基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站
技术应用与分析
魏 勇1，罗思需2，施 迪2，梁小刚2，李俊刚1，崔全胜1
【摘 要】摘要：分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式：点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式，提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案，从技术角度分析了方案的可行性。分析了共网传输模式下的主要业务数据类型：SMV，GOOSE，PTP1588网络报文，对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素：存储转发延时，交换延时，线路延时，帧排队延时进行了定量分析。结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析，工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的，对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值。 【期刊名称】电力系统保护与控制 【年(卷),期】2010(038)024 【总页数】7
【关键词】数字化变电站；IEC 61850-9-2；GOOSE；共网传输；网络流量；通信时延；PTP1588
0 引言
变电站综合自动化技术经过10余年的发展，目前已经基本成熟，得到了大量的工程应用，获得了巨大的成功。随着 IEC61850变电站建模通信标准体系标准的颁布实施及电子互感器技术的发展，各地各种应用模式的数字化变电站试点工程建设如雨后春笋般蓬勃开展，变电站自动化技术进入了数字化时代[1]。 目前无论国外还是国内，对符合IEC 61850的全数字化变电站的研究、工程试
点都是热点，但是多处于站控层和间隔层部分的IEC61850-8的试点，或者是在过程层采用FT3/IEC61850-9-1点到点模式实现采样值数字化传输，国内真正基于GOOSE及网络方式（IEC61850-9-2）采样值共网传输的数字化变电站还未在工程中应用[2]。
在2008年法国巴黎召开的第42届国际大电网会议上由专家提议，国际电工委员会（IEC）决定废弃IEC61850-9-1及IEC60044技术标准[3]，随着IEC61850-9-1的废除，基于IEC61850-9-2标准的变电站自动化系统的推广应用是一种必然的趋势，国内外已经开始了 IEC61850-9-2网络化采样值方式的技术研究及产品开发，部分地区的招标技术要求中，明确要求采用IEC61850-9-2网络化采样值方式作为过程层组网方案[4-5]。
文献[6]对数字化变电站GOOSE网络的性能进行了专项测试，测试结果表明GOOSE技术完全可应用于数字化变电站各项网络化应用功能的实现，测试环境是在采样值网络和GOOSE网络共网传输的环境下进行的，从技术角度分析网络化采样值和GOOSE共网传输是可行的。
本文在现有的数字化变电站工程应用模式基础上，在分析点到点的IEC61850-9-1采样值传输模式和IEC61850-9-2网络化采样值传输模式之后，提出了在数字化变电站过程层采用 IEC61850-9-2网络化采样值组网方式，并和GOOSE信息一起物理共网传输的方案，并对这种传输模式下的网络流量及可能的通信时延进行了定量的估算和分析。本文最后结合某实际的数字化工程进行了该技术方案的应用分析。
1 现有工程应用组网模式
依据国网公司数字化（智能）变电站调研情况统计资料[7]，数字化变电站现有
的工程建设及应用模式归纳起来可以分为下列几种：
A．采用电子互感器，采用智能终端设备，过程层采用GOOSE技术。 采样值网络单独组网。 采样值通过光纤点对点传输。
B．采用电子互感器、未采用智能终端设备，跳合闸回路采用传统电缆模式。 采样值组网，传输格式采用IEC61850-9-1、IEC 60044。 采样值通过光纤点到点传输。
C．采用传统互感器，采用智能终端设备，过程层采用GOOSE技术。
D．变电站监控系统采用IEC61850规约通信，仅站控层与间隔层设备间通信采用IEC61850规约。
从上面的统计情况可知，目前采用IEC61850-9-2网络化采样值及GOOSE共同组网的应用模式尚未见到。
下面将分析在数字化变电站过程层中依据采样值SMV和GOOSE信息传输方式不同而划分的几种常见的组网方案，最后重点对所提出的“IEC61850-9-2网络化采样值及GOOSE共同组网的组网”方案从过程层网络性能角度进行详细理论分析。
2 过程层组网方案
2.1 IEC61850-9-1采样值点到点传输方案
IEC61850-9-1是IEC为了适应数字化采样值传输方案在数字化变电站建设初期，为了兼容传统的IEC60044互感器数据传输标准制定的临时标准，该模式只提供报文传输一种服务，即通过单向多路点对点串行通信链路的采样值传输方式。合并单元提供多个光纤数据输出接口，与间隔层设备之间通过光纤一对
基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析
