摘要

為了保障電力系統的穩(wěn)定運行，西班牙國家發(fā)電廠和輸電局（UTE）需要使用標準工具記錄和監(jiān)控HSR/RPR網絡的流量。虹科RELY-REC是一種時間感知解決方案，可用于支持高可用性以太網、智能記錄和過濾的持續(xù)監(jiān)控。

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案例背景

現代自動化系統的復雜性不僅需要在設備投入使用之前進行調試，還需要持續(xù)監(jiān)控。因為如果發(fā)生意外情況，這種方法可以進行有效的取證分析，并基于大數據分析實現高級預防性維護。

IEC 61850變電站自動化標準中引入使用高可用性網絡和亞微秒同步的新技術，如HSR/PRP和PTP，有利于提高公共事業(yè)公司的服務質量。然而，這種先進的數字化水平也帶來了新的技術挑戰(zhàn)，需要為連續(xù)和分布式監(jiān)控提供全面的手段。

西班牙國家發(fā)電廠和輸電局(UTE)采用了HSR/PRP技術，并需要為36,000多個配電變電站提供超過4000 MVA的電力。為了保障電力系統的穩(wěn)定運行，技術人員需要使用標準工具記錄和監(jiān)控HSR/RPR網絡的流量，并且是基于可遠程訪問的系統，以免影響網絡性能。

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困難與挑戰(zhàn)

首先，必須考慮到，在 PTP (IEEE 1588) 同步電力系統中，需要在整個系統使用的同一亞微秒時間參考內關聯所有正在分析的信息。該時間參考在合并單元、IED、遠程變電站甚至更高級的智能電網之間共享。

其次，在這些數字環(huán)境中，GOOSE或SMV等實時控制消息通過以太網進行數字傳輸，更頻繁地通過零延遲恢復時間冗余以太網解決方案進行傳輸。

為了應對這些挑戰(zhàn)，從系統的角度來看，有必要為基于簡單以太網、PRP 和 HSR 網絡的持續(xù)監(jiān)控設計配置建議。這些設置應該允許網絡流量分析，以實現系統驗證和網絡評估。下方圖 a)、b) 和 c) 分別描繪了標準以太網、PRP 和 HSR 網絡的時間感知監(jiān)控設置。

圖a圖b

圖c

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時間感知解決方案

如上圖所示，每個連續(xù)監(jiān)控單元（圖中的RELY-REC）負責分析、時間戳和記錄網絡流量。另外，如果網絡拓撲要求所有節(jié)點都像一個交換機一樣，這個監(jiān)控設備應該能夠根據一個環(huán)節(jié)點的預期行為來切換幀。因此，預計IEEE 1588幀的適當校正將與該節(jié)點而引入的低延遲相結合。

RELY-REC時間感知記錄器是一種能夠充分滿足客戶需求的時間感知解決方案，可用于支持高可用性以太網、智能記錄和過濾的持續(xù)監(jiān)控。當任何該設備運行時，允許通過專用通信鏈路從遠程位置進行讀取和配置訪問。每個RELY-REC記錄設備可以根據所需設置的復雜性分配一個或多個RELY-REC單元。

RELY-REC記錄儀

配置工具允許設置所有與網絡相關的功能，包括觸發(fā)和過濾選項。因此，設備能夠選擇特定的流量，例如要記錄的GOOSE或PTP。過濾和數據存儲文件格式都與PCAP兼容，并且可以輕松定義。遠程PC單元能夠實時訪問正在記錄在設備中的流量，并且事件同時將所選文件傳輸到PC。對于基本的流量分析，可以使用眾所周知的Wireshark工具。IEEE 1588時間戳應用于幀，它以Wireshark工具能夠管理和表示的方式完成。此外，用于分析GOOSE完整性或網絡性能的高級測試工具無縫集成到設備的功能中。

虹科攜手合作伙伴RELYUM為能源電力領域的客戶提供多種高可用性解決方案，對于時間敏感的應用，我們還可以提供可用于檢查、標識和記錄常規(guī)以太網和時間敏感網絡流量的記錄儀——RELY-TSN-REC。若您需要了解更多信息，歡迎隨時通過400-999-3848聯系虹科智能自動化團隊！

總 結

本案例充分說明了RELY-REC如何在復雜的零丟包網絡中使用 IEEE 1588 時間戳實現流量記錄。該設備允許遠程配置系統并實時檢索流量，使用標準過濾和分析工具，并顯著降低取證和監(jiān)控活動的成本。

關鍵特性

1

GOOSE完整性或網絡性能是無縫的

2

本地工業(yè)存儲介質，可遠程訪問所需信息

3

檢查活動的高級過濾

4

允許與第三方應用程序進行數據集成