智能終端goose埠獨立性的檢測系統及方法
2023-09-21 17:41:35 2
智能終端goose埠獨立性的檢測系統及方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統及方法，用於對被測智能終端的GOOSE埠的獨立性進行檢測，所述檢測系統包括：數字式繼電保護測試儀、網絡性能測試儀以及報文抓取設備；其中，網絡性能測試儀向被測智能終端的第一GOOSE埠發送無效背景數據，數字式繼電保護測試儀向被測智能終端的第二GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試控制命令的執行時間，判斷第一GOOSE埠的無效背景數據對第二GOOSE埠性能的影響；網絡性能測試儀向被測智能終端的第一GOOSE埠發送有效背景數據，重啟被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷第一GOOSE埠和第二GOOSE埠之間的獨立性。
【專利說明】智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統變電站自動化【技術領域】，尤其涉及智能變電站智能終端的檢測領域，具體的講是一種對智能終端裝置的GOOSE埠的獨立性進行檢測的系統及方法，用以判斷被測裝置的GOOSE埠獨立性是否符合標準要求。
【背景技術】
[0002]智能終端作為變電站中新出現的一種IED設備，適用於智能變電站內多種一次開關間隔或變壓器間隔。其最主要的兩個功能是:1)接收過程層網絡的控制指令或繼電保護裝置的直接控制指令，並驅動響應的出口迴路完成對一次設備的控制功能；2)採集一次設備的位置信號、報警信號等實時數據，通過GOOSE服務發布至過程層網絡。
[0003]智能終端在智能變電站中處於關鍵位置，對其可靠性要求極高，在任何時候都要可靠動作，不出現拒動和誤動的情況。在《智能變電站智能終端技術規範》4.2.7中規定「智能終端應至少帶有I個本地通信接口(調試口)、2個獨立的GOOSE接口 」，即智能終端的GOOSE埠之間應該完全獨立，不能存在埠之間的數據交換。
[0004]目前，現有的對智能終端設備的GOOSE埠獨立性進行檢測的方法為:被測網絡報文記錄及分析裝置的通信接口應獨立於記錄埠，通過通信接口查新被測裝置的相關信息。被測網絡報文記錄及分析裝置的任意兩個埠接至網絡性能測試儀，網絡性能測試儀向其中一個埠發送數據，查新被測裝置的記錄文件，應只有相應埠的記錄文件，其他記錄埠無記錄文件。對於獨立的埠，各種報文宜按協議類型進行記錄存儲。
[0005]但是，現有的檢測方法存在以下缺陷:如果兩個埠相互之間不是獨立的，可以有數據交互，那麼數據進入GOOSE埠之後，可以通過程序控制數據的流向，從而使得進入該埠的數據不再進入其他埠，可能造成被測智能設備通過程序控制數據從而達到埠獨立的假象。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種檢測智能變電站智能終端設備GOOSE埠獨立性的系統及方法，以解決目前的檢測方法對智能終端的GOOSE埠獨立性測試可能出現誤差的問題。
[0007]為實現上述目的，本發明實施例公開了一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，用於對被測智能終端的GOOSE埠的獨立性進行檢測，所述檢測系統包括:數字式繼電保護測試儀、網絡性能測試儀以及報文抓取設備；其中，所述數字式繼電保護測試儀、網絡性能測試儀和報文抓取設備分別與所述被測智能終端相連接；所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響；所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
[0008]為實現上述目的，本發明還公開了一種利用上述的檢測系統進行智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，包括:所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響；所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
[0009]本發明實施例的檢測智能變電站智能終端設備GOOSE埠獨立性的檢測系統及方法，有效克服了以前GOOSE埠獨立性測試方法的缺陷，可以識別被測裝置通過程序控制數據從而達到埠獨立的假象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本發明實施例的一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統的結構示意圖；
[0012]圖2為本發明的一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統的另一個實施例的結構示意圖；
[0013]圖3為本發明的一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統的又一個實施例的結構示意圖；
[0014]圖4為利用圖1所示實施例的檢測系統進行智能終端GOOSE埠獨立性檢測的一個實施例的方法流程圖；
[0015]圖5為利用圖1所示實施例的檢測系統進行智能終端GOOSE埠獨立性檢測的另一個實施例的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0017]圖1為本發明實施例的一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統的結構示意圖。如圖所示，本實施例的檢測系統用於對被測智能終端I進行GOOSE埠獨立性的檢測，其包括:數字式繼電保護測試儀2、網絡性能測試儀3以及報文抓取設備4 ;其中，所述數字式繼電保護測試儀2、網絡性能測試儀3和報文抓取設備4分別與所述被測智能終端I相連接。
[0018]所述網絡性能測試儀3向所述被測智能終端I的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀2向所述被測智能終端I的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響。
[0019]所述網絡性能測試儀3向所述被測智能終端I的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端I，根據在重啟過程中所述報文抓取設備4是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
[0020]在本實施例中，所述網絡性能測試儀3向所述被測智能終端I的第一 GOOSE埠發送的無效背景數據，即發送不是被測智能終端訂閱的GOOSE數據集，MAC、AppID等報文設置與被測智能終端訂閱的數據集不同。在使用網絡性能測試儀向被測智能終端的GOOSE埠發送大量無效背景報文時，根據不同的裝置性能一般取GOOSE接口最大數據量的50%-100%。使用數位化繼電保護測試儀2向被測智能終端I的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據，並模擬繼電保護裝置發送控制指令(例如分合斷路器、分合刀閘等。)，測試其命令執行效果(即命令執行全過程的時間)。把該指令執行時間與不施加背景數據時的指令執行時間進行比較，從而判斷第一 GOOSE埠的背景流量對該第二 GOOSE埠性能的影響。
[0021]在本發明一實施例中，所述數字式繼電保護測試儀2向所述被測智能終端I的第二GOOSE埠發送分開關的GOOSE指令，把所述被測智能終端I的開關動作硬接點返回到所述數字式繼電保護測試儀2，計算所述數字式繼電保護測試儀2從發出所述分開關的GOOSE指令到接收回所述硬接點的時間。其中，有效GOOSE數據即要求要報文的MAC、App ID、GoID等參數與被測智能終端I訂閱的數據集完全相同，能夠為被測智能終端I所執行。而且，該背景數據流量不宜太小，需要對該埠達到有效衝擊。
[0022]在本實施例中，如圖2所示，所述檢測設備還包括光電轉換器5，連接在所述被測智能終端I與報文抓取設備4之間，用於將所述被測智能終端I發送的光信號轉換為所述報文抓取設備4接收的電信號。當然，如圖3所示，光電轉換器也可以集成在報文抓取設備4上。
[0023]在本實施例中，在檢測所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響時，不斷加大所述無效背景數據的流量，得到多個所述控制命令的執行時間並求其平均值，與沒有無效背景數據時的所述被測智能終端的動作時間進行比對，從而判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響。
[0024]圖4為利用圖1所示實施例的檢測系統進行智能終端GOOSE埠獨立性檢測的方法流程圖。如圖所示，本實施例的檢測方法包括:
[0025]步驟S101，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響；
[0026]步驟S102，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
[0027]當然，本發明不限於此，圖4中的步驟SlOl和S102不存在先後關係，也可以檢測第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性在前，檢測所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響在後，即如圖5所示:
[0028]步驟S101，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
[0029]步驟S102，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響。
[0030]具體實施例:
[0031]本發明的對GOOSE埠的獨立性的檢測，分兩部分進行。第一部分為其它GOOSE埠中大量無效背景數據對被測試GOOSE埠性能的影響的檢測，第二部分為是否會在被測試GOOSE埠捕捉到其它GOOSE埠中的有效背景數據的檢測。
[0032]一、檢測其它GOOSE埠中大量無效背景數據對被測試GOOSE埠性能的影響
[0033](I)搭建測試平臺，如附圖1。
[0034](2)設置被測智能終端訂閱的 G00SE1 的 MAC=OxO 10CCD010001，APPID=0x0001 ;使用網絡性能測試儀向被測智能終端的第一 GOOSE埠發送大量無效背景報文，可以設定該背景G00SE2的MAC=0x010CCD0100FF，APPID=0x00FF。根據不同的裝置性能一般取GOOSE接口最大數據量的50%到100%。
[0035](3)使用數字式繼電保護測試儀向被測智能終端的第二 GOOSE埠發送分開關的GOOSE指令，把被測智能終端的開關動作硬接點返回到數字式繼電保護測試儀，計算測試儀從發出分開關GOOSE指令到收回硬接點的時間。
[0036](4)重複步驟(3)多次，統計智能終端的平均動作時間，與沒有背景數據時被測智能終端的動作時間進行比對。
[0037](5)加大背景數據流量，重複步驟(I)?(4)，直到背景流量達到GOOSE埠數據能力的100%。
[0038]二、檢測是否會在被測試GOOSE埠捕捉到其它GOOSE埠中的有效背景數據
[0039](I)搭建測試平臺，如附圖1。
[0040](2)使用網絡性能測試儀向被測智能終端的第一 GOOSE埠發送大量有效背景報文，要求該背景報文的MAC、AppID、GoID等參數與裝置訂閱的數據集完全相同，在本實例中可設定MAC=OxO 10CCD010001，APPID=0x0001。背景數據流量不宜太小，需要對該埠達到有效衝擊，本實例中背景流量設置為100%。
[0041](3)在保持對GOOSE埠施加背景數據流量的同時，重新啟動被測智能終端。
[0042](4)在被測智能終端重啟過程中，使用報文抓取設備在第二 GOOSE埠捕捉報文。
[0043](5)在被測智能終端正常運行之後，繼續使用報文抓取設備在第二 GOOSE埠捕捉報文。
[0044]對於相互獨立的GOOSE埠，在智能終端的第二 GOOSE埠捕捉到的報文中，不應該存在施加在第一 GOOSE埠的背景數據報文，即不應該存在MAC=OxO 10CCD010001，Appid=OxOOOI的GOOSE報文，否則說明被測智能終端的這兩個GOOSE埠相互之間不獨立。
[0045]本發明實施例的檢測智能變電站智能終端設備GOOSE埠獨立性的檢測系統及方法，有效克服了以前GOOSE埠獨立性測試方法的缺陷，可以識別被測裝置通過程序控制數據從而達到埠獨立的假象。
[0046]本發明實施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或單元都可以通過通用處理器，數位訊號處理器，專用集成電路(ASIC)，現場可編程門陣列或其它可編程邏輯裝置，離散門或電晶體邏輯，離散硬體部件，或上述任何組合的設計來實現或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可以通過計算裝置的組合來實現，例如數位訊號處理器和微處理器，多個微處理器，一個或多個微處理器聯合一個數位訊號處理器核，或任何其它類似的配置來實現。
[0047]本領域技術人員還可以了解到本發明實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block),單元,和步驟可以通過電子硬體、電腦軟體,或兩者的結合進行實現。為清楚展示硬體和軟體的可替換性(interchangeability),上述的各種說明性部件(illustrative components),單元和步驟已經通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬體還是軟體來實現取決於特定的應用和整個系統的設計要求。本領域技術人員可以對於每種特定的應用，可以使用各種方法實現所述的功能，但這種實現不應被理解為超出本發明實施例保護的範圍。
[0048]本發明實施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬體、處理器執行的軟體模塊、或者這兩者的結合。軟體模塊可以存儲於RAM存儲器、快閃記憶體、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM或本領域中其它任意形式的存儲媒介中。示例性地，存儲媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲媒介中讀取信息，並可以向存儲媒介存寫信息。可選地，存儲媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲媒介可以設置於ASIC中，ASIC可以設置於用戶終端中。可選地，處理器和存儲媒介也可以設置於用戶終端中的不同的部件中。
[0049]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，用於對被測智能終端的GOOSE埠的獨立性進行檢測，其特徵在於，所述檢測系統包括:數字式繼電保護測試儀、網絡性能測試儀以及報文抓取設備；其中， 所述數字式繼電保護測試儀、網絡性能測試儀和報文抓取設備分別與所述被測智能終端相連接； 所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響； 所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
2.根據權利要求1所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，其特徵在於，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送的無效背景數據為所述第一GOOSE埠最大數據量的50%-100%。
3.根據權利要求1所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，其特徵在於，所述檢測設備還包括光電轉換器，連接在所述被測智能終端與報文抓取設備之間，用於將所述被測智能終端發送的光信號轉換為所述報文抓取設備接收的電信號。
4.根據權利要求1所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，其特徵在於，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，具體為: 所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送分開關的GOOSE指令，把所述被測智能終端的開關動作硬接點返回到所述數字式繼電保護測試儀，計算所述數字式繼電保護測試儀從發出所述分開關的GOOSE指令到接收回所述硬接點的時間。
5.根據權利要求1所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測系統，其特徵在於，在檢測所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響時，不斷加大所述無效背景數據的流量，得到多個所述控制命令的執行時間並求其平均值，與沒有無效背景數據時的所述被測智能終端的動作時間進行比對，從而判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響。
6.一種利用如權利要求1所述的檢測系統進行智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法包括: 所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送無效背景數據，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響； 所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送有效背景數據，重啟所述被測智能終端，根據在重啟過程中所述報文抓取設備是否抓取到所述有效背景數據，判斷所述第一 GOOSE埠和第二 GOOSE埠之間的獨立性。
7.根據權利要求6所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，其特徵在於，所述網絡性能測試儀向所述被測智能終端的第一 GOOSE埠發送的無效背景數據為所述第一GOOSE埠最大數據量的50%-100%。
8.根據權利要求6所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，其特徵在於，所述檢測設備還包括光電轉換器，連接在所述被測智能終端與報文抓取設備之間，用於將所述被測智能終端發送的光信號轉換為所述報文抓取設備接收的電信號。
9.根據權利要求6所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，其特徵在於，所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送有效GOOSE數據和控制命令，測試所述控制命令的執行時間，具體為: 所述數字式繼電保護測試儀向所述被測智能終端的第二 GOOSE埠發送分開關的GOOSE指令，把所述被測智能終端的開關動作硬接點返回到所述數字式繼電保護測試儀，計算所述數字式繼電保護測試儀從發出所述分開關的GOOSE指令到接收回所述硬接點的時間。
10.根據權利要求6所述的智能終端GOOSE埠獨立性的檢測方法，其特徵在於，在檢測所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響時，不斷加大所述無效背景數據的流量，得到多個所述控制命令的執行時間並求其平均值，與沒有無效背景數據時的所述被測智能終端的動作時間進行比對，從而判斷所述第一 GOOSE埠的無效背景數據對所述第二 GOOSE埠性能的影響。
【文檔編號】H04L12/26GK104301164SQ201310303217
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】馬鎖明, 孟超, 王豐, 劉苗, 劉平, 高旭, 江知瀚, 王沛然, 黃天嘯, 辛光明, 張思琪, 張碩, 吳濤, 李烜, 陳寧, 劉蔚 申請人:國家電網公司, 華北電力科學研究院有限責任公司, 國網冀北電力有限公司