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。     

配电网分布式控制实时数据的GOOSE over UDP传输方式

分布式控制是智能配电网实现广域保护、控制应用的重要方式,报文的实时性是影响分布式控制性能的关键因素。文中在分析配电网分布式控制应用对通信的要求基础上,对现有的快速报文传输方式进行了比较,提出了基于用户数据报协议(UDP),用通用面向对象变电站事件(GOOSE)机制传输实时报文(GOOSE over UDP)的方案,可实现快速报文在广域网传输。通过试验平台对该方案的传输性能进行了测试,测得配电终端之间传输延时最大不超过10 ms,满足配电网分布式控制应用的需求。     

配电网分布式智能馈线自动化系统的通信研究

在对国内外配电网自愈控制技术的研究基础上,提出了配电网自愈技术的几种解决方案,并指出了目前各种解决方案的优点和存在的问题.利用智能分布式馈线自动化系统,通过智能终端之间的对等通信,做出分布式智能控制决策,以实现配电线路中的快速故障隔离.在智能电网快速建设的环境下,配电网的通信网络逐渐完善,可建立高效、强大的实时通信系统,为配电网快速自愈提供了有利条件.提出三种通信程序:基于连接的TCP/IP的可靠通信、基于UDP的多播通信和GOOSE协议的发布/接收通信,并对这三种通信程序进行了比较.系统地描述了智能配电自动化系统中使用的三种通信方案的实现,阐述了系统建模通信方案和GOOSE通信的设计思想,并为解决典型故障隔离过程提供了GOOSE解决方案.基于以上分析和验证,GOOSE协议的通信解决方案在通信效率、及时性和多功能性方面具有一定优势.     

基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真

快速、可靠、集成的通信系统是实现智能配电网的关键环节。在当前配电自动化通信系统分析的基础上,对智能配电网通信需求及其业务流量建模,提出了基于IP通信网络的智能配电网通信体系结构。在电力和通信同步仿真(EPOCHS)平台上建立了智能配电网通信仿真模型,仿真研究了多种数据流业务背景下一种基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)的馈线自动化算法通信交互过程,仿真结果表明所提通信体系结构能够满足智能配电网的通信需求。     

配电网分布式控制实时数据快速传输技术

为实现分布式控制关联站点智能终端(Smart Terminal Unit, STU)间的实时对等通信以及互操作,可采用面向通用对象的变电站事件(Generic Object—Oriented Substation Event,GOOSE)传输STU间的实时数据和控制命令。在对比分析现有GOOSE映射方式的基础上,提出了基于TCP协议的GOOSE报文传输方案(GOOSE over TCP),给出了实现方法以及改善GOOSE over TCP传输实时性的措施。分析了影响报文传输延时的主要因素。通过试验测得在通信网络含有大量突发报文的恶劣环境中优化后的GOOSE over TCP最大传输延时约为2.4 ms,平均传输延时约为1.3 ms,可以满足配电网分布式控制应用的需求。     

基于对等通信网络的智能分布式自愈控制的研究

在分析SDTU的结构、功能及配电网自愈控制的实现目标和自愈处理流程的基础上,参考了IEC 61850标准下分层结构体系和面向通用对象的变电站事件(GOOSE)模型,针对SDTU分布式存在的终端间信息交互不畅、故障发生时越级跳闸的问题,对基于对等通信网络的智能分布式自愈控制进行了研究。借助分层体系结构下的智能终端及其分布式FA逻辑算法,完成对配电网故障的监测、定位、隔离及恢复。参照GOOSE模型的对等通信网络报文传输,实现了报文传输的实时性与灵活性,并通过对配电网自动化系统进行实际设备建模实验,验证了基于对等通信网络的分布式自愈控制有效地实现了SDTU多点多联络的分布式控制,保证了故障定位、隔离和恢复的准确性和可靠性。     

智能变电站GOOSE通信技术

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)通信技术是IEC 61850定义的一种通信机制,其中应用了许多网络及通信技术,提高了网络传输的可靠性.本文对GOOSE的通信结构、通信协议、通信映射进行了介绍和分析.     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

基于GOOSE的分布式控制数据快速传输技术研究

研究基于相关站点智能终端(Smart Terminal Unit,STU)间实时对等通信的分布式控制实现机理。为实现STU间的实时对等通信以及互操作,使用GOOSE(Generic Object-Oriented Substation Event)机制来传输STU间的实时数据以及控制命令。在分析现有GOOSE传输机制的基础上,提出基于TCP协议的GOOSE报文传输方案及提高报文传输实时性的措施。通过OPNET软件搭建仿真模型,验证了所提方案的可行性。仿真结果表明,当网络平均负载率小于40%时,应用TCP协议传输GOOSE报文的平均传输延时约为0.65 ms,且最大值不超过1 ms,可以满足分布式控制对快速报文传输速度的要求。     

基于ARM的GOOSE通信系统研究

为实现IEC61850协议下的GOOSE通信,首先分析GOOSE通信的映射方式、传输控制方法,然后提出一种基于ARM的GOOSE通信系统,介绍了系统的组成,阐明其硬件架构和软件设计。通过实验,详细分析GOOSE的协议数据单元,验证报文重发机制,测量通信时间。经测试,该系统能够满足IEC61850协议下GOOSE通信的实时性和可靠性要求,并且结构简单,成本低廉,在智能变电站领域有一定的应用前景。     

基于EPOCHS平台的监控网与GOOSE网合一的网络仿真分析

通用面向对象的变电站事件(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。针对监控网与GOOSE网合一的网络结构,运用电力通信同步仿真平台(EPOCHS)进行通信网络动态仿真。通过对GOOSE及采样值(SAV)实时性的仿真分析,其结果为报文优先级、网络带宽及组网的创新拓展提供了依据。     

数字化变电站GOOSE技术工程化应用

主要阐述了在基于IEC61850标准的数字化变电站工程中GOOSE技术的工程化应用情况.从理论和实践2个方面,总结分析GOOSE通信实时性能;提出了GOOSE软压板机制和GOOSE双网冗余机制,有效提高了GOOSE机制工程应用的可靠性;同时提出GOOSE虚端子设计方法,使GOOSE逻辑连接实现显性设计和规范应用.所提机...     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

GOOSE报文记录器在数字化变电站中的应用

通过分析数字化变电站的面向通用对象的变电站事（generic object oriented substation event,GOOSE）报文信息数据流,提出了应用通信报文录波器实现GOOSE报文数据记录、再现的功能,精确分清不同设备间的数据交换动作。以110kV三江数字化变电站为例,介绍了GOOSE报文记录装置的工作原理,模拟试验结果表明该装置能反映GOOSE通信状况,但仍存在个别报文事件时间未随实际事件变化的情况。     

基于EtherCAT的GOOSE网络可靠性与实时性研究

针对现有通用面向对象变电站事件(GOOSE)网络在可靠性和实时性方面受到交换机数量及性能限制,且存在广播风暴的问题,提出用以太网控制自动化技术(EtherCAT)替代现有GOOSE网络中的交换式以太网技术,并以某智能变电站220kV GOOSE网络为例,详细阐述了基于EtherCAT的GOOSE网络组网原理。在可靠性方面,运用生成树算法,计算和分析了两种不同技术背景下GOOSE网络的可靠度,分析结果验证了EtherCAT可以提高GOOSE网络的可靠性。实时性方面,采用OPNET软件对基于交换式以太网技术的GOOSE网络进行建模和仿真分析,并搭建了基于EtherCAT的GOOSE网络实验平台,利用网络分析仪对其进行GOOSE报文传输时延测试,测试结果表明该网络能够满足IEC 61850标准的实时性要求。     

基于GOOSE的变电站保护功能应用研究与实现

分析了GOOSE通信在变电站保护功能中的应用.文章主要探讨了GOOSE在失灵保护、重合闸、分散式方向母线保护等保护中的应用原理和信号需求情况,给出了相关的GOOSE信号交互表和动作逻辑.另外文章还分析总结了GOOSE保护应用的各种网络结构的性能,对于不同的电压等级,推荐了合适的网络结构.最后,还指出了保护装置中GOOS...     

数字化变电站GOOSE网络故障分析及处理

以邯郸名府220 kV数字化变电站为例,介绍GOOSE网络架构、VLAN划分及分配原则,对GOOSE网络及相关设备可能出现的故障进行分析,并提出相应的处理措施,为数字化变电站GOOSE网络的调试、运行、检修提供了一定的技术支持.     

智能变电站过程层网络数据流的分析与研究

在分析智能变电站过程层网络主要数据SMV、GOOSE、PTP1588报文共网传输的可行性基础上,指出过程层组网最佳方案是星形拓扑;对比VLAN与GMRP 2种报文过滤技术,以IEC 61850标准中的D2-1典型变电站为例,提出了一套基于间隔的VLAN局域网逻辑结构划分方案,对其中存在的各种数据流流量、通信时延及时延抖动进行了详细说明和计算,最后利用OPNET仿真软件对共网传输时数据流时延进行仿真,论证了采用VLAN技术共网传输的可行性。     

基于过程总线通信实现数字化变电站的在线闭锁

以实际变电站线路为例,分析了开关操作的在线闭锁规则和闭锁消息在各智能电子设备(intelligent electronic device,IED)之间的交互协作关系,设计了间隔间闭锁通信模型的网络拓扑结构,并给出了传输面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)报文所需的虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)和多播地址的配置方法。重点研究了基于过程总线的IEC61850GOOSE报文通信模块和在线闭锁模块的实现。通过实例分析以及在嵌入式平台下进行的模拟仿真实验,证明了所提出的闭锁方案的正确性和可行性。