网络报文记录分析及故障录波在数字化变电站中的应用课件.pptxVIP

南京新和普电力科技有限公司 2013.8 PCR-901 智能网络记录与分析系统 网络报文记录分析 及故障录波 在数字化变电站中的应用 1 . 数字化变电站的特征 . 网络通信的重要性 . 网络通信的复杂性 . 网络通信的不直观性 数字化变电站 2 . 第一代：记录+离线分析 . 第二代：实时分析 . 第三代：实时分析+网络监测 . 第四代：状态监测? 3 . 网络报文记录分析在数字化变电站中存在的必要性 . 网络报文记录分析可在数字化变电站中发挥的作用(本质 功能) 网络报文记录分析将数字化变电站的通信网络可视化 网络报文记录分析将数字化变电站的二次回路可视化 网络报文记录分析对数字化变电站网络通信故障定位 . 网络报文记录分析需要满足的特性 网络报文记录分析必要性及其作用 4 5 6 PCR-901网络报文记录分析装置 7 嵌入式实时操作系统 (RT Linux) 环形缓冲技术 (网络报文实时分析) 企业级硬盘 (网络报文原始数据) LAN (高端FPGA) 采集、时间戳、解码 PCI-E/DMA 录波单元 后台管理机 (实时数据库) 超容量日志/事件存储 PCR-901网络信息处理流程 CF卡 (操作系统 /循环日志存储) PCR-901 PCR-901 8 PCR-901记录分析单元硬件结构图 FPGA 并行处 理(采集 时间戳 解码) Ethernet/Fiber Ethernet/Fiber Ethernet/Fiber Ethernet/Fiber Ethernet/Fiber Ethernet/Fiber 32位高速嵌入式 硬件系统 (RT Linux) PCI-E PCI-E 企业级硬盘 2Gb/s 9 PCR-901-数据采集原理 前向网络报文采集通道共6路100Mb/s，采集模块配置两块128MB内 存 采用单片FPGA完成报文接收、加盖时间戳，连续报文采集分辨力 100ns，确保采集模块零丢包 通过PCI-E高速总线、直接内存访问(DMA)方式，不占用任何上位机 CPU资源，达到数据零拷贝 10 PCR-901-数据存储策略 接收数据处理单元采用独特的环形内存技术，管理采集模块与上位机交互的 内存缓冲，确保数据传输可靠、完整、高效； 采用存储预规划、存储均衡分布、存储负载平衡、存储多盘同读写等实用型 技术组合实现超大数据量存储，采用数据零擦写、循环覆盖方式替代传统的 删除旧文件、写入新文件的方式； 存储数据方式层次化：事件日志条目存储和报文数据存储；其中报文数据存 储不仅有常规的原始报文按照网络划分存储；还有按照协议存储，如站控层 MMS、GOOSE ；特别的还针对有异常的报文做出特别处理； 异常报文不仅有对应的事件告警信息条目存储，还有异常报文对应的原始报 文数据存储，并且异常报文数据的存储有定值设置，即可以根据实际情况选 择哪种异常状况需要启动异常报文数据存储； 报文存储格式：本公司特有格式ncap，还支持流行的pcap格式；其中支持 pcap的常用的两类格式：微秒格式、纳秒格式 11 PCR-901-数据分析策略 网络报文信息三级处理解决方案： FPGA实现报文采集、统计、 SV解 码及模拟量数据抽取； CPU实现报文详细分析、事件告警；管理机实 现综合分析处理及人机界面操作 运行模式是由一个管理单元和一个或多个采集单元构成，管理单元负 责管理多个采集单元，实时显示和采用数据库存储采集单元分析触发 的事件告警日志、系统日志；查看模拟量的有效值、相位、谐波等， 查看开关量的实时状态；查看IED的历史告警事件；功能强大、细节 入微的离线分析 12 PCR-901-软件设计策略 采取软件模块化弱耦合策略，报文分析模块和报文存储模块分离 报文存储模块任务逻辑非常简单清晰，只负责将报文数据按照存储机 制存储，除了硬盘硬件故障外，确保数据存储不会因为某些难以预知 的非法状况引起程序退出造成数据丢失，由于逻辑简单，提升了其可 靠性 报文分析模块任务逻辑繁杂，由非法报文或某些报文数据输入引起的 bug可能性存在；所有协议的分析、统计、归类、事件告警、通信等 都在这一模块实现，其中协议按照类型分类，设计为插件式，接口定 义明确，方便未来扩展，并且在线协议分析插件和离线协议分析共用， 确保在线和离线分析的一致性 具备故障自诊断功能，程序的异常退出，尤其是报文分析模块的退出 概率还是存在的；所以提供了程序看门狗，大大增加系统运行的可靠 性 13 PCR-901-事件告警等级分类 . 事件告警按照重要性分为三类：错误、重要(警告)、常规； . 错误类型表示引起这类事件的原因可能