智能变电站过程层报文详解
智能变电站过程层报文
1.GOOSE报文
1.1.G OOSE传输机制
SendGOOSEMessage通信服务映射使用一种特殊的重传方案来获得合适级别的可靠性。重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如在该时间间隔没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。事件传输时间如图1-1所示。从事件发生时刻第一帧报文发出起，经过两次最短传输时间间隔T1重传两帧报文后，重传间隔时间逐渐加长直至最大重传间隔时间T0。标准没有规定逐渐重传时间间隔计算方法。事实上，重传报文机制是网络传输兼顾实时性、可靠性及网络通信流量的最佳方案，而逐渐重传报文已越来越不能满足实时性要求，对重传间隔时间已没有必要规定。
图1-1 GOOSE事件传输时间
SendGOOSEMessage服务以主动无须确认的发布者/订阅者组播方式发送变化信息，其发布者和订阅者状态机见图1-2和图1-3。
图1-2 GOOSE 服务发布者状态机
1) GoEna=True （GOOSE 使能），发布者发送数据集当前数据，事件计数器置1
（StNum=1），报文计数器置1（SqNum=1）。
2) 发送数据，SqNum=0，发布者启动根据允许生存时间确定的重发计时器，重发计
时器计时时间比允许生存时间短（通常为一半）。
3) 重发计时器到时触发GOOSE 报文重发，SqNum 加1。
4) 重发后，开始下一个重发间隔，启动重发计时器。重发间隔计算方法和重发之
间的最大允许时间都由发布者确定。最大允许时间应小于60秒。
5) 当数据集成员数据发生变化时，发布者发送数据，StNum 加1，SqNum=0。
6) GoEna=False ，所有的GOOSE 变位和重发报文均停止发送。
图1-3 GOOSE 服务订阅者状态机
1) 订阅者收到GOOSE 报文，启动允许生存时间定时器。
2) 允许生存时间定时器到时溢出。
3) 收到有效GOOSE 变位报文或重发报文，重启允许生存时间定时器。
图1-4~8以某距离保护A 相跳闸为例演示了保护跳闸信号从动作到返回过程中SendGOOSEMessage 服务的报文时序。
）
5）
图1-4 保护动作前数据重发
保护动作前，SendGOOSEMessage服务以最大重传时间间隔T0（图中为1024ms）重传报文，让接收方能检测到关联的存在，报文数据信息全部是0，即保护不动作。重传报文时，事件计数器不变StNum，报文计数器SqNum加1。
图1-5 保护动作时刻数据发送
保护动作时刻，SendGOOSEMessage服务立即发送变位报文，事件计数器不变StNum 加1，报文计数器SqNum清零。报文数据中距离保护总动作和A相动作信号为1；B相和C相动作信号为0，表明此刻距离保护动作，故障相别为A相。
图1-6 保护动作过程中数据重发
保护动作过程中，从事件发生时刻第一帧报文发出起，SendGOOSEMessage服务经过两次最短传输时间间隔T1（图中为1ms）重传两帧报文后，重传间隔时间逐渐加长直至最大重传间隔时间T0（图中示例并未到T0，保护就返回了，启动新的数据刷新报文），保证了动作信息传递的实时性、可靠性。
图1-7 保护返回时刻数据发送
保护返回时刻与保护动作时刻相似，SendGOOSEMessage服务立即发送变位报文，事件计数器不变StNum加1，报文计数器SqNum清零。报文数据全为0，表明此刻距离保护返回。
图1-8 保护返回后数据重发
保护返回后，从返回时刻第一帧报文发出起，SendGOOSEMessage服务经过两次最短传输时间间隔T1重传两帧报文后，重传间隔时间逐渐加长直至最大重传间隔时间T0。
SendGOOSEMessage服务主要有以下特点：
1)基于发布者/订阅者结构的组播传输方式。
发布者/订阅者结构支持多个通信节点之间的直接通信，与点对点通信结构和客户端/服务器通信结构相比较，发布者/订阅者通信结构是一个数据源（即发布者）向多个接收者（即订阅者）发送数据的最佳方式，尤其适合于数据流量大，实时性要求高，数据需要共享的数据通信，这一点非常适合于变电站自动化系统的IED之间数据交换与共享。发布者/订阅者通信结构符合GOOSE报文传输本质，是事件驱动的。
2)逐渐加长间隔时间的重传机制。
为了提高可靠性，通常采用应答方式确定接收者是否收到。如果在一定时间没有收到应答报文或收到接收错误的报文，发送者可以采取重发的方法弥补前一次通信失败。但是，这种应答方式难以满足快速通信需求，尤其是在报文丢失的情况下，重发可能需要等待较长时间。无需应答确认机制，直接逐渐加长间隔重传报文的方法是网络传输兼顾实时性、可靠性及网络通信流量的最佳方案。
3)GOOSE报文携带优先级/VLAN标志。
在数据链路层，为了提高速度，GOOSE报文采用VLAN标签协议，在数据中增加表示优先级的容，支持VLAN标签协议的以太网交换机会根据优先级进行实时处理，保证其实时特性。图1-9是以太网交换机处理带VLAN标签帧的报文处理示意图。
图1-9 交换机优先传输
4)应用层经表示层后，直接映射到数据链路层。
基于通信功能分层的概念，OSI参考模型（ISO/IEC7498-1）给出了详细的通信模型。为使通信系统稳定可靠，该模型规定了5-7层，并详细给出了每层的功能要求。
图1-10 OSI七层参考模型
图1-11为SendGOOSE服务的通信协议栈。从图中可以看出，这一服务只用了国际标准化组织开放系统互联（ISO/OSI）中的4层，不经过会话层、网络层和传输层，其目的是提高可靠性和降低传输延时。
图1-11 GOOSE通信协议栈
5)基于数据集传输。
数据集是有序的功能约束数据或功能约束数据属性集合。客户端/服务器或发布者/订阅者双边均知道数据集的成员和顺序，因此基于数据集的通信仅需要传输数据集名及
智能变电站技术(详细版)[详细]
智能化变电站技术
内容提要
? 智能化变电站概述 ? 如何实现智能化变电站 ? 关键问题分析 ? 智能化变电站技术规范 ? 国内典型工程案例分析
智能化变电站概述-定义
? 《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设
备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共 享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、 控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需 要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析 决策、协同互动等高级功能的变电站。
? 智能变电站派生于智能电网
智能化变电站概述-变电站 内部分层
IEC61850将变电站分为三层
远方控制中心 技术服务
7
变电站层
功能A
16
功能B
9 16
8
3
继电保护
控制
间隔层
控制
3
继电保护
45
45
过程层接口
过程层
传感器
操作机构
高压设备
智能化变电站概述-需要区分的概念
? 变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等
? 间隔层 保护、测控等
? 过程层 智能操作箱子（或称智能单元） 合并单元 一次设备智能组件等。
智能化变电站概述-需要区分的概念
? IEC61850变电站
特征： 1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）； 2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连
接； 3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连
互通，取消了保护管理机； 4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与
变电站层监控等相连。
市场特征： 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来 越大，以后会成为变电站标配。 例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。
智能变电站概述
智能变电站概述 第2 章智能变电站概述 2.1 智能变电站的定义和主要技术特点 所谓智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 智能变电站具有数字化全站信息、网络化通信平台、标准化信息共享和互动化高级应用的主要技术特点。 （1）数字化全站信息。数字化全站信息是指实现一次、二次设备的灵活控制，并具有双向通信功能，可以通过信息网进行管理，满足全变电站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。主要表现在信息的接地数字化，通过采用电子互感器，或者常规互感器就地配置合并单元，实现了就地数字化的信息采样；通过一次设备智能终端的配置，实现就地采集设备本体信息和就地执行控制命令。使电缆缩短，光缆延长。
（2）网络化通信平台。网络化通信平台是指使用基于IEC 61850 的标准化网络通信体系，具体表现是网络化传输全站信息。变电站能根据实际需求灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术增强系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送到测控、保护、故障录波及相角测量等装置，从而共享了数据；利用光缆代替电缆可大幅度减少变电站二次回路的连接线数量，同时提高了系统的可靠性。 （3）标准化信息共享。标准化信息共享就是形成基于一致的断面的唯一性、一致性基础信息，一致的标准化信息模型，通过一致的标准、一致的建模来实现变电站里外的信息交换和信息共享。具体表现在信息一体化系统下，将全站的数据按照一致的格式、一致的编号存放在一块儿，使用时按照一致的检索方式、一致的存取机制进行，避免了不同功能应用时对相同信息的重复建设。 （4）互动化高级应用。互动化高级应用就是实现各种变电站里外高级应用系统相关对象之间的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。具体而言，就是建立变电站内全景数据的信息一体化系统，供各个子系统同一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其他系统进行标准化交互；满足变电站集约化管理、顺序控制的要求，并能与相邻变电站、电源、用户之间的协调互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行[5,6].
智能变电站过程层报文详解
智能变电站过程层报文 1. GOOSE 报文 1.1. GOOSE 传输机制 SendGOOSEMessage 通信服务映射使用一种特殊的重传方案来获得合适级别的可靠性。重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如在该时间间隔内没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。事件传输时间如图1-1所示。从事件发生时刻第一帧报文发出起，经过两次最短传输时间间隔T1重传两帧报文后，重传间隔时间逐渐加长直至最大重传间隔时间T0。标准没有规定逐渐重传时间间隔计算方法。事实上，重传报文机制是网络传输兼顾实时性、可靠性及网络通信流量的最佳方案，而逐渐重传报文已越来越不能满足实时性要求，对重传间隔时间已没有必要规定。 图1-1 GOOSE 事件传输时间 SendGOOSEMessage 服务以主动无须确认的发布者/订阅者组播方式发送变化信息，其发布者和订阅者状态机见图1-2和图1-3。 图1-2 GOOSE 服务发布者状态机 1) GoEna=True （GOOSE 使能），发布者发送数据集当前数据，事件计数器置1（StNum=1）， 报文计数器置1（SqNum=1）。 2) 发送数据，SqNum=0，发布者启动根据允许生存时间确定的重发计时器，重发计时器 计时时间比允许生存时间短（通常为一半）。 3) 重发计时器到时触发GOOSE 报文重发，SqNum 加1。 4) 重发后，开始下一个重发间隔，启动重发计时器。重发间隔计算方法和重发之间的 最大允许时间都由发布者确定。最大允许时间应小于60秒。 5) 当数据集成员数据发生变化时，发布者发送数据，StNum 加1，SqNum=0。 5）
(完整版)《智能变电站运行管理规范》(最新版).doc
《智能变电站运行管理规范》（最新版） 为进一步规范电网智能化变电站运行管理工作，保证智能设备安全可靠运行，本规范结合国家电网公司及相关网、省电力公司相关管理标准及现场运行实际，参考各省的《智能变电站运行管理规范》，完成现《智能变电站运行管理规范（最新版）》，供各单位参考和借鉴。 目录 1 总则 2 引用标准 3 术语 4 管理职责 4.1 管理部门职责 4.2 运检单位职责 5运行管理 5.1 巡视管理 5.2 定期切换、试验制度 5.3 倒闸操作管理 5.4 防误管理 5.5 异常及事故处理 6设备管理 6.1 设备分界 6.2 验收管理 6.3 缺陷管理 6.4 台账管理 7智能系统管理 7.1 站端自动化系统 7.2 设备状态监测系统 7.3 智能辅助系统 8资料管理 8.1 管理要求 8.2 应具备的规程 8.3 应具备的图纸资料 9培训管理 9.1 管理要求 9.2 培训内容及要求 1总则 1.1 为规范智能变电站设备生产管理，促进智能变电站运行管理水平的提高，保证智能变电 站设备的安全、稳定和可靠运行，特制定本规范。 1.2 本规范依据国家和电力行业的有关法规、规程、制度，智能变电站技术标准、规范等， 并结合智能变电站变电运行管理的实际而制定。 1.3 本规范对智能变电站设备的管理职责、运行管理、设备管理、智能系统管理、资料管理 和培训管理等六个方面的工作内容提出了规范化要求。 1.4 本规范适用于江苏省电力公司系统内的智能变电站的运行管理。常规变电站中的智能设
备的运行管理参照执行。 1.5 本规范如与上级颁发的规程、制度等相抵触时，按上级有关规定执行。 2引用标准 Q/GDW 383-2010 《智能变电站技术导则》 Q/GDW 393-2010 《 110（ 66） kV ～ 220kV 智能变电站设计规范》 Q/GDW394 《 330kV ～ 750kV 智能变电站设计规范》 Q/GDW 410-2010 《高压设备智能化技术导则》及编制说明 Q/GDW 424-2010 《电子式电流互感器技术规范》及编制说明 Q/GDW 425-2010 《电子式电压互感器技术规范》及编制说明 Q/GDW 426-2010 《智能变电站合并单元技术规范》及编制说明 Q/GDW 427-2010 《智能变电站测控单元技术规范》及编制说明 Q/GDW 428-2010 《智能变电站智能终端技术规范》及编制说明 Q/GDW 429-2010 《智能变电站网络交换机技术规范》及编制说明 Q/GDW 430-2010 《智能变电站智能控制柜技术规范》及编制说明 Q/GDW 431-2010 《智能变电站自动化系统现场调试导则》及编制说明 Q/GDW 441-2010 《智能变电站继电保护技术规范》 Q/GDW580 《智能变电站改造工程验收规范（试行）》 Q/GDWZ414 《变电站智能化改造技术规范》 Q/GDW640 《 110（ 66）千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW6411 《 220kV 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW642 《 330kV 及以上 330～ 750 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW750-2012 《智能变电站运行管理规范》 国家电网安监 [2006]904 号《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》 国家电网生 [2008]1261 号《无人值守变电站管理规范（试行）》 国家电网科 [2009]574 《无人值守变电站及监控中心技术导则》 国家电网安监 [2009]664 号国家电网公司《电力安全工作规程（变电部分）》 国家电网生 [2006]512 号《变电站运行管理规范》 国家电网生 [2008]1256 号《输变电设备在线监测系统管理规范（试行）》 3 术语 3.1 智能变电站 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能， 并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变 电站。 3.2 智能电子设备 包含一个或多个处理器，可以接收来自外部源的数据，或向外部发送数据，或进行控制的装 置，例如：电子多功能仪表、数字保护、控制器等，为具有一个或多个特定环境中特定逻辑 接点行为且受制于其接口的装置。 3.3 智能组件 由若干智能电子装置集合组成，承担主设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。 可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。 3.4 智能终端 一种智能组件，与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对
智能变电站的网络结构优化
0引言 智能变电站由一次设备和二次设备2个层面构成，其基本 的组成单元和普通数字化变电站并没有本质区别。 智能变电站的优势主要体现在一次设备的智能化控制以及利用网络化来组织二次设备上，加之一次设备与二次设备之间采用了高速网络通信，因此二者之间的联系得以加强。从智能变电站组成的层次结构来看，从一次设备（互感器、断路器）开始，往下是过程层设备（主要是户外柜组件和过程层交换机），其次是隔离层设备（如各类保护装置和测控装置），最后是由以太网MMS 、监控系统和远控装置构成的站控层设备。而从智能变电站的发展趋势来看，有向系统层和设备层2层结构简化的趋势。但这种2层简化结构需要依赖于大量的计算机和网络控制技术，因此短时间内还难以实现。 当前的智能变电站多数仍采用传统的3层结构形式，该种结构框架的过程层设备和间隔层设备是通过过程层的网络连接来实现的。网络连接在过程层中承担着智能变电站主要数据的通信任务，这些传输数据来自于变电站运行中的状态实时数据，以及变电站的模拟量采样信息、网络中传输的设备管理信息和事件警告信息等。因此， 在研究智能变电站的网络结构优化时，主要是考虑网络中数据传输的优化。 1智能变电站网络结构形式分析 智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层和过程层3个 大层次，通信连接一般都是靠站控总线和过程总线完成。其中站控总线处理站控层与间隔层各控制设备之间的通信，而过程总线处理间隔层与过程层中各种智能一次设备的通信。 从逻辑上讲，在设计时，通常可依据需要将站控总线设置为独立于过程总线，或将站控总线与过程总线合并的形式。这2种不同的布线方式各有优缺点。如果将站控总线与过程总线合并，可能会因数据时效性属性不同（实时性、非实时性）、数据控制属性不同（控制性、非控制性）而导致数据间的互相影响，降低网络资源的利用效率和网络的安全性。但这种布线方式能够提高硬件资源的利用效率，在条件允许的情况下，可通过以太网的优先级排队技术或虚拟局域网技术来实现对各类重要等级不同的数据进行分析处理。 不论是采用站控总线和过程总线合并的形式还是单独布设的形式，从网络结构上看，都可以分为5个基本的层级结构：层级1（站控单元、站运行支持单元、路由器、远程控制中心）、层级2（一级交换机）、层级3（监控单元、保护单元）、层级4（二级交换机）、层级5（执行机构、传感器）。如果是站控总线和过程总线独立布设的形式，则各个层次的组成单元依次与下一层级的组成单元相连，同一层级的组成单元互不影响，形成从一级交换机开始的若干条独立的数据传输线路，此时一级交换机和二级交换机之间没有直接的线路连接，而是要经过层次3中的监控单元和保护单元。如果是站控总线和过程总线合并布设的形式，则在一级交换机和二级交换机之间直接存在直接的连接线路，但一级交换机所接收到的数据既有直接来自于二级交换机的数据，也有通过监控单元和保护单元的数据，这是这一布线方式可能存在数据干扰的根本原因。 2智能变电站网络结构优化 在本节中，将从某智能变电场升压站的组网结构优化及其 网络的流量优化2个方面来展开讨论。该升压站的原系统结构如图1所示。 2.1 原系统结构特点分析 由图1可知，其网络结构为典型的“三层两网”式结构，站控层、间隔层和过程层的层次结构很明显，过程层和站控层这2级网络为独立式布置。在本例中，网络采用高速以太网搭建，过程层的网络采用了2类网络形式来分别处理上行数据和下行数据，其中电流和电压实时数据的上传、开关量的上传均由SV 采样值网络完成，而分合闸控制量的下行则由GOOSE 网络完成。站控层网络采用MMS ／GOOSE 通信方式来完成全站信息的汇总和处理。 在原站控层的组网方案中，采用的是双星型拓扑结构，冗余网络采用双网双工方式运行。而过程层的网络结构为单星型的以太网结构，保护装置由2套独立的单网配置提供，因此能够使过程层网络具有双重化的特点，且2套网络互相物理隔离。过程层中的网络采样值按点对点传输的方式完成，以直接跳闸的方式来实现对间隔层设备的保护。 采用上述组网结构后，可以实现GOOSE 和SV 以太网口的独立传输，在信息传输时交换机所承担的任务明确，能够有效避免数据之间的干扰。原过程层GOOSE 网络承担着繁重的数据采样任务，但网络仅具备100M 的流量承载力，影响了数据的传输效率，加之网络接口独立设置，因此不便于网络结构的维护。 浅谈智能变电站的网络结构优化 丁文树 （泰州供电公司，江苏泰州225300） 摘要：介绍了智能变电站的层级构成以及各个层级的特点，在此基础上，对当前智能变电站主要的网络结构形式进行了分析，最后 以某智能变电站的网络结构改造和优化为例，阐述了网络结构优化后的具体形式以及网络流量优化时所采用的优化方法。 关键词：智能变电站；网络结构优化；流量优化 图1升压站原系统结构示意图 站控层设备 站控层网络 间隔层设备 过程层网络 过程层设备 合并单元 测控装置 录波装置 计量装置 智能单元 保护装置 设计与分析◆Sheji yu Fenxi 134
智能变电站网络安全策略分析与研究 徐晓寅
智能变电站网络安全策略分析与研究徐晓寅 摘要：智能变电站网络的可靠性和安全性决定了站内智能终端、合并单元、保 护装置、测控装置、自动化系统等各设备之间信息流的传输质量，会对变电站的 安全稳定运行产生直接影响。本文针对智能变电站网络存在的安全威胁，从技术 和管理方面提出了适用于智能变电站网络安全的策略。 关键词：智能变电站；网络安全；策略分析 1 智能变电站网络安全现状分析 智能变电站网络面临的安全威胁主要有内部和外部两部分：内部威胁为网络 交换机硬件问题对站内网络造成的风险；网络风暴造成站内网络瘫痪；外部人为 专业攻击造成的破坏。 1.1 外部安全威胁主要是人为专业攻击，在智能变电站网络条件下，人为专业攻击主要分为以下两种。 1.1.1 主动破坏 非法专业用户接入网络后，通过监听、拦截对站内信息及设备进行监视和控 制操作，再伪造信息向网络发送大量无用报文，使站内网络设备异常、死机甚至 无法重启，最后导致整个网络瘫痪。 1.1.2 无意识破坏 专业用户正常接入网络后，由于误操作导致大量组播报文在网络内传播，对 网络造成破坏和损失。 1.2 智能变电站面临的内部威胁主要来源于内部通信的脆弱性。智能变电站改变了原有的点对点的通信模式，取消了原有的硬接线模式，不同部件之间的通信，采用了对等的通信模式，所有变电站的智能部件之间的通信均在局域网上实现， 并且不同智能部件的关联度更加紧密。一旦某个智能部件遭到恶意攻击，就会影 响整个变电站内的通信，危及站内业务的正常运行。其安全威胁主要有以下几方面： 1.2.1 网络交换机硬件风险 变电站在正常和异常运行时，均会产生不同程度的电磁干扰，如高压电气设 备的倒闸操作、短路故障等电磁暂态过程及高压电气设备周围产生的静电场和磁场、雷电、电磁波辐射、人体与物体的静电放电等。这些电磁干扰会对交换机的 通信传输产生一定影响，导致交换机转发的报文出错，甚至丢失整帧报文，影响 智能变电站网络的安全可靠运行。因此，在强电磁干扰的情况下，交换机必须满 足零丢帧的要求，以满足过程层数字化的需求。而在实际生产现场，智能变电站 的交换机选型配置及验收都无明确的负责机构及硬件把关负责人员，导致交换机 管理处于无序甚至空白状态。 1.2.2 网络风暴 交换机作为网络核心通信设备，如果自身的报文转发机制异常，会导致网络 风暴，给智能变电站网络运维留下极大的隐患。网络风暴的基本表现为：大量重 复报文在网络中快速传播，大量信息排队等待，直至占满带宽或耗尽交换机 CPU 资源，严重影响网络的正常运行。产生网络风暴的原因很多，其中重要的原因是 网络环路问题，主要指：对过程层网络来说，虽然工程应用上通过静态VLAN划 分或 GMRP组播技术来实现网络隔离，但如果网络环路发生在同一VLAN内，仍 会产生网络风暴；对站控层网络来讲，由于没有采用任何组播报文隔离技术，GOOSE 报文组播范围为站控层全网；一旦网络内形成重复链路，GOOSE 报文就会
智能变电站概述及通讯结构图讲述
电气设备监测与故障诊断作业 智能变电站 学院：电子信息 专业：电气工程及其自动化 班级：13级01班 姓名：苗增 学号：41303040134
智能化变电站建设 苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600 摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850 通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 1.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。 110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;
智能变电站概述及通讯结构图
智能变电站概述及通讯结构图 来源：深圳南瑞科技有限公司陈小姐时间：2011-07-18 11:25 阅读：1228次 标签：智能变电站自动化系统 1.智能变电站概述 智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 2.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV 及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要; 间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。 3.2.工程应用 浙江宁波220kV武胜变
智能变电站网络报文记录分析装置通用技术规范(范本)
智能变电站网络报文记录分析装置专用技术规范（范本）
本规范对应的专用技术规范目录
智能变电站网络报文记录分析装置 技术规范（范本）使用说明 1．本技术规范分为通用部分、专用部分。 2．项目单位根据需求选择所需设备的技术规范，技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。 3．项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”，并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会： 1）改动通用部分条款及专用部分固化的参数。 2）项目单位要求值超出标准技术参数值。 3）需要修正污秽、温度、海拔等条件。 经标书审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。 4．对扩建工程，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。 5．技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。 6．投标人逐项响应专用技术规范中“1 标准技术参数”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。填写投标人响应部分，应严格按招标文件专用技术规范的“招标人要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。 7．一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用技术规范中详细说明。
目次 智能变电站网络报文记录分析装置技术规范（范本）使用说明 (465) 1总则 (467) 1.1引言 (467) 1.2供方职责 (467) 2技术规范要求 (467) 2.1使用环境条件 (467) 2.2网络报文记录分析装置额定参数 (468) 2.3装置功率消耗 (468) 2.4网络报文记录分析装置总的技术要求 (468) 2.5网络报文监测终端的技术要求 (470) 2.6网络报文管理机的技术要求 (471) 2.7网络报文记录分析装置技术指标 (472) 2.8柜结构的技术要求 (473) 3试验 (473) 3.1工厂试验 (473) 3.2系统联调试验 (473) 3.3现场试验 (474) 4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (474) 4.1卖方提供的样本和资料 (474) 4.2技术资料，图纸和说明书格式 (474) 4.3供确认的图纸 (474) 4.4买卖双方设计的图纸 (474) 4.5其他资料和说明书 (474) 4.6卖方提供的数据 (475) 4.7图纸和资料分送单位、套数和地址 (475) 4.8设计联络会议 (475) 4.9工厂验收和现场验收 (475) 4.10质量保证 (475) 4.11项目管理 (476) 4.12现场服务 (476) 4.13售后服务 (476) 4.14备品备件，专用工具，试验仪器 (476)
【实例详解】智能变电站智能终端动作时延测试
测试对象：南瑞继保PCS-221B-I智能终端 测试仪器：继保之星-6000C 光数字继电保护测试仪 智能终端是智能变电站中将保护跳闸信号传输给断路器开关的中间设备，接收保护装置光纤跳闸信号转换为硬接点开出动作信号传输给断路器，此过程转换的时间差将影响继电保护的速动性。本文介绍使用继保之星-6000C 检查智能终端收到保护跳闸命令后到开出硬接点的时间，智能终端应满足收到保护跳合闸命令后到开出硬接点的时间≤7ms。 1、智能终端试验接线 GOOSE接线：将继保之星-6000C 的IEC61850接口1接入到智能终端的GOOSE直跳口。 △GOOSE光纤接线 开入接点接线：继保之星-6000C 公共端接入跳闸及合闸出口公共端，开入端接入智能终端出口压板下端。
△ 开入接点接线 2、试验配置 通过继保之星-6000C 状态试验界面操作，完成智能终端的开入时间测试。 1）进入状态序列试验界面，点击工具栏“61850”按键，进入配置试验界面。
△ 61850参数设置 2）输出配置。点击上图GOOSE设置，然后点击右上角“读取模型文件”导入SCD文件。
△ 导入SCD文件 图中右侧为智能终端装置信息图，点击IED对应序号叠加符号。“GOOSE”表示该IED发送的GOOSE信息，点击右侧列表显示对应信息；“Ref：GSE”表示该IED接收的GOOSE信息，点击右侧列表显示对应信息。此处需配置“Ref：GSE”。 3）导入保护跳智能终端控制块。
△GOOSE配置 配置时需注意以下三点：①继保之星-6000C 模拟保护发GOOSE至智能终端，此类型应为发布；②通道选择为光纤1口；③跳闸信号为通道1映射为开出1。 3、试验方法 使用继保之星-6000C 发送跳闸GOOSE至智能终端，智能终端的跳闸开出硬接点接至继保之星-6000C 的开入量，测量其发出GOOSE报文与硬接点开入的时间差，即为智能终端的跳闸时间。 1）进入“状态序列”软件主界面，设置两个状态，状态一设置：开出 1“分”，按键触发；状态二设置：开出1“合”，开关量触发。
智能变电站GOOSE报文解读
智能变电站GOOSE报文解读 goose 附件： 我们以一个220kV线路保护PCS-931三相跳闸（同时发出启动失灵信号）的动作报文来分析。用MMS Ethereal软件打开文中附件的GOOSE报文： 进入工具栏的“File”→“Open” 左栏的“Directories”中选择文件路径，“Files”中选取文件后按“OK”确认 打开后报文如上图，我们需先对报文进行过滤 在“Filter”后的文本框中键入“iecgoose”（注意大小写），按回车提交过滤
过滤后显示的全部都是GOOSE 报文 图中“Time ”表示报文发生的的相对时间，“Source ”表示产生报文的源MAC 地址，“Destination ”表示报文的目的MAC 地址。 对照设计院提供的保护GOOSE 信号表中的组播地址找到我们需要查看的GOOSE 信号，在这里我们就以一个220kV 线路保护PCS-931的保护动作GOOSE 信号来进行分析。该GOOSE 的组播地址为01:0c:cd:01:14:1b 。 如上图示，在“Filter ”后的文本框中键入“eth.dst == 01:0c:cd:01:14:1b ”（注意大小写）过滤查看所有目的源地址为01:0c:cd:01:14:1b 的报文。 这是我们抓到报文中保护动作GOOSE 报文的一帧 注1：Time Allowed to Live 值一般为T0值的2倍，该参数主要用于GOOSE 断链的判断，在2倍的Time Allowed to Live 时间（在这里为20000毫秒即20秒）内未收到下一帧报文，AppID 表示应用ID 好，在此显示的是十进制数 Time Allowed to Live 表示GOOSE 报文的生存时间（注1） DataSetReference 表示该GOOSE 发送数据集的路径，具体解释见注2 GOOSEID 对应为GOOSE 控制块GSEControl 下的appID 值 Event Timestamp 表示事件时标，该值为时间发生的时间而非本段报文发送的时间 ControlBlockReference 表示GOOSE 控制块路径 StateNumber 为状态序号即StNum ，SequenceNumber 为顺序号即SqNum ，Test 表示报文是否为检修位 Number Dateset Entries 表示所传输数据集中数据的数量，Data 下的数据为数据集中各数据的传输值
智能变电站辅助系统综合监控平台介绍
智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑
交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或RS232/485接 口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所和基 站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线 检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁而设计生产的一款产品。它通过以太网TCP/IP 或者GPRS/3G/4G 网络，主要解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。 1) 置触摸屏支持单机管理
智能变电站培训资料(好)
智能变电站培训 一、智能变电站smart substation 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 1.一体化监控系统构架 1.1系统结构 智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成，各层设备主要包括： a)站控层：监控主机、数据通讯网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程 师站等 b)间隔层：保护装置、测控装置、故障录波、网络分析仪等； c)过程层：合并单元、智能终端、智能组件等 1.2网络结构 变电站网络在逻辑上由站控层网络、间隔层网络、过程层网络组成： a)站控层网络：间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层与间隔 层之间数据的传输； b)间隔层网络：用于间隔层设备之间的通讯，与站控层网络相连；
c)过程层网络：间隔层设备和过程层设备之间的网络，实现间隔层设备与过程层设备之间 的数据传输； 全站通信网络应采用高速工业以太网组成，传输带宽应大于或等于100Mbps，部分中心交换机之间的级联宜采用1000Mbps数据端口。 1.2.1站控层网络 采用星型网络结构，采用100Mbps或更高速工业以太网； 1.2.2间隔层网络 采用星型网络结构，采用100Mbps或更高速工业以太网； 1.2.3过程层网络 过程层网络包括GOOSE网和SV网 GOOSE网：实现遥信、直流遥测、遥控命令的传输； SV网：实现采样值传输，属于过程层网络； 注：站控层主要使用IEC61850 标准体系中的MMS 通讯服务规范，过程层主要使用IEC61850 标准体系中的GOOSE 及SMV 通讯服务规范。 1.3二次系统安全防护 智能变电站一体化监控系统安全分区及防护： a)安全I区的设备包括一体化监控系统主机、I区数据通信网关机、数据服务器、操 作员站、工程师工作站、保护装置、测控装置、PMU等。 b)安全II区设备包括综合应用服务器、II区数据通信网关机、变电站设备状态监测、 视频监控、安防、消防、环境监测等。 c)安全I区设备与安全II区设备通信采用防火墙进行隔离。 d)智能变电站一体化监控系统通过正反向隔离装置向III/IV区数据通信网关机传送 数据，实现与其它主站系统的数据传输。 e)智能变电站一体化监控系统与远方调度（调控）中心进行数据通讯应设置纵向加密 装置。 1.4对时系统 a)时钟系统由主时钟和时钟扩展装置组成，扩展数量由工程实际需求来确定。 b)主时钟应该双重化配置，支持北斗导航系统（BD），全球定位系统(GPS)和地面授时信号，优先采用北斗导航系统，主时钟同步精度优于1μs，守时精度优于1μs/h(12小时以上) c)站控层设备采用网络协议（SNTP）对时方式
图解智能变电站工作原理
智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。 1.1智能变电站工作原理 智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。 智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能化一次设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。例如：智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。 在实现一次设备实现通讯的基础上，网络化二次设备分层构建还需要一个具有广泛适用性、功能强大的通讯协议，使各种设备能通过协议实现互操作，才能让变电站的智能化变为可能。这个通讯协议就是IEC61850。IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统
一和透明。通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。 1.2各种设备之间互操作的可靠性 安全和可靠永远是电网系统不可逾越的原则，而众多不同厂家的设备连接到一起，设备之间互操作的可靠性问题也是一个难关。为了保证整个智能变电站系统的可靠性运行及响应速度，必须依靠变电站验收时各种试验及系统联调。由于智能变电站的设备分为过程层、间隔层、站控层3层，因此智能变电站的验收应根据智能变电站的特殊性，在验收时需制定相应验收计划。总的来说，智能变电站的验收项目主要有过程层设备验收、站控层设备验收及主要系统功能验收等项目。
智能变电站GOOSE报文解读
智能变电站GOOSE 报文解读 我们以一个220kV 线路保护PCS-931三相跳闸（同时发出启动失灵信号）的动作报文 来分析。用MMS Ethereal 进入工具栏的“ FileOpen ” 左栏的“ Directories ”中选择文件路径，“Files ”中选取文件后按“ OK ”确认 2 D.30C781 Q0lG d<1O 1622 3 D.85SBO1 00:10 4 D.M&B48 aO!O4!&l3：&OE27：to3 5 l.'^O4 54 Q?；Qi ；ck ：Lf ：ld ；? 7 1.325206 1WA68, 0.5 22血 0, 0. ?52 8 1 七？77念 IWaCiSa 0- 5 1?M4^ O,?55 =! 1. :L 」：- 10 l.A27^42 aDOQCiOIKi .QOD^bhS027bJ OOUIUU 」 LLfffffffffF 11 1. 0320^!^3；50：27^3 f f sfflff :ff :ff rff 1? 2.191313 5 13 2. j5^il56 1&2B 1^0. D B 5 丄4 Z. M7U5V U j ：ui-：■!*：*■□： 27：b3 15-九 与 汨 ￡k ：tf ： T￡k" 16 2.O35D61 a0:ifi ：A<:10:l&:lc 17 3.OTF8W OD ：lu:?aO:15:lb i 匸亡3 阳E Request UP 谕n his 1 测■斷?13L 2 知？ 7111 STP R5T. Kaga - 327^3/Off ： Da ： ； W 匚0班 -巧 」口（= Ed arc B giori ! 573TS- EiBsrlreaT lort port ; 1 Irrnnr UDP Source &or*i ：; 57317 Cestir-at ' ar port : I fii 肝 口冃阿呂 Nil TIP qi 」p 「# NB 15AT^P-￡Q0J 1ECGOOSE Reques- ipx HAP GS neral query *RP wha his. 1 将L 苛.13.2刑t Tell 19飢即 ■JBb,5 N^ie qu^ry NB Ji W 斗厂耳P% DO a ^Bh-5 Ni~ne query N3 ISATAP 智能变电站GOOSE报文解读 附件：goose 我们以一个220kV线路保护PCS-931三相跳闸（同时发出启动失灵信号）的动作报文来分析。用MMS Ethereal软件打开文中附件的GOOSE报文： 进入工具栏的“File”→“Open” 左栏的“Directories”中选择文件路径，“Files”中选取文件后按“OK”确认 打开后报文如上图，我们需先对报文进行过滤 在“Filter”后的文本框中键入“iecgoose”（注意大小写），按回车提交过滤 过滤后显示的全部都是GOOSE报文 图中“Time”表示报文发生的的相对时间，“Source”表示产生报文的源MAC地址，“Destination”表示报文的目的MAC地址。 对照设计院提供的保护GOOSE信号表中的组播地址找到我们需要查看的GOOSE信号，在这里我们就以一个220kV线路保护PCS-931的保护动作GOOSE信号来进行分析。该GOOSE的组播地址为01:0c:cd:01:14:1b。 如上图示，在“Filter”后的文本框中键入“eth.dst == 01:0c:cd:01:14:1b”（注意大小写）过滤查看所有目的源地址为01:0c:cd:01:14:1b的报文。 AppID表示应用ID好，在此显示的是十进制数 Time Allowed to Live表示GOOSE报文的生存时间（注1）ControlBlockReference表示GOOSE控制块路径 DataSetReference表示该GOOSE发送数据集的路径，具体解释见注2 GOOSEID对应为GOOSE控制块GSEControl下的appID值 Event Timestamp表示事件时标，该值为时间发生的时间而非本段报文发送的时间 StateNumber为状态序号即StNum，SequenceNumber为顺序号即SqNum，Test表示报文是否为检修位 Number Dateset Entries 表示所传输数据集中数据的数量，Data下的数据为数据集中各数据的传输值 这是我们抓到报文中保护动作GOOSE报文的一帧 注1：Time Allowed to Live值一般为T0值的2倍，该参数主要用于GOOSE断链的判断， 在2倍的Time Allowed to Live时间（在这里为20000毫秒即20秒）内未收到下一帧报 文，接收方即发出GOOSE断链告警。 注2：这里表示在IEDname为PL2205B的智能设备下LDevice的inst值为GOLD的逻辑 设备下lnClass为LLN0的逻辑节点下DataSet的name值为dsGOOSE0的DataSet。智能变电站GOOSE报文解读