电力系统数字化变电站的保护与视频系统联动控制方法

1、一种电力系统数字化变电站的保护与视频系统联动控制方法，其特征在于：
包括以下步骤：
1.1建立各摄像机的编号及各预置位与代表GOOSE事件内容的GOOSE变量列表成员之 间的映射关系；
1.2从数字化变电站的过程层、间隔层网络或独立GOOSE网络上捕获GOOSE报文；
1.3解析GOOSE报文：
当发现GOOSE事件更新后，根据摄像机编号及预置位与GOOSE变量列表成员之间的 映射关系，找到与该GOOSE报文中变量列表成员对应的摄像机编号及预置位相应的视频通 道号，获知报文中的应用标识、状态号、顺序号、测试和存活时间等控制块参数，其步骤 如下：
(1.3.1)根据从信息指针中得到的数据包长度，从数据缓冲区中拷贝出报文；同时判 断并复核报文是否为GOOSE报文；
(1.3.2)根据抽象语法记法及其基本编码规则、IEC 61850标准规定的编码标记及数 据类型解码下列参数：存活时间、应用标识、状态号、顺序号、测试标志；
(1.3.3)根据上述参数，依次做出如下判断：是否为测试报文、是否为新事件、状态 号是否正确、顺序号是否正确、传输是否超时，继而对报文采取不同的处理方法：
当为有效的新事件，则将应用标识作为参数去调用摄像机/预置位查找函数，通知其 GOOSE事件更新，再由查找函数根据映射关系找到与应用标识对应的摄像机编号及各预置 位，并据此调用摄像机控制函数和视频输出控制函数，最终实现GOOSE联动；
当为状态号和顺序号正确的重传、超时或测试报文，只更新记录顺序号的变量和比对 存活时间的变量，不调用摄像机/预置位查找函数，并将该报文作为反映通信和设备状态的 事件记录；
当状态号或顺序号出错，记录出错值，并根据下一帧具有同一应用标识的GOOSE报文 中的状态号或顺序号决定是重新开始计数还是丢弃出错报文；
1.4根据摄像机编号及各预置位和视频通道号通过视频处理单元控制特定摄像机转向 特定预置位，打开照明、启动录像、切换视频通道以及报警处理；
1.5保护与视频系统联动：
采用软件编程方式，视频处理单元开放编程接口并提供一个以太网通信口，在数字化 变电站的视频处理单元中增加GOOSE联动中间件，该中间件作为一个进程运行在视频处理 单元上，它通过调用动态链接库或者软件开发工具包接口访问视频处理单元上的变电站遥 视系统应用程序：将摄像机编号及各预置位传给摄像机控制函数，由其完成摄像机的定位 和启动录像；将视频通道号传给视频输出控制函数，由其完成上传视频通道的切换；或增 加一台专门用于实现GOOSE联动的通信服务器，由该通信服务器完成建立映射关系、获取 及解析GOOSE报文功能，按照遥视系统的远传协议，通过网络向视频处理单元发出摄像机 定位、录像和视频通道切换等控制命令，完成保护与视频系统联动的功能。
2、根据权利要求1所述的保护与视频系统联动控制方法，其特征在于：
建立摄像机的编号及各预置位与GOOSE变量列表成员的映射关系的步骤为：
第一步：根据摄像机与被控或关联二次设备的对应关系，建立各摄像机的编号/各预置 位与系统配置描述文件中物理设备名称的对应；
第二步：遍历系统配置描述文件，在各智能电子设备元素中找出通用变电站事件控制 块并记录其唯一的应用标识，GOOSE变量列表成员与智能电子设备名称的对应由应用标识 与智能电子设备名称的对应来反映；
第三步，由摄像机编号及预置位与智能电子设备名称、GOOSE变量列表成员与智能电 子设备名称的对应，建立摄像机编号及预置位与GOOSE变量列表成员之间的映射关系，并 最终形成配置文件，用于实现GOOSE联动的通信服务器通过加载该配置文件获知映射关 系。
3、根据权利要求1或2所述的保护与视频系统联动控制方法，其特征在于：
捕获GOOSE报文采用视窗操作系统数据包捕获功能完成，数据包捕获功能由包过滤设 备驱动模块、底层动态连接库及高层动态连接库完成：
3.1)包过滤设备驱动模块：运行于操作系统的内核，它绕开了操作系统的协议栈直接 与网卡驱动交互，实现了数据包捕获的绝大部分功能；
3.2)底层动态连接库：提供了一套可以直接访问网卡驱动的应用程序接口，用于解决 不同版本操作系统的差异，使得基于数据包捕获开发的应用程序能够运行于所有的Win32 系统；
3.3)高层动态连接库：在底层动态连接库之上，为用户提供了一套功能更强大、使用 更简单，且独立于网卡硬件和操作系统的函数库，调用这些函数是使用视窗操作系统数据 包捕获功能捕获GOOSE报文的主要方法，包括以下步骤：
3.3.1)在函数GSE_InitialWinPcap中依次调用下列函数完成WinPcap的初始化：
pcap_findalldevs用于枚举本机所有可用网卡并形成列表；pcap_open_live用于打开指定 网卡并返回其句柄，参数依次为：网卡名称、数据长度、混杂模式、读取超时时间和出错 缓冲池，数据长度为65535可以确保应用程序提取到完整的以太网帧；pcap_compile用于编 译包过滤规则，通过设置其第三个参数可以只捕获以太网型式为0x88B8的报文，即GOOSE 报文；pcap_setfilter将pcap_compile生成的过滤规则加载到指定网卡上；pcap_freealldevs 则用于释放pcap_findalldevs生成的网卡列表；
3.3.2)启动一个线程GSE_CaptureThread，通过循环调用函数pcap_next_ex，参数依次 为：网卡句柄、信息指针和数据包指针，不断读取GOOSE报文。pcap_next_ex返回值为0 代表读取超时，即未捕获到GOOSE报文；返回值为1代表捕获到1帧GOOSE报文，随即 可以解析存放在信息指针与数据包指针指向地址中的捕获信息与报文内容，捕获信息包括 捕获时间、包长度等；返回值为-1代表读取出错；
3.3.3)GOOSE在稳态时采用周期重传机制，在新事件发生后采用变长指数型的重传机 制，在GSE_CaptureThread中插入适当的等待，可在不遗漏GOOSE事件的前提下，减轻视 频处理单元和通信服务器的负担；此外，捕获GOOSE报文的先决条件是将视频处理单元或 通信服务器接入GOOSE网的交换机，并将接入端口加入各实现不同GOOSE应用的虚拟局 域网。

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