智能变电站二次系统网络结构和信息流分析

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1、智能变电站二次系统网络结构和信息流分析(国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210000)摘要：木文简要阐述了智能变电站二次系统网络结构，介绍了GOOSE、SV、MMS的定义和传输方式，并对站内数据信息的流向进行了分析。关键词：三层两网；GOOSE；SV；MMS；信息流0引言智能变电站基于IEC61850标准提出了变电站的三层功能结构、功能间的逻辑接口和逻辑接口到物理接口的映射，现在国内变电站应用较多的是“三层两网”结构。智能变电站的二次设备网络架构可分为站控层、间隔层和过程层三层，网络组成可分为站控层网络和过程层网络。站控层M络和过程层M络在物理上完全

2、独立。站控层和间隔层之间采用MMS报文通信，间隔层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信，间隔层和过程层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信和SV通信。GOOSE报文和SV报文组成了过程层和间隔层之间的信息流，间隔层GOOSE报文是间隔层之间的信息流，MMS报文是间隔层和站控层之间的信息流。三层两网是智能变电站的核心架构，站控层和过程层网络独立，报文相互隔离，确保了安全的信息交互和稳定的报文走向。1智能变电站二次系统网络结构智能变电站二次系统设备主要括：(1)站控层设备：包括后台监控主机、数据通信M关机、数据服务器、综合应用服务器、

3、操作员站、工程师站、保护信息子站和PMU数据集中器等。(2)间隔层设备：括测控、保护、故障录波、网络分析仪、安全与稳定控制装置等。(3)过程层设备：括合并单元、智能终端和智能组件等。智能变电站二次系统网络结构示意图如下图1所示。合并单元采集一次设备的电压、电流等电气量后，按照IEC61850-9-2的多路广播采样值格式进行组帧，通过光纤以太网通信介质传输到间隔层二次设备（如测控和保护），或者按照IEC60044-8标准通过光或电同步串行接U以FT3格式发送给间隔层设备。智能终端通过电缆线与一次断路器等设备相连，通过光纤接口的以太网，采用GOOSE报文

4、与间隔层设备快速交换信息。根据《智能变电站继电保护技术规范》规定，继电保护设备与本间隔合并单元智能终端的连接模式使用点对点的光纤接U,而继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息宜采用GOOSE网络的传输方式，测控装置宜采用GOOSE/SV混网或者GOOSE和SV网络独立的传输方式。这是智能变电站中普遍采用的信息流传输设计方法。2智能变电站GOOSE网络分析GOOSE（全称GenericObject-OrientedSubstationEvent）是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现智能电子设备（IED）之间的实吋信息快速交互，包括传输开关刀闸

5、位置、遥控、跳合闸、联闭锁等多种信号（命令），具有极高的传输成功概率。在通信过程中，GOOSE通过不断自检实现装置间的智能化监测，这是传统变电站无法实现的功能，提高了变电站二次回路的可靠性。GOOSE采用发布/订阅的通信模式，支持一个发送方和多个接收方之间的点对点通信，特别适合在数据量大II实吋性要求强的变电站中使用。GOOSE网作为过程层和间隔层之间通信连接的桥梁，可以传输多种信号：（1）传输直流量遥测信息；（2）传输开关刀闸位置、告警异常信号；（3）传输遥控、复归信息；（4）传输保护跳合闸、启失灵信息；（5）传输不同保护间的联闭锁信息。智能终端、

6、合并单元、保护和测控均是过程层GOOSE网设备的重要组成部分，智能终端通过GOOSE上送位置信息、接收跳合闸和遥控命令，保护通过GOOSE输出跳合闸联闭锁，测控通过GOOSE接收位置信号和遥控开出。合并单元具有PT并列和切换的功能，它需要通过GOOSE网接收母联断路器和PT刀闸位置，来实现自动切换和并列，同吋还需要上送检修、对时异常、切换并列信号给测控装置传输到后台，以便运行人员实时监控电网运行状态。在现在的变电站网络结构中，220kV电压等级和主变间隔的GOOSE网一般采用A、B套双套双网配置，以便与保护装置配合确保稳定的出U，测控采用单套跨双网模

7、式，可以同时接收A、B套智能终端位置和吋对A、B套智能终端发出遥控命令。llOkV电压等级GOOSE网一般是单套单网配置。智能变电站GOOSE网不再像传统变电站遥信采集那样一根电缆只能传输一个信号，而是实现了两根光纤传输万千信号，即使在施工过程中有所遗漏，也只需要二次设备厂家用组态软件连接虚端子连线,极大地节省了二次电缆的铺设和使用。间隔层GOOSE网络的主要作用是实现间隔层GOOSE联闭锁和间隔层保护跳闸，传输介质是间隔层交换机，主要涉及的装置是测控装置和稳控装置。间隔层GOOSE联闭锁是间隔层测控或保测一体装置通过61850模型S1访问点下的站控

8、层位置虚端子连线来实现间隔层GOOSE的发送和接收。装置厂家通过现场典型五防规则制作闭锁规则文件，下装到需要