数字变电站间隔层与过程层通信实时性优化方案

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1、《电气开关》(2015．No．1)33文章编号：1004—289X(2015)0l一0033—05数字变电站间隔层与过程层通信的实时性优化方案蔡志远，吴晗序(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：数字变电站目前多采用Vxw0rks操作系统的实现方案，多与PowerQUICCII系列处理器搭配，实现GOOSE等快速报文的实时传输。基于VxWorks操作系统，提出了变电站通信网络和系统的间隔层与过程层快速报文的硬件和软件设计方案，对其实时性和稳定性进行了优化，并搭建了仿真测试环境对方案进行测

2、试。通过测试，验证了方案的可实现性，其实时稳定性优于目前工程方案。关键词：数字变电站；IEC61850；VxWorks；实时稳定性中图分类号：TM63文献标识码：BReal·timeOptimizationProgramoftheCommunicationofBayLevel、thProcessLeveloftheDigitalSubstationCAIZhi—yuan．Han一(CollegeofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，

3、Shenyang110870，China)Abstract：DigitalsubstationcurrentlyuseVxWorksoperatingimplementationsystem，insummary，itmostlymatcheswiththePowerQUICCIIseriesprocessors，achievingreal—timetransmissionofGOOSEandotherfastpacket．TheArticlewasbasedonthecurentresearchofdi

4、stalsubstationandtheVxWorksoperatingsystem，puttingforwardtheirownhard-waredesignandsoftwaredesignsolutions，optimizingtherealtimeandstabilityofsubstationcommunicationnetworksandsystemsBayLevelandProcessLevelfastPacket，buildingenvironmentsimulationtestprog

5、ramfortesting．Keywords：distalsubstation；IEC61850；VxWorks；realstability中，GOOSE报文信息传输要求一般在1ms内完成，是1引言该模型中实时性要求最高的报文。而SAV主要是把我国对变电站自动化系统其展开了深入研究和开电子互感器所在合并单元的数据，持续不断的传送到发工作。国际电工委员会(IEC)制定的IEC61850标间隔层设备中。一般要求在2—3ms完成单次传输。准，代表了变电站自动化系统SAS技术的最新趋势，SAV有很大的通信量和较

6、高的实时性要求。是实现数字化、智能化变电站技术的关键¨J。2．2目前常用方案的报文实时性表现国内研究成果较多集中在对国际标准的研究，过本文以基于VxWorks操作系统的间隔层／过程层程层和间隔层网络通信部分的研究相对少些，最缺乏的数据通信为详细讨论对象。根据我国目前的文献，的是工程实践方面的文献和报道。本文提出了在采用VxWorks操作系统的实现方案，归纳总结起来多工程实践中基于PowerPC和Vxworks组合平台对间隔与PowerQUICCII系列处理器搭配，实现GOOSE等快层和过程层快速报文进行

7、传输并优化其实时性和稳定速报文的实时传输。实时性表现如表1所示，传输场性的设计方案。景与下文一致。根据文献，引起传输时延不确定的因素主要为：2IEC61850模型的通信实时性(1)端节点CPU的利用率(与端节点CPU的处理能力2．1IEC61850模型中数据传输特点和端节点操作系统性能有关)；(2)端节点处的通信流IEC61850有7种报文类型，这些报文类型标准量(到达率、报文大小)；(3)网络负载。《电气开关》(2015．No．1)表1快速报文实时性数据采用主协处理单元协同设计，使其分工明确。主处理单

8、元只对环状链表中的单一通信缓冲节点做循环处理，协处理单元在协议栈的指示下补充结构间隙，定义头指针Hd—index和当前指针Act—index，这样的结构清晰不混乱，避免指针跳转频繁造成的潜在问题，加强了软件的稳定性和执行效率。3通信方案的设计2．2．1核心驱动设计主要有初期化SECTION、发送SECTION和中断3．1硬件方案设计SECTION，三个部分构成驱动程序完整流程。硬件方案选用目前常用的Freescale公司的Power初期化S