一种GOOSE报文发布的方法及装置与流程

本发明属于继电保护技术领域，尤其涉及一种高效的GOOSE报文发布的方法及装置。

背景技术：

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。变电站配置的监控系统采用IEC61850通信标准，利用快速以太网特性，通过GOOSE实现保护之间信息交换和监控间隔闭锁信号，跳闸信号功能，GOOSE传输是一种实时应用，根据IEC61850标准规定，GOOSE传输的延迟小于4ms，在保证GOOSE正确可靠地前提下，应该在发送端尽可能地提高实时性。GOOSE报文快速地传递开入、开出等相关信息是IEC61850标准实现的关键。如何保证GOOSE报文准确，快速发布，一直是电力行业关注的重点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高效的GOOSE报文发布的方法及装置，解决了现有技术中存在的问题。提高了继电保护装置中GOOSE报文发布的实时性，可靠性，对提高继电保护装置可靠性有工程应用价值和参考价值。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种GOOSE报文发布的方法，包括以下步骤：

1)检测获得变化的多路GOOSE报文信息；

2)增量更新变化的多路GOOSE报文信息到报文更新缓冲；

3)复制更新后的每一路GOOSE报文到其对应的报文发送缓存，

4)根据每一路报文的定时控制信息，将报文发送缓存中的多路GOOSE报文并行组包；

5)将组包后的GOOSE报文信息根据路由配置信息发送。

步骤1)中具体为对采样到的当前GOOSE报文信息与前一次采样信息进行比较，当前GOOSE报文信息的值和前一次采样信息的值不同时，判断该GOOSE报文信息发生了变化。

步骤2)中，将每一路GOOSE报文中变化的信息更新到报文更新缓冲中，没有发生变化的信息不进行更新操作。

步骤3)中，先判断当前GOOSE报文是否完成更新，采用并行方式将更新完成后的GOOSE报文复制到报文发送缓存模块中，没有更新过的报文不进行复制。

步骤4)中，GOOSE报文进行并行组包后，每一路GOOSE报文添加帧头、帧校验信息。

步骤5)中，没有变化的GOOSE报文，以一定时间间隔发送心跳报文，以判断GOOSE报文是否断链。

一种GOOSE报文发布的装置，包括：

信息变化检测单元，用于检测获得变化的多路GOOSE报文信息；对采样到的当前GOOSE报文信息与前一次采样信息进行比较，当前GOOSE报文信息的值和前一次采样信息的值不同时，判断该GOOSE报文信息发生了变化；

增量更新控制单元，用于将每一路GOOSE报文中变化的信息更新到报文更新缓冲中；

报文更新缓存，用于缓存变化后的多路报文信息；

缓存复制控制单元，用于复制更新后的每一路GOOSE报文到其对应的报文发送缓存，

报文发送缓存，用于缓存需要进行发送的多路GOOSE报文信息；

并行组包单元，用于根据每一路报文的定时控制信息，将报文发送缓存中的多路GOOSE报文并行组包；

报文发送单元，用于将组包后的GOOSE报文信息根据路由配置信息发送。

进一步，缓存复制控制单元，先判断当前GOOSE报文是否完成更新，采用并行方式将更新完成后的GOOSE报文复制到报文发送缓存模块中，并给出报文更新标志；没有更新过的报文不进行复制。

进一步，缓存复制控制单元，根据增量更新控制单元给出的更新标志，将报文更新缓存中GOOSE报文复制到报文发送缓存。

还包括：定时控制单元，用于控制并行组包单元中待发送GOOSE报文的发送时间间隔，每一路GOOSE报文采用独立的定时控制器。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明的方法通过增量更新和并行处理机制相结合，在处理器检测到在一定时间内多路GOOSE报文信息变化时，以增量方式更新多路GOOSE变化的信息，降低处理器与外部协处理器之间的信息传递；以并行方式处理多路变化的GOOSE报文，每一路发生变化的报文以精确的短时间间隔快速重发同时保证了报文实时性和可靠性，没有变化的GOOSE报文，以大的时间间隔发送心跳报文，以判断GOOSE是否断链。有效的减少了处理器的工作负荷，保证了GOOSE信息的及时处理，利用精确定时和并行处理等技术，有效提高了GOOSE报文组包、发送的速率和报文发送间隔时间的精准度，有效解决了GOOSE处理和快速、可靠传输，保证电网的可靠运行，减少经济损失。

本发明的装置通过增量更新控制单元将完成采样信息变化检测后，将发生了变化的信息的当前值更新到报文更新缓存，并给出报文更新标志。缓存复制控制单元根据增量更新控制单元给出的更新标志，将报文更新缓存中GOOSE报文复制到报文发送缓存。并行组包单元对报文发送缓存中的GOOSE报文进行并行组包并发送。本发明的GOOSE报文发布装置可有效降低处理器的工作负荷、减少处理器与外部协处理器之间的总线交互；对完成更新的多路报文信息采用并行处理和独立定时有效提高了系统GOOSE信息处理效率，提高继电保护系统的可靠性。

【附图说明】

图1是本发明GOOSE报文发布的方法示意图；

图2是本发明GOOSE报文发布装置系统框图。

【具体实施方式】

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细阐述，但本发明不限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选施例中详细说明具体的细节。

本发明提供了一种GOOSE报文发布的方法及装置，用于继电保护装置的GOOSE报文发布，提高继电保护装置运行准确性、可靠性。

本发明提供一种GOOSE报文发布的方法，请参见图1：

第一步，检测变化的多路GOOSE报文信息，检测并记录每一路GOOSE报文中变化的信息；

第二步，增量更新变化的多路报文信息到报文缓存模块，将每一路GOOSE报文中变化的信息更新到存放GOOSE报文的缓存模块中，没有发生变化的信息不进行更新操作；

第三步，复制更新后的每一路报文到其对应的报文发送缓存模块，判断当前GOOSE报文是否完成更新，采用并行方式将更新完成后的GOOSE报文复制到报文发送缓存中，没有更新过的报文不进行复制；

第四步，将报文缓存中的报文信息组包，根据每一路报文的定时控制信息，对发送缓存中的报文进行组包，多路报文组包采用并行方式；

第五步，报文信息发送，将每一路组包后的报文根据路由配置信息发送出去。

本发明提供的GOOSE报文发布装置，如图2所示：

GOOSE报文发布装置包括：

信息变化检测单元：信息变化检测单元采样多路报文信息，对采样到的当前信息与前一次采样信息进行比较，当采样到的当前信息的值和前一次采样信息的值不同时，表明该信息发生了变化。

增量更新控制单元：完成采样信息变化检测后，将发生了变化的信息的当前值更新到报文更新缓存，并给出报文更新标志。

报文更新缓存：用于缓存变化后的多路报文信息。

缓存复制控制单元：根据增量更新控制单元给出的更新标志，将报文更新缓存中GOOSE报文复制到报文发送缓存。

报文发送缓存：缓存需要进行发送的多路GOOSE报文信息。

定时控制单元：控制待发送报文的发送时间间隔，每一路报文采用独立的定时控制器，精确控制每一路报文发送时间间隔。

并行组包单元：对报文发送缓存中的GOOSE报文进行并行组包，每一路报文添加帧头、帧校验信息。

报文发送单元：根据每一路GOOSE报文配置的路由信息，将多路GOOSE报文并行发送到相应的物理端口。

GOOSE报文发布装置可有效降低处理器的工作负荷、减少处理器与外部协处理器之间的总线交互；对完成更新的多路报文信息采用并行处理和独立定时有效提高了系统GOOSE信息处理效率，提高继电保护系统的可靠性。

实施例

信息变化检测单元采用中央处理器(CPU)实现，CPU的采样模块每间隔250us采样多路报文信息，对采样到的当前信息与前一次采样信息进行比较，当采样到的当前信息的值和前一次采样信息的值不同时，表明该信息发生了变化。

增量更新控制单元采用CPU实现，CPU的信息更新控制模块在完成采样信息变化检测后，将发生了变化的信息通过本地总线(local bus)将当前值更新到现场可编程门阵列(FPGA)内部的报文更新缓存，并报文更新完成标志写入FPGA内部的标志寄存器。

报文更新缓存采用FPGA内部的随机存取存储器(RAM)，用多个RAM块来缓存变化后的多路报文信息。

缓存复制控制单元采用FPGA来实现，检测到报文更新完成标志，立即将报文更新缓存中GOOSE报文复制到报文发送缓存。

报文发送缓存采用FPGA内部的随机存取存储器(RAM)，缓存需要进行发送的多路GOOSE报文信息。

定时控制单元采用FPGA内部可配置的定时器来实现，定时器按照0,2ms，2ms，4ms，8ms，5s，5s，5s……的时间间隔来组装报文，直到有报文更新，定时器重启，仍然按照0,2ms，2ms，4ms，8ms，5s……的时间间隔来组装报文，每一路报文采用独立的定时控制器，精确控制每一路报文发送时间间隔，多路定时器并行工作。

并行组包单元采用FPGA实现，定时器计时到，将定时器对应的报文发送缓存中的GOOSE报文进行组包，多路组包单元并行工作，每一路报文添加各自的帧头、帧校验信息。

报文发送单元采用FPGA来实现，根据每一路GOOSE报文配置的路由信息，将多路GOOSE报文按照MII协议并行发送到相应的以太网端口上。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。