关于变电站GOOSE报文传输的研究

变电站自动化系统设备数字化要求标准的网络数据通信具有高实时性和可靠性,IEC61850标准规定通用面向对象变电站事件GOOSE报文采用特殊通信映射,直接映射到专门的以太网类型。与其他报文不一样的是GOOSE报文不再使用TCP/IP协议栈与网络设备驱动程序通信,而是直接与设备驱动通信完成报文的发送和接收。本文分析了GOOSE报文通过Linux系统的设备系统接口与驱动程序通信。     

变电站GOOSE报文在IED中的实时处理

报文的通信延迟包括传输延迟和处理延迟2部分。IEC61850标准将面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文直接映射到数据链路层,能有效减少传输延迟。文中对GOOSE报文在变电站智能电子设备（IED）中的处理延迟进行了研究。分析了前后台方式的嵌入式系统在变电站IED中处理实时报文方面的不足,提出在IED中采用具有强实时内核的操作系统,并针对IED中实时报文和非实时报文混合处理环境需求,在RTAI实时操作系统上设计了保障GOOSE报文处理实时性的方案。实验验证了该方案的有效性和实用性。该研究结果对于使用IEC61850的变电站IED过程总线通信设计具有参考意义。     

智能变电站故障录波系统设计与探索

智能变电站故障录波系统是针对当前智能电网的发展而设计开发的故障录波分析系统.系统可接入智能变电站过程层网络的IEC61850-9-1或IEC61850-9-2模拟量采样值(SMV)报文和IEC61850-8-1面向变电站事件的通用对象(GOOSE)报文,并将GOOSE解析成实际的开关状态,并且系统也支持SMV+GOOSE共网模式,直接从交换机获取SMV和GOOSE.系统与站控层设备的通信采用IEC61850制造报文规范(MMS ISO 9506)通信规约,实现与站控层设备的互操作.系统采用嵌入式POWERPC硬件平台和嵌入式实时多任务VxWorks操作系统,满足了当前智能变电站对故障录波器提出的新要求.     

与GOOSE联动的数字化变电站遥视系统

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)用于一次设备的操控及二次设备间的闭锁与联动,是数字化变电站中最重要的通信应用。如果变电站遥视系统(RVSS)能够捕获并解析GOOSE报文,它将能根据GOOSE信息实施与变电站自动化系统的联动。提出了通过中间件或通信服务器实现RVSS与GOOSE联动的2套方案,并对方案中的关键技术(映射关系的建立、GOOSE报文的捕获、GOOSE报文的解析和信息安全防护等)进行了研究。     

基于FPGA的GOOSE通信系统

GOOSE作为IEC 61850中的一个亮点,在电力系统各领域的作用变得日益重要。GOOSE属于GSE两种报文结构中的一种,它主要用于传输变电站中的跳闸、闭锁等状态量信息和开关信息。如何实现GOOSE的实时及可靠传输,显得至关重要。针对GOOSE报文的可靠性和实时性,提出了一种基于FPGA技术的单CPU构架模式的GOOSE报文通信系统,并介绍了其可靠性与实时性功能的实现。最后,通过实验验证了装置传输的可靠性,并对装置的传输延时进行了检测。     

IEC61850 GOOSE实时通信的实现方法

通用面向对象的变电站事件(GOOSE)服务模型主要用于数字化变电站自动化功能的分布式实现.通过深入分析IEC61850标准针对GOOSE通信实时性所作的规定,提出了在发送端、交换机和接收端全方位实现GOOSE报文传输实时性的方法.在交换机根据虚拟局域网(VLAN)和报文优先级提高GOOSE报文的传输实时性,在接收端根据任务优先级提高GOOSE报文处理实时性.提出了G00SE报文发送端多优先级发送队列的方法,在网卡驱动中根据报文优先级设计不同的待发送队列,优先发送高优先级的报文,从而解决了发送端GOOSE报文的延迟性和不确定性问题.     

基于OPNET的GOOSE双网性能分析

为研究GOOSE网络结构对快速报文传输实时性、可靠性的影响,利用OPNET软件对智能电子设备（intelligent electronic devices,IED）进行建模型,构建了双端口IED的节点模型,并在此基础之上构建GOOSE网络结构。分别对正常运行的双星型网络、星型网络以及通信网络故障动态情况下的双星型网络进行了仿真,分析了三种情况下快速报文传输延迟时间的差异,并对影响双网报文传输延时的因素进行了比较。结果表明：在满足快速报文传输实时性和可靠性要求的情况下,采用GOOSE双星型网络结构的优越性高于星型网络。     

智能配电网GOOSE通信机制的研究与实现

IEC 61850标准因其良好的互操作性等优点,成为了智能配电网事实上的标准。作为IEC 61850最重要的报文之一,GOOSE主要实现配电网自动化设备开关状态和操作命令等重要实时信号的交互。研究配电网智能电子设备GOOSE通信的机制与实现,具体介绍了GOOSE通信的核心模块,进而通过搭建软硬件通信测试平台进行通信测试,使用报文分析软件捕捉和分析网络中的GOOSE报文,证明所开发的GOOSE通信模块达到了预期的功能要求。     

新一代智能变电站SV直采和GOOSE共口传输方案研究

阐述了SV采用点对点直采方式的收发处理方案和GOOSE的传输机制,分析了SV和GOOSE的通信模型和报文结构。在此基础上,提出一种SV直采和GOOSE共口传输的方法,过程层设备对传输通道进行时分复用,在SV报文传输的空闲时间完成GOOSE报文的发送;间隔层设备利用以太网控制器的接收机制并采用FPGA对其直接控制,解决了通用型以太网控制器无法区分SV和GOOSE报文导致的重采样时标混乱的问题。从理论分析和实际应用可知,该方案不涉及硬件改动、软件处理简单、可靠性高、易于实现,有着广泛推广的现实意义。     

基于IEC61850标准的变电站防误闭锁工程应用

针对传统的变电站监控系统在传输闭锁信息时存在的问题,将GOOSE模型应用于变电站间隔层闭锁信息的传输,利用GOOSE报文传输的快速性和可靠性设计了一种快速、可靠且功能完善的防误闭锁方案.同时鉴于国内还没有成熟的智能化开关及闸刀,采用智能操作箱作为过渡的过程层设备负责现场一次设备和间隔层测控装置之间的通信.工程实践证明此方案可快速而可靠地进行闭锁信息的传输,简化了监控系统的设计方案,节约了大量的二次电缆.