[发明专利]一种过程层设备抵御网络风暴的方法

说明书

本发明的目的在于提供一种数字化变电站过程层设备的抑制网络风暴方法，采用FPGA抑制风暴的过程与CPU抑制风暴的过程相结合，采用分时限流法实现网络风暴过滤；所述FPGA抑制网络风暴的过程为：FPGA设置前置过滤模块，模块收到报文后完成CRC校验码及帧字节异或码计算，与前一帧的CRC校验码及帧字节异或码比较，如相同，丢弃当前报文，并将CRC校验码及帧字节异或码保存用于下一帧报文判断；所述CPU抑制风暴的过程包括CPU应用层抑制网络风暴的过程和CPU驱动层抑制网络风暴的过程。本方法解决数字化变电站过程层网络异常引起设备误动或拒动，增强过程层设备运行可靠性。

技术领域

本发明涉及变电站自动化技术领域，具体来说涉及一种过程层设备抵御网络风暴的方法。

背景技术

随着电网规模不断扩大和自动化水平的提高，传统变电站将面临智能化改造的迫切需求，以适应将来智能电网建设的步伐。过程层设备网络化是改造的核心之一，智能操作箱是遵循IEC61850标准的数字化变电站间隔层、站控层设备的断路器和刀闸位置的来源，同时也接收间隔层设备GOOSE报文，根据GOOSE的内容决定是否执行合闸和跳闸命令。智能操作箱GOOSE报文正确处理及其重要，一旦某一个设备网络报文异常可能会影响到设备的正常动作行为。为避免装置误动或拒动，必须保证某个端口的网络异常不影响装置其他端口的报文接收，某个报文的网络异常不影响同一端口其他报文的正常接收。

而现有技术中，对于过程层设备抗网络风暴已有许多不同的方法，限于CPU驱动与FPGA(即现场可编程门阵列)独立完成风暴过滤，在认定风暴后粗旷的将所有风暴报文丢弃，未能在风暴认定后实施对风暴的有效管控。本发明采用一种分时限制流法来有效抵御过程层设备网络风暴的问题,该方法资源消耗低，简单易行。FPGA前置过滤可有效抵御相同风暴的连续冲击，此类风暴不消耗CPU资源，带宽满足情况下不会对装置产生任何干扰。FPGA与CPU有机结合，非订阅报文在驱动层完成丢弃，不占用CPU存储资源，减少了应用处理时间。订阅报文风暴在应用层实时监控，超出正常阈值后通知驱动层对风暴报文采取分时限流措施，避免多网口多条风暴对CPU的持续冲击引起装置误动或者拒动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化变电站过程层设备的抑制网络风暴方法，解决数字化变电站过程层网络异常引起设备误动或拒动，增强过程层设备运行可靠性。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种过程层设备抵御网络风暴的方法，采用FPGA抑制风暴的过程与CPU抑制风暴的过程相结合，采用分时限流法实现网络风暴过滤；

A.所述FPGA抑制网络风暴的过程为：FPGA设置前置过滤模块，模块收到报文后完成CRC校验码及帧字节异或码计算，与前一帧的CRC校验码及帧字节异或码比较，如相同，丢弃当前报文，并将CRC校验码及帧字节异或码保存用于下一帧报文判断；

B.所述CPU抑制风暴的过程包括CPU应用层抑制网络风暴的过程和CPU驱动层抑制网络风暴的过程，其中：

所述CPU应用层抑制网络风暴的过程为：应用层通过统计订阅报文n的流量来判断订阅报文流量是否正常，若在t1时间内超过接收阈值(rL[n])，认为订阅报文流量异常则订阅报文过滤标签使能，触发驱动层报文采用分时限流法进行过滤，持续时间t2，t2后订阅报文过滤标签清零，关闭驱动层报文过滤，重新进行统计；

所述的在应用层判断订阅的报文流量是否正常的依据是:超过正常流量的120％以上，认为该设备号的报文存在网络风暴，于是将网络风暴抑制功能进行置位，使能网络风暴抑制功能，通知驱动层进行限流处理。

所述的风暴抑制使能持续时间t2内采用分时限流措施，分时开放时段T在上电初始化时设定，在分时开放时段T内驱动层通知FPGA上传风暴报文，允许风暴报文进入应用层，如装置订阅多帧报文，只对出现认定风暴的报文实施分时限流措施。