生严重偏差,使录波数据失去价值。

ZH-5N采用标号差分算法对多个MU的同步特征进行阶梯分组,筛选出失步的MU,这种算法不依赖于ZH-5N装置自身的时钟是否同步,不受外部时钟影响,可以快速准确地检出失步的MU
并给出告警。

5.4. 双时间坐标系的波形分析
ZH-5N记录下的智能变电站中过程层网络的采样值报文均包含两个时标信息:一个是ZH-5N 接收到该报文的时间;一个是MU的采样时间(通过采样标号换算出)。

而暂态录波数据由于受到COMTRADE文件格式的约束,只能显示一个时标,通常仅显示MU的采样时间,这样在波形中就无法还原由于MU失步或网络严重拥堵导致的异常。

ZHNPA软件是ZH-5N内置的网络协议分析软件,该软件可描绘采样值报文的波形曲线,在该画面上对每个采样点均能标出ZH-5N记录的时标和MU采样的时标,给用户更直观的对比分析信息。

5.5. 支持过程层的PTP和GMRP协议
ZH-5N支持IEEE1588(PTP)对时协议,也支持GMRP组播注册协议。

GMRP是一种动态V-LAN协议,这个协议不需要人工维护交换机的静态组播表,允许接入到交换机的设备根据自身需要订阅相关信息,采用这个协议可以大幅降低交换机的维护工作量,减少人为设置失误,实现接入设备的即插即用。

5.6. 报文数据高速显示技术
在报文分析软件中,一个主要功能就是以列表形式列出所有提取出的报文摘要信息,这个功能一般
都是报文分析软件的主画面。

还是以4000Hz采样率10个MU的10秒钟的数据为例,需要加入到列表中的报文条目数为:4000*10*10=400000=40万条。

现有的报文记录分析仪内置的报文分析软件,都是采用现成的通用列表控件实现这个功能的,比如微软的MFC提供的列表控件。

这些列表控件需要将报文的摘要信息转换成字符串存储到控件自身维护的数据结构中,当列表条目很多时,创建这个数据结构不仅需要很大的内存开销,还需要花费很长的时间。

经过实测,40万条的报文信息,数据大小约70MB,采用这种通用控件显示,内存开销会超过400MB,在CPU主频为2GHz的计算机上从打开文件到数据全部显示出来时间开销接近或超过30秒,使用人员有明显的等待感觉。

ZH-5N针对报文数据的特征,设计了专用的列表控件,数据大小约为70MB的40万条报文信息只需占用不到100MB的内存,在CPU主频为2GHz的计算机上从打开文件到数据全部显示出来时间开销不超过5秒钟,分类显示时间不超过1秒钟,达到几乎无等待的效果。

相关文档
最新文档