数字化变电站过程层组网方案-梁国坚

1，2，3（1.，528400；2.，510000；3.，510600）：，，。、、，。2，：，GOOSE。3：GOOSE，IEC60044-8IEC61850-9-1；GOOSE，IEC61850-9-2100Mbit／s；GOOSE。、。：；；；；：TM63；TP393.02：A：1006-6047（2011）02-0094-05：2010-06-27；：2010-10-26ElectricPowerAutomationEquipmentVol．31No.2Feb.2011312201120、、IEC61850，［1］。［2-3］IEC61850［4-5］，，［6-9］。［10-13］，；［14-15］，。，，。1、，1。310，（processbus）（stationbus）2［4］。，IEC618504，2［4］，，，。1，。，。，。220kV。2，。。3，，。，，、。4，，。2，，，。33［2］。1Fig.1FunctionallevelsandlogicalinterfacesofdigitalsubstationA9B1073384.51.61.64.5，，，。，，，。，，，，，。31。、，。3IED，IED，，、，，。，2。3.1：a.IEEE802.1Q，［15］；b.VLAN（VirtualLocalAreaNet-work）［3］，（）。2。a.3，2。（A）：100%，。2，A0，B4；50%，。b.3，3。（B），／%（A）／μs2／％AB2083004083006083332.4808361.216.5100219568.2342Tab.2ResultsofswitchperformancetestinnormalconditionIEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIED…（a）（b）IEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIED…IEDIEDIED（c）IEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIEDIED…3Fig.3Basicnetworkarchitectures13Tab.1Comparisonamongthreebasicnetworkarchitectures2Fig.2Alternativearchitecturesofprocessbus2314／%2／％B（50M）A（50M）200040006011.811.88024.724.710029.429.4（B）／％B（5M）B（10M）000000004.79.43Tab.3Resultsofswitchperformancetestunderdifferentbroadcastflowconditions，：2：，。2，A0，B4，：50M，。3.2IEC618502，9-19-2［4］。：fR×Lmax×nMU≤DR，DR（100Mbit／s）；fR（Hz）；Lmax（984bit）；nMU（MU）。400×50Hz，100Mbit／s3。200×50Hz，100Mbit／s。。VLANMAC，50%。VLANMAC，100%。4。3.3GOOSE。GOOSE，，［4］。，GOOSE，。，，，（2ms、4ms、8ms……），，GOOSE。4［4］。3GOOSE。1：。2：。3：MAC。5。：，GOOSE。IEC61850-5GOOSE4ms，。4，，。GOOSE，，、；，、、，。，GOOSEt0（t0）t1t1t2t3t04GOOSEFig.4GOOSEmessagetransmissiontimeIa／AIb／AIc／A2∠0°2∠-120°2∠120°2.03∠0°2.03∠-119°2.03∠120.5°2.03∠0°2.03∠-120°2.03∠118°1.78~2.12∠0°1.74~2.17∠-111°~-126°1.78~2.17∠112°~126°2.03∠0°2.03∠-120.5°2.04∠119.5°VLAN10％50％80％VLAN100％4Tab.4Samplingvalueunderdifferentmessageflowconditions5GOOSETab.5GOOSEtrippingtimeunderdifferentmessageflowconditionst／ms112.421.632.242.252.262.071.781.692.6101.811210%1.7122.2132.0143.8153.91650%3.4178.81816.71913.7201.72131%2.3222.7235%16.52415.32510%GOOSE26GOOSE：tGOOSE。31。4.111：GOOSE，IEC60044-8IEC61850-9-1［16］。GOOSE，；VLAN。IEEE802.1Q，：，、，。VLAN，，。4.222：GOOSE，IEC61850-9-2100Mbit／s，，5，（200×50）×984×5＝49.2×106（bit／s）垲100（Mbit／s），50%，。VLAN，。，，，，200×50Hz20×50Hz，20（20×50）×984×20＝19.68×106（bit／s）垲100（Mbit／s）。GOOSE1。4.333：GOOSE，IEC61850-9-2100Mbit／s，。20×50Hz，（20×50）×984×1＝0.984×106（bit／s）垲100（Mbit／s），1%，GOOSE。、。4.41，，GOOSE，，220kV。2，，GOOSE，，220kV、110kV。3GOOSE，，，，-、110kV。：220kV220kV、110kV，6220kV、7110kV、3；1。5。6。：，GOOSE2~4ms，。5：，GOOSE。3，、，。：［1］．［M］.：，2008：14-21.［2］，．［J］．，2004，24（7）：68-70.XIBo，FANGYanjun．Researchandimplementationofnetworkcommunicationinembeddedmonitoringsystem［J］．ElectricPowerAutomationEquipment，2004，24（7）：68-70．［3］，．［J］．，2005，11（2）：34-39．ZHANGQizhi，YINRubo．ThestateofartswitchedindustrialEthernet［J］．SensorWorld，2005，11（2）：34-39．［4］IEC．IEC61850Communicationnetworksandsystemsinsubsta-tions［S］．Geneva，Switzerland：IEC，2004．［5］．［J］．，2001，25（8）：7-10．TANWenshu．Seamlesstelecontrolcommunicationarchitecture［J］．PowerSystemTechnology，2001，25（8）：7-10．［6］，，，．［J］．，2007，27（6）：104-107．ZHANGPeichao，GAOXiang，GUHuangjing，etal．Mainissuesofall-digitalprotectionsystemandsolutions［J］．ElectricPowerGOOSEGOOSE93137.64637.65038.50038.50290237.64937.65138.50038.503t2／st1／s6Tab.6ActiontimeoflineprotectionABCABCCCPCS931CPCS931PCS902C5Fig.5Recordedfaultwaveforms，：2NetworkingschemesforprocesslevelofdigitalsubstationLIANGGuojian1，DUANXinhui2，GAOXinhua3（1.ZhongshanPowerSupplyBureau，GuangdongPowerGridCo.，Ltd.，Zhongshan528400，China；2.ProductionTechnologyDepartment，GuangdongPowerGridCo.，Ltd.，Guangzhou510000，China；3.PowerScienceResearchInstitute，GuangdongPowerGridCo.，Ltd.，Guangzhou510600，China）Abstract：Thebasicstructureandnetworkingschemesofdigitalsubstationareintroduced，andsomenetworkingschemesareproposedfortheprocesslevelofdigitalsubstationbasedonthemessagetransmissiontests.Asstarstructureissuperioroverbusandringstructuresinoperationalmaintenance，transmissiontimeandsoon，dual-starstructureisproposedforprocesslevelnetworking.Thetransmissionofsamplingvaluemessageandprotectiontripmessageistestedunderdifferentconditionsofswitchdataflow.ResultsshowthatlargeflowwillcausesamplingvaluechangeandGOOSEtransmissiondelay.Threenet-workingschemesareproposedforprocesslevel：thesamplingdatatransmissionnetworkadoptsIEC60044-8orIEC61850-9-1viapoint-to-pointfiber，separatedfromtheGOOSEnetwork；thesamplingdatatransmissionnetworkadoptsIEC61850-9-2via100MEthernet，separatedfromtheGOOSEnetwork；onenetworkforbothsamplingdataandGOOSEtransmission.Theschemeisselectedaccordingtothestructure，scaleandimpor-tanceofsubstationandtheappliednetworkdevices.Keywords：digitalsubstation；processlevel；network；messagetransmission；testAutomationEquipment，2007，27（6）：104-107．［7］．———、［J］．，2000，24（20）：1-5．ZENGQingyu．ThedevelopmentofsubstationautomationinthenearfeatureparttwoIntegratedautomation，lifecyclecosts［J］．AutomationofElectricPowerSystems，2000，24（20）：1-5．［8］．［J］．，2001（4）：20-22．ZHUDaxin．Thedevelopmentofintegratedautomationsystemofdigitaltransformerstation［J］．ElectrotechnicalJournal，2001（4）：20-22．［9］．［J］．，2003，31（7）：37-40．DINGShuwen．Choosinginternal