智能化变电站GOOSE网络技术及故障诊断研究
智能变电站GOOSE断链原因分析及处理
0 引言
智能变电站相较于传统变电站系统结构发生 明显变化，智能变电站系统功能一般分为三层，即 站控层、间隔层和过程层。其中，站控层与间隔 层之间采用制造报文规范 M M S 通信，间隔层设备 ( 保护装置、测控装置等 ) 与过程层设备 ( 智能终 端、智能组件等 ) 之间采用 G O O S E 网络代替传统 变电站电缆进行通信，实现信息的交互，这对习 惯于处理传统变电站缺陷的技术人员来说提出了 新的挑战 [1]。
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智能变电站GOOSE断链原因分析及处理
电工电气
(2017 No.3)
后间隔 T 1 发送第 2 帧及第 3 帧， 间隔 T 2、 T 3 发送第 4、 5 帧， T 2 为 2×T 1，T 3 为 2×T 2，后续报文以此类推， 发送间隔以 2 倍的规律逐渐增加，直到增加到 T 0， 报文再次成为心跳报文
Analysis and Process of GOOSE Chain Scission in Intelligent Substation
WANG Fei, SU Tao, ZHU Zhi-hong, YU Shu-qin, HU Xiao-jun （Hefei Power Supply Company, Hefei 230022, China） Abstract: This paper expounded the transmission mechanism of GOOSE message. Taking GOOSE chain scission occurring in actual operation in 220 kV smart substation for example, this paper analyzed the reason of GOOSE chain scission based on the fault phenomenon of GOOSE chain scission. There existed problems from the measuring and control device to the intelligent terminal. This paper gave the solution and measures to prevent the similar defects of GOOSE chain scission. Key words: smart substation; GOOSE chain scission; solution
智能变电站典型异常介绍及处理——GOOSE链路中断
智能变电站典型异常介绍及处理——GOOSE链路中断摘要：随着社会经济的不断进步与繁荣，科学技术得到迅速发展，在新的形势下，智能电网以其独特的优点得到普遍的关注。
本文主要对智能变电站中典型异常----GOOSE断链进行介绍分析和提出有效处理方法，旨在给同类专业技术人员共同学习提高。
关键词：智能变电站；典型异常；介绍；处理方法一、异常介绍装置在一定时间内（通常20S）未收到订阅的GOOSE报文，会报GOOSE链路通讯中断。
通过GOOSE协议通信的装置之间定时发送GOOSE报文用以检测通信链路状态，装置在接受报文的允许生存时间的2倍时间内没有收到下一帧GOOSE 报文时判断为中断。
允许生存时间作为GOOSE报文的一个可配置参量发送，通常配置为10S，在装置配置完成后是不变的，因此，通常20S没有接收到所需的GOOSE报文则判断为此链路中断。
GOOSE链路中断时，装置面板上链路异常灯点亮，装置液晶面板显示XXGOOSE链路中断，后台监控显示XXGOOSE链路中断。
对于完全独立双重化配置的设备，GOOSE链路中断最严重的将导致一套保护拒动，但不影响另一套保护正常快速的切除故障；对于单套配置的设备，特别是单套智能终端报出的GOOSE链路中断，可能导致元件主保护拒动。
二、原因分析GOOSE链路异常有三个关键概念：（1）GOOSE链路中断告警是由GOOSE接收方装置判断出来并告警的，而此装置的GOOSE发送有可能是正常；（2）装置的GOOSE链路是指逻辑链路，并不是实际的物理链路，一个物理链路中可能存在多个逻辑链路，因此一个物理链路中断可能导致同时出现多个GOOSE链路告警信号；（3）装置根据业务不同可能存在多个GOOSE链路，站内监控后台具有每个GOOSE链路的独立信号，可明确到每一个GOOSE链路；而监控中心GOOSE链路中断信号则是装置全部GOOSE链路中断信号的合成信号，只能明确到装置。
GOOSE链路中断主要由物理链路异常和逻辑链路异常两方面原因引起。
智能变电站继电保护 GOOSE网络跳闸问题分析
智能变电站继电保护 GOOSE网络跳闸问题分析摘要：一般情况下，智能变电站在继电保护中采用的都是直采直跳模式，这种模式虽然有效，但是也存在光缆敷设复杂，光口数量众多，维护难度大等问题。
与之相比，GOOSE网络挑战有着更加明显的优势，数据传输延时占比小，安全性更强。
本文从GOOSE网络挑战的安全性着眼，智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸问题进行了分析和研究，希望能够为智能变电站的继电保护提供参考。
关键词：智能变电站；继电保护；GOOSE网络；跳闸前言：新的发展环境下，伴随着电力行业的快速发展，智能变电站的数量不断增加，其在继电保护中采用的是全数字式继电保护，以直采直跳为主要特征，能够有效满足智能变电站继电保护对于可靠性和快速性的要求，但是在实际应用中存在很多缺陷，运行维护复杂，本身所具备的数字化和信息化优势也会受到影响。
针对这样的问题，电力部门需要做好采样及跳闸模式的研究，选择更能满足继电保护性能要求的跳闸模式，对继电保护系统进行优化，切实保证智能变电站的稳定可靠运行。
1 GOOSE网络跳闸的安全性在智能变电站继电保护采样值的网络传输中，存在两个比较关键的维内托，一是流量偏大，二是采样值同步难度大，虽然在发展过程中，有技术人员提出了一定的解决方案，但是这些解决方案都不够成熟。
与之相比，通用面向对象变电站事件（GOOSE）网络传输则不存在相应的问题，通过网络方案的合理规划以及有效的入网测试，智能变电站继电保护可以选择网络跳闸模式。
相比较直采直跳，GOOSE网络跳闸会对智能变电站的运行维护安全产生影响。
技术人员在设计智能变电站继电保护的过程中，需要充分考虑其在运行、检修、扩展等环节的安全性，直跳模式下，光缆数量众多而且接线复杂，很容易出现误操作，对比传统二次电缆接线模式并不存在明显的优势。
网络方式下，可以依照间隔分散，进行间隔交换机的配置，在中心交换机借助对VLAN的合理划分，使得大部分仅与本间隔相关的GOOSE组播报文能够在间隔交换机内传输，二次安全措施不仅简单，而且可靠。
智能变电站GOOSE断链原因分析及处理
智能变电站GOOSE断链原因分析及处理摘要：本文阐述了GOOSE报文传输机制，以110kV某智能变电站在实际运行过程中出现的GOOSE断链为例，依据GOOSE断链时的故障现象分析出GOOSE断链的原因是测控装置到智能终端的链路存在问题，提出了解决方案，并给出了预防与此相似的GOOSE断链缺陷出现的措施。
关键词：智能变电站；GOOSE断链；安全措施；解决方案引言智能变电站相较于传统变电站系统结构发生明显变化，智能变电站系统功能一般分为三层，即站控层、间隔层和过程层。
其中，站控层与间隔层之间采用制造报文规范MMS通信，间隔层设备(保护装置、测控装置等)与过程层设备(智能终端、智能组件等)之间采用GOOSE网络代替传统变电站电缆进行通信，实现信息的交互，这对习惯于处理传统变电站缺陷的技术人员来说提出了新的挑战。
1智能变电站GOOSE网简介GOOSE是面向通用对象的变电站事件的简称，它是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站IED之间重要的实时性信号。
在通信过程中，GOOSE通过不断自检实现了装置间回路通断的智能化监测，克服了传统电缆回路故障无法自动发现的缺点，提高了变电站二次回路的可靠性。
GOOSE采用了发布方／订阅者通信模式，允许在一个数据发出者和多个数据接收者之间形成点对多点的直接通信，适用于数据流量大且实时性要求高的场合。
GOOSE网作为间隔层之间以及间隔层与过程层之间通信的桥梁，其主要功能包括：(1)传递遥测遥信信息；(2)传递遥控操作信息；(3)传递保护装置跳闸信息；(4)传递监控系统不同间隔之间的联闭锁信息；(5)传递不同保护装置之间的闭锁、启动失灵信息。
这就要求GOOSE网络报文传输具有相当的实时性和可靠性。
2双重安全措施模式考虑到软件可靠性的问题，智能变电站GOOSE回路安全措施应该由至少两种不同原理的隔离技术构成，即采用双重安全措施的模式。
（1）装置检修压板、发送软压板的双重安全措施：投入检修设备的检修压板；退出待检修装置的GOOSE出口软压板。
智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施研究
智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施研究摘要：随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广泛。
GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)是智能变电站中常用的一种通讯方式，它可以实现对继电保护的快速通讯和控制。
然而，GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用。
因此，研究智能变电站继电保护GOOSE回路的安全措施，对于保护电力系统的稳定运行具有重要意义。
本文首先介绍了智能变电站和GOOSE通讯方式的基本概念和原理，然后分析了GOOSE回路存在的安全漏洞和攻击方式。
接着，针对这些漏洞和攻击方式，提出了一系列改进措施，包括：加强密码学安全、加强权限管理、加强访问控制、加强网络层安全等。
最后，通过实验和模拟验证了这些安全措施的有效性和可行性，证明了它们可以有效地提高GOOSE回路的安全性和可靠性。
关键词：智能变电站；GOOSE通讯；继电保护；安全漏洞；安全措施引言随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广泛。
智能变电站是一种利用先进的电力自动化技术和信息技术集成、优化设计的新型变电站，具有能耗低、效率高、可靠性强等优点。
在智能变电站中，继电保护是保障电力系统稳定运行的关键设备之一。
为了实现继电保护的快速通讯和控制，智能变电站中常用的一种通讯方式是GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)。
GOOSE是IEC 61850标准中定义的一种基于报文通讯机制的数据传输方式，具有快速、可靠、实时等特点。
在智能变电站中，GOOSE回路主要用于继电保护之间的通讯和控制，可以实现快速地传输保护信息和控制指令，以保证电力系统的稳定性和可靠性。
然而，由于GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用。
例如，攻击者可以利用ARP欺骗攻击，伪造MAC地址向继电保护发送虚假信息，导致保护设备判断错误，进而引发电力故障和事故。
智能变电站GOOSE网通信异常分类研究及影响
智能变电站GOOSE网通信异常分类研究及影响发布时间：2021-10-31T13:19:02.628Z 来源：《福光技术》2021年16期作者：李玉林[导读] 应用在过程层GOOSE网络中，可以采用光纤传输来提高抗干扰能力。
广东电网有限责任公司河源供电局广东省河源市 517000摘要：由于GOOSE传输信息的重要性，所以GOOSE通信状态对智能变电站的正常运行至关重要。
基于此，本文在对智能变电站GOOSE网通信异常分类研究及影响进行了探究，以供参阅。
关键词：智能变电站；GOOSE；通信异常；影响1GOOSEGOOSE是指面向通用对象的变电站事件。
它是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号。
GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬接线的通信方式，大大简化了变电站二次电缆接线。
GOOSE具有以下几点特性：(1)基于4层通信协议栈。
GOOSE协议栈只用了国际标准化组织开放系统互联(ISO/OSI)中的4层，其目的是提高可靠性和降低传输延时。
(2)IEEE802．1Q的应用。
在数据链路层，GOOSE采用IEEE802.1Q、IEEE802．1P协议，保证GOOSE报文的优先传送并提高了GOOSE网络的安全性。
(3)基于P2P通信方式。
GOOSE服务是以高速P2P(PtoP)通信为基础的。
P2P体系结构消除了主/从方式和非网络化的串行连接方案存在的缺陷，网络化的连接同时也降低了设备的维护成本。
(4)GOOSE应用层协议中包含数据有效性检查和GOOSE消息的丢失、检查、重发机制，以保证接收智能装置(IED)能够收到消息并执行预期的操作。
(4)传输介质基于光纤以太网或双绞线，通信速率达到10M、100M、1000M。
应用在过程层GOOSE网络中，可以采用光纤传输来提高抗干扰能力。
2GOOSE通信异常分类及影响2.1 GOOSE通信异常分类GOOSE通信的实现需要在ICD文件中预先定义GOOSE控制块，配置好GOID、APPID等参数，在设置过程中保证全站的唯一性，根据SCD文件的通信配置具体实现相应的GOOSE功能。
一种智能变电站GOOSE断链故障定位方法
一种智能变电站GOOSE断链故障定位方法发布时间：2021-12-21T08:06:02.506Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第15期作者：郭履星林绮思[导读] 提出了一种根据GOOSE断链告警现象定位GOOSE断链故障点的方法，并结合变电站实际验收工作进行了GOOSE断链实例分析。
惠州供电局广东惠州 516000摘要：阐述了 GOOSE报文发送机制；以某110 kV智能变电站实际验收过程中出现的GOOSE断链为例，提出了一种根据GOOSE断链告警现象定位GOOSE断链故障点的方法，并结合变电站实际验收工作进行了GOOSE断链实例分析。
关键词： GOOSE报文传输机制 GOOSE断链光功率0、引言与常规变电站相比，智能变电站引入了过程层设备，导致了网络结构及站内数据传输机制的改变。
智能变电站一、二次设备按功能组成了“三层两网”的网络结构，即：站控层、间隔层、过程层设备以及对应的站控层网络和过程层网络。
过程层设备与间隔层设备、间隔层设备之间的数据传输基于GOOSE网络，代替了常规变电站的电缆传输；GOOSE断链、光口损坏代替了常规变电站中的电缆松动、二次回路错接、端子排断开等；一旦发生GOOSE断链会影响对应二次回路信息流的传输，因此，及时定位并处理GOOSE断链对于整个变电站的安全运行具有重要意义。
1、GOOSE断链判断机制GOOSE是IEC 61850标准中用于满足智能变电站自动化系统快速报文需求的机制。
GOOSE基于发布/订阅的机制进行信息交互。
站内采用网络跳闸形式时，GOOSE利用组播方式通过过程层交换机向多个物理设备同时传输同一个通用变电站事件信息，当发生状态或者数值变化时，以“2248”连续多次的传送机制实现可靠传输；即使没有状态或者数值变化，依然以心跳时间T0（5s）循环发送报文[1]，用于确保各链路状态以及获取新增设备当前状态，当4倍的T0时间内没有收到报文则判断为GOOSE断链。
GOOSE技术在变电站中应用的问题分析
没 有 收到报 文 即判 报 文 丢 失 ； 接 收报 文 的允 许 生 在
通 用 面 向 对 象 的 变 电 站 事 件 （ ＯＳ 是 Ｉ Ｃ Ｇ０ Ｅ） Ｅ 存 时 间 的 ２倍 时 间 内没 有 收 到 下 一 帧 ＧＯｏＳ 报 文 Ｅ
置 间 的通信 提供 了快 速 且 高 效 可 靠 的 方 法 ， 泛 应 广
回路 的智能 化监 测 ， 服 了传 统 电缆 回路 故 障无 法 克 自动发 现 的缺点 ， 高 了变 电站二 次 回路 的可 靠性 ， 提 具有 推 广应 用 的价值 。
用 到 间隔 闭锁 和 保 护 功 能 问 的 信 号 传 递 。ＧＯＯＳ Ｅ
Ｇ ０（ ＳＥ ａ ａ ｅ ｅ ｏｎ ｉ ｕｒ ｔｏｎ ） ｐ ｒ ｍ ｔ ｒｃ ｆｇ ａ ｉ
１ 一稳 定 条 件 （ 时 间元 事 故 ）Ｆ 传 ； 可能被事件缩短 ； Ｔ 一事 件 发 生 后 最 短 的 传 输 时 间 ；
集 中任 何 一个数 据 发 生 变 化 ， 置 马上 发 送 该 数 据 装
集 的所 有数 据 ， 后 间 隔 Ｔ 然 发送 第 二 帧 及 第 三 帧 ，
第 四帧 丁 为 ２ ×Ｔ ， ５帧 为 ２ 第 ×Ｔ ， 续报 文 后 的发 送 时 问间 隔 以 ２倍 的 规 律 逐 渐增 加 ， 后 报文 最 恢 复心 跳报 文 ， 图 １ 示 。 如 所
Ｖｏ【 ２ ． － ９ Ｎｏ ４
Ａ ｕｇ ０１ ．２ ０
河 北 电 力 技 术
ＨＥＢ ＥＩＥＬＥＣＴＲＩ ＰＯＷ ＥＲ Ｃ
第 ２ ９卷 第 ４期 ２１ ０ ０年 ８月
ＧＯＯ Ｅ技术 在 变 电站 中 应 用 的 问题 分 析 Ｓ
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２ ０ １ ３年 ３月 Ｍａ ｒ ｃ ｈ ２ ０ １ ３
智 能化 变 电站 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ网络 技术 及 故 障诊 断研 究
叶远 波 ， 陈晓 东 ， 王 薇。
２ ． 宣 城 供 电公 司 ， 安 徽 宣城 ２ ４ ２ ０ ０ ０ ； ３ ． ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ２ ２ ； （ １ ． 安 徽 电力 调度 通 信 中心 合 肥 供 电公 司 ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ２ ２ ）
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摘 要 ： 本文 对 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 智能化 变 电站 的 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 网络 架 构 、 Ｖ Ｌ Ａ Ｎ划 分 、 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 定 义 规 范 进 行
了介 绍 ； 对智 能站 的 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 网络及 相 关设备 的故 障异 常进 行 了分 析 ， 并给 出可靠 的故 障诊 断
０ 智 能化变 电站及 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 网络
智 能化 变 电站 是变 电站建 设 的发 展趋 势 ， 智 能化 பைடு நூலகம் 电站是 由智能 化一 次设 备 （ 电子 式互 感 器 、 智能
化 开关 ） 和 网络化 二次设 备分 层 （ 过程层、 间 隔层 、 站 控层 ） 为基 础 ， 以统 一 的通 信 协 议 （ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０通信
ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ， ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ —ｌ
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（ １ ． Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｉ ｓ ｐ ａ ｔ ｃ ｈ＆ Ｃ ｏ ｍ ｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ２ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第 十八 卷 第 一 期 安 徽 电 气 工程 职业 技 术 学 院 学 报 Ｖ ｏ １ ． １ ８ ， Ｎ ｏ ． １ Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ ＡＮ Ｈ Ｕ Ｉ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｅ ＮＧ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ Ｐ ＲＯ Ｆ Ｅ Ｓ Ｓ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｉ Ｑ Ｕ Ｅ Ｃ Ｏ Ｌ Ｌ Ｅ Ｇ Ｅ
２． Ｘｕ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃｏ ｍｐａ ｎ ｙ，Ｘｕ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ２ ４ ２ ０ ０ ０， Ｃ ｈｉ ｎ ａ；
３ ． Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
以及 处 理 措 施 。 为 智 能 化 变 电站 ＧＯＯ Ｓ Ｅ 网络 的 调 试 、 运行 、 检 修 提 供 了可 借 鉴 的 经验 。
关 键词 ： 智 能化 变电站 ； Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ网络 ； 交换机 ； 异 常分析 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ７ ６ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ７ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ２ — ０ ５