智能变电站装置网络流量处理模式及其测试研究
浅谈智能变电站组网方案
浅谈智能变电站组网方案摘要：变电站作为电力系统中一个重要的环节，是连接发电站与电力用户之间的一个关键所在。
目前智能电网技术的发展已经日趋成熟，国内变电站自动化、数字化、智能化也得到了相应的发展，由此产生了智能变电站。
文章首先介绍我国智能变电站发展现状，同时对智能变电站架构体系进行分析，并着重阐述智能变电站组网优化方案。
关键词：智能变电站；组网方案；电力系统；发电站；电力用户文献标识码：A中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）05-0117-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.05.059 常规变电站主要指的是变电站具有全站统一的数据模型和通信平台，变电站内一次电气设备和二次电子设备间均实现数字化通信，并在此平台基础上实现智能装置间的相互操作。
而智能变电站具有一次设备数字化、智能设备网络化、基础数据完备化、信息交换标准化、运行控制自动化、信息展示可视化、分析决策在线化、保护控制协同化、设备安装就地化等特点。
与常规变电站相比，智能变电站能实现很好的低碳环保效果，具有良好的交互性和可靠性等优点。
智能变电站的运行使用不但提高了电网体系运行质量与效率，而且对于保证电网运行的安全稳定性具有显著作用。
1 我国智能变电站发展现状我国智能变电站相对于国外发达国家研究与开发起步较晚，2009年我国的智能电网建设开始试点规划，到2010年底我国就已建成110～750千伏智能变电站18座，在建56座，同时在23个城市核心区建设智能配电网。
2011年我国智能电网建设在全国范围内全面起步，计划在“十二五”期间建成智能变电站5000座。
到2015年为止，我国的智能电网建设已经初见成效，国家电网将能够支撑9000万千瓦风电和800万千瓦太阳能发电的接入和消纳。
同时对于大家关心的智能电网的安全性问题，国家电网建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系，发布企业级标准267项、行业标准39项、国家标准20项、国际标准7项。
智能变电站过程层网络性能测试技术研究
智能变电站过程层网络性能测试技术研究摘要：对于目前智能变电站而言，其技术核心在于具有过程层，而过程层也成为了智能变电站区别于不同变电站的重要特征。
为了保证智能变电站过程层的有效性，通常我们要对过程层的网络性能进行测试，而网络性能测试技术成为了保证测试过程实现的关键。
所以，我们要对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行深入研究，并以三网合一作为实际案例，对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行探讨。
关键词：智能变电站；过程层；网络性能测试技术1 引言从目前智能变电站的建设来看，智能变电站已经成为了未来变电站的重要发展趋势。
通过了解发现，智能变电站的核心技术主要是过程层具有较大的技术优势，这一技术优势决定了智能变电站比普通变电站具有更强的应用特性。
所以，我们在针对智能变电站的研究中，要积极展开过程层的研究与分析，要将过程层的网络性能测试技术作为主要的技术要点进行研究，把握过程层网络性能测试技术的要点，保证过程层的网络性能测试技术能够发挥积极作用。
因此，我们有必要对智能变电站过程层的概念及组成进行分析，明确智能变电站过程层的组成要求，对过程层网络性能测试技术进行积极的试验和测试，保证该技术能够发挥积极的作用，提高智能变电站过程层网络性能测试技术研究的最终效果。
2 智能变电站过程层概念及组成分析对于智能变电站而言，过程层是其重要组成部分，也是智能变电站与传统变电站的重要区别，所以我们要对智能变电站过程层的概念有准确的了解。
就智能变电站来说，主要采用了分层网络系统、分布网络系统、开放式网络系统实现系统连接，其中过程层是最底层的系统，属于一次设备和二次设备相结合的层面，其任务主要是对设备的状态进行监测，并执行系统的操作和控制命令，同时对运行的电气量进行采集，并完成系统基本状态变量的输入和输出，保证信号数字化。
智能变电站的过程层组成主要包含以下几个部分：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
智能变电站过程层网络流量分析及网络优化研究
通过光纤直连传输SV报文,具有组网成本基本一 致，网络设备用量相当的特点，因此，下文着重分析 SV、GOOSE共网传输的情况。
1
2
3
4
千兆中心交换机
6
7
8
9
10
11 12 13 14
15 16
千兆级联
干兆级连
G1 G2 G3 G4
间隔交换机(1)
4
7丄
8丄
9
用于接入单间隔的保护、测控、智能终端，合并单元 等设备。
2 IED设备输出流量分析
为了更好的分析SV,GOOSE共网情况下的 网络报文网络传输最大延时特性，下文将继续按照
SV报文在过程层网络上传输的场景进行分析，从 理论上论证SV.GOOSE共网情况下的网络性能。
当前智能变电站的IED设备主流采用百兆光 口，母线保护、主变保护、线路保护、测控装置、智能
终端、合并单元等装置均为百兆光口，智能录波器 同时支持百兆和千兆光口。各装置发送的
GOOSE.SV的报文长度及路数如下表所示。
表1各类型装置报文长度
设备名称 GOOSE报文长度(Byte)
311
361 智能络端
395
1062
合并单元
一
线路保护
200
间隔测控
270
母线保护
280
主变保护
206
SV报文长度（Byte）
图1当俞过程层网络组网框图
收稿日期：2019-04-20 作者简介:杨 贵（1976-）,男，吉林通化人，硕士，高级工程师，研究方向:通信技术，传输技术，物联网技术，变电站自动化系统。 十通讯联系人,E-mails yangg@
智能变电站原理及测试技术
智能变电站原理及测试技术摘要：随着网络技术、传感器技术、信息技术的发展，传统的变电站向智能变电站的转变逐渐成为现实。
目前国内已经有陆续的各电压等级的智能变电站投入运行，智能变电站的建成投运，可大幅提升设备智能化水平和设备运行可靠性，实现无人值班和设备操作的自动化，提高资源使用和生产管理效率，使运行更加经济、节能和环保。
本文将介绍智能变电站的基本概念、特点及测试技术。
关键词：智能变电站；原理；测试1、智能变电站的基本概念智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的信息化、自动化、互动化。
它以全站信息数字化、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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。
智能变电站可通俗理解为数字化变电站、智能状态监测、一体化的建模及通信技术（IEC61850），实现变电站的信息化、自动化、互动化。
传统的变电站基本各个子系统是一个信息的孤岛，相互之间并没有充分的联系，但随着各种先进技术的发展及 IEC61850统一规约的应用，将各种应用以统一的规约通信方式交互到统一的信息平台，实现信息资源的共享。
因此智能变电站包括了统一的信息平台，统一的传输规约，将一、二次状态信息统一应用到一体化的信息平台中去，实现变电站的信息化、自动化、互动化。
2、智能变电站的特点作为智能电网的一个重要节点，智能变电站是指以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，实现测量监视、控制保护、信息管理、智能状态监测等功能的变电站。
智能变电站具有“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等重要特征。
智能变电站二次系统优化设计及研究
智能变电站二次系统优化设计及研究随着电力系统的发展和智能化技术的不断提升，智能变电站二次系统优化设计及研究成为了电力行业关注的热点问题。
智能变电站作为电力系统中重要的组成部分，其二次系统的优化设计对于保障电网安全稳定运行和提高能源利用效率具有重要意义。
本文将从智能变电站二次系统的现状、优化设计方法及未来发展趋势等方面展开讨论。
一、智能变电站二次系统的现状目前，大多数变电站的二次系统还处于传统的人工控制模式，存在着人工操作复杂、反应速度慢、易受外部干扰等问题。
随着智能化技术的迅猛发展，智能变电站二次系统的现状也在不断发生变化。
智能变电站二次系统通过采用先进的数字化、通信和控制技术，实现了对变电站设备状态的实时监测、智能化控制和远程管理，具有了较强的自愈能力和智能化运行特性。
在智能变电站二次系统的现状中，智能化装备广泛应用的智能化管理系统也逐渐成为了变电站的核心部分。
智能管理系统通过对装备状态和环境条件进行监测、分析和预测，实现了对整个变电站的智能化调度和运行管理，为提高电网的可靠性、经济性和安全性提供了有力的保障。
1. 数据驱动的优化设计数据驱动的优化设计方法是目前智能变电站二次系统优化设计的主要方向之一。
通过采集和分析大量的装备运行数据和环境参数数据，利用先进的数据挖掘、机器学习和人工智能技术，实现了对装备状态和性能的精准预测和评估。
在此基础上，通过智能化调度和控制算法优化，实现了变电站的设备运行、维护和修复的智能化管理，提高了设备的利用率和运行可靠性。
2. 智能控制策略的优化设计智能控制策略的优化设计是智能变电站二次系统优化设计的另一主要方向。
通过引入先进的控制算法和策略，如模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等，实现了对变电站设备的精细化控制和优化调度。
智能控制策略能够在实时监测到设备状态变化的情况下，迅速调整设备运行参数，保障变电站设备的安全稳定运行。
未来，智能变电站二次系统将朝着更加智能、便捷和高效的方向发展。
智能变电站网络通讯调试注意问题的探讨
智能变电站网络通讯调试注意问题的探讨摘要：针对智能变电站网络通讯调试注意事项，阐述了智能变电站的网络构架，介绍了智能变电站VLAN技术原理，分析了智能变电站交换机的原理与应用,为智能化变电站网络通讯稳定性运行提供保障。
关键词：智能化变电站；网络架构；交换机；1、智能变电站网架结构过程层组网的设计目标主要明确以下两点：第一、该网络是取代原来的二次接线，对实时性、安全性和可靠性要求很高；第二、一个交换机的故障要尽可能减少影响保护的套数。
基于上述两点，总线型网络的可靠性不能满足过程层网络的要求，因为一台交换机故障有可能导致失去多串设备保护。
环形网络,其一有产生网络风暴的可能,其二环网中普遍采用快速生成树技术实现网络的冗余,其网络故障恢复的时间是秒级的,在此期间电网发生故障,将延缓电网切除时间,对电网极为不利。
2、智能变电站VLAN技术原理2.1争用冲突——以太网的性质所决定。
影响：用户数量增加导致通信“变慢”2.2网络广播——TCP/IP协议的性质所决定（如ARP通过广播从IP地址中解析MAC地址）影响：产生大量目标地址为广播地址的无用网络流量2.3解决方案使用路由器分割成小网——组网成本太高3、智能变电站交换机标准网络系统是连接站内各种智能电子设备（IED）的纽带，是数字化变电站自动化系统的命脉。
3.1在功能方面：(1) 支持QoS 服务质量和快速存储转发方式，以保证网络中重要的GOOSE报文得到实时传输；(2) 支持VLAN 实现网段隔离，保证重要数据实时、可靠传输并抑制网络广播风暴；(3) 支持冗余网络拓扑结构，以提高网络的可靠性；(4) 支持RSTP 快速生成树协议，提高网络故障时的收敛速度，避免网络环回和抑制网络广播风暴等。
3.2在电磁兼容方面：要求能在强电磁干扰、电击、雷击等环境下正常工作。
3.3在环境温度方面：满足宽温范围，能在极端恶劣的温度条件下可靠运行。
3.4在机械结构方面：满足特定的防尘、防潮、防水要求；具备良好的散热条件；能承受强振动、大冲击的外力等。
试析智能变电站过程层组网方案
试析智能变电站过程层组网方案摘要：随着社会经济的发展，社会对用电量的需求也越来越多，对电力的要求也越来越高，如今建设智能变电站已经成为了一种必然趋势。
我国的变电站分为常规变电站和智能变电站两种，但是常规变电站有着操作性差，标准化不足以及调试比较复杂，资源不断重复等各种不足和问题。
而变电站需要的是安全可靠又准确的规划设计，能够提高电网的可靠性，安全性并提高其效率。
我国智能电力的发展建设最重要的内容就是智能变电站，而只智能电站的重要基础则是过程层组网。
它将直接关系到开关控制以及数据采集等方面的实时有效性和可靠安全性。
关键词：智能变电站；过程层；组网方案随着我国经济的飞速发展，传统的综合变电站慢慢满足不了人们对其的要求，进而经过科学研究产生了智能化变电站，在供电工程中逐渐取代传统的综合变电站，其拥有着传统变电站无法取代的优势。
智能变电站系统基本结构和组网方案的基础结合对报文传输的测试，产生出智能化变电站过程层组网方案。
一、过程层组网模式分析过程层网络，是一种用来连接间隔层设备与过程层设备的中枢网络。
过程层网络在智能变电站系统中，有十分重要的作用。
在过程层网络上传输的数据，主要包括传输采样值、面向对象的变电站通用事件等等。
其模式是总线型、环形和星形这三种。
首先，总线形的网络连线方式相比较来说十分简单，以便于日后的施工。
但是其缺点是传输时间和网络延时比较长，由于是总线型的连接方式，所以总线中的任何线路出现连接故障，都会影响整个总线的信息传输使用。
其次是环形结构，这种结构的成本投资高，但是其硬件传输的可靠性强。
最后是星形连接方式，主要是将各子交换机之间都直接接入到主干网的交换机中，以便于减少交换机流量，提高了网络可靠性。
综上所述，星形网是过程层网络模式中的最佳选择、（如图1）所示。
二、智能变电站过程层组网方案分析2.1网络技术分析使用VLAN标签技术，减少网络中的大量广播数据。
这主要是由于如果网络中存在大量广播数据，会使网络的传输效率降低，造成网络拥塞。
智能变电站技术研究及应用实践分析
智能变电站技术研究及应用实践分析第一章前言随着电力市场的不断发展，电网的规模不断扩大，现有的变电站面临着严重的压力，需要更智能化、自动化的技术来提高其安全性和稳定性。
因此，智能变电站技术的研究和应用实践变得非常重要。
本文将探讨智能变电站技术的相关内容。
第二章智能变电站技术介绍智能变电站技术是借助现代计算机、通讯、控制、监测、保护等技术对传统变电站进行升级改造，实现设备状态的智能化、自动化、信息化和网络化。
通过实现线路状态动态监测、智能配电、远程操作、自动调度等功能，为电网安全可靠运行提供了有力保障。
智能变电站技术主要包括以下方面：1、通讯技术方面包括局域网、广域网、无线通信、射频识别技术等。
通过网络化技术实现设备状态监测、远程操作和管理等。
2、控制技术方面采用先进的PLC、控制器等控制设备，实现设备的自动化控制和运行管理。
3、监测技术方面采用高精度的传感器和测量仪器，实时监测设备状态和线路运行情况，对异常情况及时报警并进行处理。
4、保护技术方面采用数字式保护装置，实现对电网的实时保护，提高电网的安全性和稳定性。
第三章智能变电站技术应用实践分析智能变电站技术在电力行业的应用已经比较广泛，下面是一些应用实践案例：1、华东电网公司埃及地中海分公司智能变电站工程华东电网公司埃及地中海分公司智能变电站工程是华电国际在2010年中标的第一份海外EPC订单。
该项目是一座220kV变电站，借助智能技术实现了双回馈系统的全过程监控，自动发现和处理异常情况，提高了电网安全和稳定性。
2、国内某智能变电站工程该工程采用智能化技术实现了多环网电源切换、自动安全闭锁、远程故障定位等功能，提高了设备的管理效率和工作安全性。
3、西门子（SIEMENS）公司开发的NECST工程NECST是一种全新的智能化变电站控制系统，在德国首次应用。
该工程实现了数字化电网的管理，大幅提高了电网的运行效率和可靠性。
第四章智能变电站技术的前景随着电力市场的竞争和发展，智能变电站技术的应用前景非常广阔。
智能变电站测试内容及方法
智能变电站测试内容及方法2014年11月16日内容出厂验收现场测试基本测试方法试验参数设置对基于DLT860标准的继电保护测试仪的技术要求 基于MMS的自动测试出厂验收集成商按配置要求，在工厂环境下完成软件开发和系统集成；搭建模拟测试环境，提供测试设备，并完成相关的技术资料编写；出厂试验达到合同及相关技术规范要求。
现场单体装置功能调试对所有二次设备（合并器、保护、测控装置、智能操作箱、交换机、二次回路等）进行功能和性能测试。
系统联调系统联调包括一次通流、加压、整组传动、网络通信性能以及站级监控系统和远动通信系统的调试。
1、出厂验收设备检查文件IEC61850检查各屏柜的外观和铭牌、内部结构、端子排、内部接线等是否符合要求。
检查设备随机技术资料、出厂试验报告和出厂合格证书是否齐全完成模型测试、关联测试、GOOSE测试和互操作测试监控系统智能装置网络设备性能站控层、间隔层和过程层的验收测试检查配置文件、测试同步性及采样精度、校验动作逻辑和定值网络负荷率、交换机吞吐量、交换机丢包及收发功率测试对时精度测试保护整组传动及整组动作时间测试检查装置时钟准确度是否满足要求联动整个系统，检查相关的出口、信号变位情况。
结合全站的GOOSE 配置表\图，检查GOOSE虚端子开入逻辑，确保所有装置的配置文件和设计符合要求2、现场装置检测 合并器调试保护装置测试测控装置调试智能操作箱调试二次回路检查交换机检验合并器也叫合并单元，负责整合多个电子互感器采集的数据，供保护、测控、计量和录波设备使用；合并器一般按间隔配置，分线路MU和母线MU，具有电压切换和电压并列功能；合并单元通过网络传输信息，网络地址必须与配置文件一致。
因此，有必要对通讯地址，如MAC地址、APPID、SVID等进行检查；为保证通信可靠稳定，光纤端口的发送功率应有足够的裕度；合并器通信中断或采样数据异常时，相关设备应可靠闭锁；与电子互感器厂家配合模拟相应的故障，实现对合并器告警功能的测试，如飞点测试等。
智能变电站三网合一网络流量管理实践
智能变电站三网合一网络流量管理实践摘要：随着时代和技术的发展，智能变电站已经成为综合自动化变电站的发展方向。
在智能变电站中，站控层和间隔层之间采用基于以太网的IEC61850协议通讯，取代了传统的103等通讯协议；同时，间隔层和过程层之间也取消了传统综自站的二次电缆，通过交换机网络传输保护跳闸命令、开关信号、采样值信息等，该网络称之为过程层网络。
目前典型的智能变电站网络结构均为“三层两网”，三层指站控层、间隔层和过程层，两网指站控层网络和过程层网络。
“三层两网”的典型网络结构在工程实际应用中已经相当成熟，在此基础上也有提出进一步优化网络设计的方案，特别是在110kV等级智能变电站优化原来“三层两网”的结构，试点采用“三网合一”的通信网络架构，将过程层、间隔层和站控层设备统一连接到一层网络，实现了全站信息共享。
该方案在新一代智能变电站实施中得到试点应用，从试点的情况看，在110kV等级及以下推广前景广阔。
关键词：智能变电站；过程层网络；三网合一；网络流量管理本文将详细讨论“三网合一”网络流量的特点，及网络流量管理的各种方式，并提出适合现阶段应用的网络流量管理方式。
1三网合一网络特点分析1.1.智能变电站的常用网络架构智能变电站二次设备网络结构一般分为站控层、间隔层和过程层，站控层和间隔层之间的网络为MMS网，间隔层和过程层之间的网络为GOOSE或SMV网(统称为过程层网络)。
目前，智能变电站大多采用星型网络结构，也有个别试点站在MMS网的主干网络采用环形组网，过程层网络使用环形组网的仅在低压配电网中有研究和应用。
过程层的SMV网和GOOSE网可共网或单独组网；如果再将站控层网络MMS网和SMV网、GOOSE网合一，则形成三网合一的网络结构，此时过程层网络和站控层网络共网运行。
目前，智能开关还是采用普通开关加智能终端组合的方式实现，合并单元可接入电子互感器也可接入常规互感器。
过程层设备中保护装置的SMV和GOOSE报文可采用点对点通信模式，也可采用组网方式；测控装置的SMV报文和GOOSE报文一般均采用组网方式。
智能变电站三网合一的网络架构与
2.3 IEC61588 同步对时网络
（3）经济性：因为在变电站内过程层一次设备的信息采集
IEC61588 对时原理利用的是偏差测量，其原理如图 2 所示。 与数据的传输都是通过合并单元经过光纤输送到过程层与间
主时钟
从时钟
隔层之间的中心交换机中，中心交换机汇集了来自各个间隔的
To
T1
同步
附加信息报文（T1）
关键词：智能化；变电站；三网合一
0 引言
GPS 对时主机 监控主机 1 监控主机 2 全景数据平台 各级调度中心 各级调度中心
随着电子式互感器、断路器技术以 及高速工业通信网络技术的发展和 IEC61850 标准的推广运用、高压设备 的智能化，加快了变电站智能化革新的
站控层
A网 IEC61588 B 网 对时网络
1 智能化变电站网络结构
2 智能化变电站网络传输分析
2.1 IEC61850－9－2 采样值网络化传输 智能变电站在过程层目前主流是采用 IEC61850－9－2 采样
值网络化传输方式和 GOOSE 网络，其中 IEC61850－9－2 采样值 网络化传输方式主要是将采样测量值实时地发送到间隔层的
1.1 智 能 化变 电 站 的概 念 智能变电站指由先进、可靠、节能、环保、集成的智能设备
SMV+GOOSE
点对点
点对点
点对点
A网 B网
过程层总线
换，无论是从安装还是运维方面都是
比较简单方便的。过程层传输的信息 除 了 SMV 采 样 值 和 GOOSE 信 息 外 ， 还 有 少 量 辅 助 信 息 ，如 对 时 信 息 、网 络 设 备 管 理信 息 等［ 1 ］，这 些 信 息 都 是 采 用独立的物理通道，数据获取和运行 维护方面都在一定程度上存在很多不 方便的地方。
智能变电站网络检验测试
三、网络系统测试 继电保护网络性能测试 过程层订阅报文网络压力测试 订阅GOOSE报文 （1） StNum不变，SqNum不变 （ 2 ） StNum 不变， SqNum 递增，每控制块 GOOSE 变化 报文0.833ms发送1帧 （3）StNum递增，SqNum为0，每控制块GOOSE变化报 文0.833ms发送1帧
点口及组网口其他订阅GOOSE控制块报文的状态变位或联闭
锁信号并正确动作。
三、网络系统测试 继电保护网络性能测试 过程层订阅SV报文网络压力测试 测试方法 在原有网络数据流量的基础上使用网络测试仪对保护装 置点对点口施加单个订阅SV报文（SmpCnt不变，报文内容 不变），注入流量为1M~（100M-实测基础流量），网络压 力持续时间不小于2min。网络压力持续过程中，模拟区内外 故障及与各订阅GOOSE控制块报文相关的故障（如断路器失
二、光纤及设备光口测试 光纤回路测试
光纤回路测试 测试内容：按网络设计检查光纤回路的正确性 测试方法： （1）根据网络设备连同状态告警进行排查 （2）可采用激光笔，照亮光纤的一侧而在另外一侧检查正 确性
二、光纤及设备光口测试 光纤回路测试 光纤回路光衰耗测试 测试内容：检查直连设备之间的光纤连接是否正确，检查光 纤回路的衰耗是否正常，以太网光纤和FT3光纤回路（包括光 纤熔接盒）的衰耗不应大于3db 测试方法：
Q_GDW 431-2010 智能变电站自动化系统现场调试导则 Q/GDW 396-2012 IEC 61850工程继电保护应用模型 Q/GDW 426-2010 智能变电站合并单元技术规范 Q/GDW 428-2010 智能变电站智能终端技术规范
。。。。。。
主要内容
一 概 述 二 光纤及设备光口测试 三 网络系统测试 四 测试案例 五 总结
智能变电站过程层信息流图研究与应用
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｔａｔｉｏｎꎻｐｒｏｃｅｓｓ ｌａｙｅｒꎻｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍꎻｅｘｃｅｐｔｉｏｎ ｈａｎｄｌｉｎｇ
情况 [５ － ６] ꎮ 与此同时ꎬ研究人员根据运行及检修工
作的实际需要ꎬ对比智能站和常规站二次回路的特
点和差别ꎬ研究多种二次回路可视化工具ꎬ辅助运维
及检修人员掌握设备间的二次回路联系 [７ － ８] ꎮ
本文通过信息流解析绘图的方式开展深入的研
究ꎬ用信息流图直观地反映设备间的 ＳＶ 及 ＧＯＯＳＥ
用智能终端、合并单元等智能装置ꎬ并采用光纤替代传统的硬接线ꎬ构成了常规站中没有的过程层网络ꎮ 过
程层网络的出现给运维及检修人员的工作带来了一系列的挑战ꎬ如何快速解决过程层网络中时常出现的
ＧＯＯＳＥ、ＳＶ 断链等异常现象ꎬ成为运维及检修人员亟待解决的难题ꎮ 本文通过分析过程层信息流ꎬ解析绘制
各间隔完整信息流图ꎬ在此基础上结合异常处理规则ꎬ得到一套完整的异常设备快速锁定方法与安全隔离措
ＬＵ ＦｅｉꎬＹＩＮ ＱｉꎬＷＵ Ｐｅｎｇ
( Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｊｉａｘｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ＣｏｍｐａｎｙꎬＪｉａｘｉｎｇ ３１４０００ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｇｒｅｓｓꎬｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ ａｒｅ
示ꎬ横着的第一排是发送 ＧＯＯＳＥ 信号的智能装置ꎬ
换机发送给母差保护装置的ꎬ失灵保护的功能受到
智能变电站原理及测试技术
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智能变电站网络现场测试方法
智能变电站网络现场测试方法作者：汪文熙王素慧来源：《城市建设理论研究》2013年第36期摘要:结合220 kV首山智能变电站网络的现场调试情况，分别对站内网络、组网正确性验证及网络性能测试等几个方面进行介绍，并给出具体的测试方法或建议，为后续智能变电站网络现场测试提供参考。
关键词:智能变电站、网络测试、方法中图分类号：U665.12文献标识码： A智能变电站是智能电网的重要环节，它以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征，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。
与传统变电站相比，智能变电站网络系统在结构和功能上发生了较大变化，同时在重要性上也大幅上升。
从某种意义上讲，智能变电站的网络系统己上升为智能变电站的神经系统，其建设质量与性能直接决定了智能变电站的安全性、可靠性及实用性。
因此，如何有效地对智能变电站网络进行测试与评估成为亟需关注的课题。
结合220kV首山智能变电站项目，对智能变电站网络现场测试技术进行了探讨，总结出现场网络测试的方法及要点，并对现场测试技术提出了相关建议。
1、首山智能变电站概况1. 1变电站规模辽阳220 kV首山变电站始建于解放前，此次属于智能化改造。
工程规模为:变压器2x240 MVA，220 kV间隔10个，66kV（采用户外GIS）间隔21个，均为双母分段。
根据国家电网公司六统一原则要求，本站220kV及主变相关间隔的继电保护及录波装置采用双重化配置，66kV相关间隔为单套配置。
1. 2站内网络简介该站网络在结构上可以分为站控层网络和过程层网络。
站控层网络采用星型结构，实现站控层、间隔层间数据交互及通讯，过程层网络亦采用星型结构，主要完成间隔层、过程层间设备通讯及数据交互。
在具体实现上，站控层网络分为站控层A网、站控层B网；过程层网络分为220kV-SV-A 网、220kV-SV-B网、220kV-GOOSE-A网、220kV-GOOSE-B网、66kV-SV网、66kV-GOOSE 网，各网络之间相互独立。
智能变电站测试初探
智能变电站测试初探摘要：阐述了智能变电站与常规变电站的差异，重点介绍了智能变电站测试的主要内容，并从出厂集成联调测试、站级系统联调测试展开，讨论了测试的具体内容和要求。
关键字：智能变电站测试；联调测试1智能变电站与常规变电站的差异智能变电站与常规变电站相比，克服了二次接线复杂的问题，实现了不同厂家智能电子设备的互操作问题，解决了控制电缆引起的电磁干扰问题，同时实现了变电站电气、二次设备状态检修。
常规变电站二次图主要反映二次设备的原理和功能，主要包括电流电压回路图、控制信号回路图、端子排图等，所有不同设备间的连接都通过从端子到端子的电缆连接来实现，这些端子排图充分反映一、二次设备间的连接关系。
这些图纸可用来指导电气施工接线和运行中的检修及维护。
而智能变电站的电气二次设计与常规综合自动化站的二次设计发生了极大的变化。
智能变电站系统结构分为站控层、间隔层和过程层，各层设备通过网络进行连接，二次设备间通过网络连接，设备间的连接基于网络传输的数字信号，以前二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所代替，传统上端子的概念消失。
原有常规站的测试内容、工具以及方法均已不能满足现场试验的要求，本文就主要从智能变电站的测试内容、流程来阐述。
2智能变电站测试2.1出厂集成联调测试集成商按配置要求，在工厂环境下完成软件开发和系统集成，搭建模拟测试环境，提供测试设备，并完成相关的技术资料编写，出厂试验达到合同及相关技术规范要求。
出厂验收时需检查各设备屏柜的外观和铭牌、内部结构、端子排、内部接线等是否符合要求，检查设备随机技术资料、出厂试验报告和出厂合格证书是否齐全。
出厂集成联调前，各厂家提供各个IED的ICD模型文件。
根据智能站建模要求，检查模型文件规范性，同时，通过第三方检测软件，检测一致性。
各厂家应根据检测结果，及时修改ICD模型文件。
设计单位按照厂家提供的设备虚端子图，根据工程要求，设计二次虚端子回路连线。
审查后的设计图纸由设计单位交系统集成商，作为GOOSE配置连线依据,形成正确的全站SCD配置文件。
智能变电站实验报告
智能变电站实验报告一、引言智能变电站是应用先进的技术和系统集成手段，在传统的变电站基础上进行改造和升级的。
它通过数字化、网络化和智能化的手段，实现了对电网设备、线路和运行状态的全面感知、精确控制和智能化管理。
本文通过对智能变电站的实验研究，详细阐述了智能变电站的工作原理、优势以及在电网运行中的应用。
二、智能变电站的工作原理智能变电站的工作原理可以分为几个关键步骤。
首先，通过传感器和监测设备对电压、电流、温度等关键参数进行实时监测，并将所得数据传输给数据采集系统。
数据采集系统通过网络将数据传输给远程监控中心，并对数据进行处理和分析。
远程监控中心利用数据分析的结果，实现对电网设备状态的精确掌控和预测。
最后，通过智能控制设备对变电站进行精确控制，实现电网的稳定运行和保护。
三、智能变电站的优势智能变电站相比传统的变电站具有一些明显优势。
首先，智能变电站通过使用先进的传感器和监测设备，能够对电网设备的运行状态进行实时监测和预警，提高了对电网运行的可靠性。
其次，智能变电站通过数字化和网络化的手段，实现了数据的集中管理和分析，使得电网管理人员能够更加高效地对电网进行监控和调度。
此外，智能变电站利用先进的智能控制设备，提高了电网的响应速度，有效应对了各类故障和突发事件。
最后，智能变电站还可以实现对电网运行的预测分析，提前发现问题并采取措施，降低了电网运行中的风险。
四、智能变电站在电网运行中的应用智能变电站在电网运行中有广泛的应用。
首先，智能变电站可以实现对电网设备的状态监测和诊断，及时发现设备的故障和隐患，并采取相应的维修和替换措施，有效提高了电网设备的可靠性和稳定性。
其次，智能变电站能够进行负荷预测和优化调度，合理安排电网的运行模式和负荷分配，降低了电网运行的能耗和成本。
此外，智能变电站还可以实现对电网运行参数的精确控制，提高了电网的稳定性和供电质量。
五、实验设计与结果分析在本实验中，我们建立了一个小型的智能变电站模型，并对其进行了测试。
智能变电站数据流确定性交换特性分析与应用
智能变电站数据流确定性交换特性分析与应用发表时间：2016-12-16T12:02:53.133Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：刘斌1 程智远2 李文伟3[导读] 20世纪90年代以来，变电站技术发展过程中经历了常规变电站、综合自动化变电站、数字化变电站和智能变电站。
1.广西电网有限责任公司电力调度控制中心南宁 530023；2.广州思唯奇计算机科技有限公司广州 510000；3.广西电网有限责任公司钦州供电局钦州 535000；摘要：信息采集交换的数字化、网络化是智能变电站的重要特征，也是智能变电站技术发展及各种高级应用功能实现的基础。
通过研究智能变电站数据流确定性交换特性，提出了基于应用功能智能变电站数据流交换机的功能要求，重点解决智能变电站网络传输中交换延时和交换成功率不确定性的难题，最终为智能变电站的“网采网跳”模式的研究和应用提供可靠的技术支撑，同时实现智能变电站站内网络的完全可视化监控管理，为运行维护提供便利。
关键词：智能变电站；数据流分析；确定性交换20世纪90年代以来，变电站技术发展过程中经历了常规变电站、综合自动化变电站、数字化变电站和智能变电站，自动化系统也逐步从传统的“面向功能”走向“面向间隔”[1]，随着电子式互感器和过程层智能化设备的广泛应用，近几年国内智能变电站进入了发展的快车道。
智能变电站是对IEC61850标准的实践，IEC61850标准带来的最大变化就是变电站数据的网络化和高度共享，数据传输的介质也由电缆变为光纤，由此带来了智能变电站网络传输中交换延时和交换成功率不确定的问题。
交换过程中的不确定性因素极大阻碍了过程层“网采网跳”、“三网合一”等技术功能的实现[2]，也给智能变电站网络在线监测、故障分析、故障定位等技术实现带来了困难。
本文认为变电站信息数据流的最基本特征在于确定的交换特性，从该特性出发提出了一种方法来解决现阶段智能变电站网络数据流遇到的交换延时和交换成功率不确定的问题。
基于流量控制的智能变电站网络传输可靠性提升方案
基于流量控制的智能变电站网络传输可靠性提升方案智能变电站网络的传输可靠性的提升，是应对新能源混合运行带来的复杂电网环境的重要措施，是建设“计算机网络、智能交互”的可靠性和安全性。
有效提升智能变电站网络传输可靠性，可以有效促进电网运行安全，实现电网可靠、安全、经济和环境友好的发展。
一、基于流量控制的智能变电站网络传输可靠性提升方案1、强化网络可靠性管理。
可以采取多种技术手段，如实施网络可靠性基础设施的完善和升级，加强网络安全防护，更新智能变电站网络设备，以及进行网络可靠性统计报告、评估和分析等。
2、构建服务器架构，利用服务器架构来共享应用程序、资源以及应急备份。
可以使用在线备份技术，以及基于LAN/WAN分布式存储系统以及网络硬盘等多种技术，保障数据及相关信息的安全性和可靠性。
3、增加存储容量，采取远程数据分发、缓存备份技术等方法将数据保存到安全可靠的磁盘或其他存储介质中，从而保证数据的可辨性和安全性。
4、使用智能变电站网络设备控制策略，通过分布式物联网模型和无线传感器网络技术，实现对变电站的实时监控，及时发现网络故障，实施预防性维护，避免由网络故障带来的通讯和服务中断，以确保网络传输可靠性。
5、基于流量控制的网络安全措施。
采用防火墙网络安全技术，避免网络中恶意流量的进入，增加网络安全性；同时，采用流量监控技术，进行流量控制，来源控制，功能控制，阻断控制等，进一步提高网络安全性。
二、结论智能变电站网络传输可靠性是安全运行电网的重要保障条件，确保信息安全和信息可靠地传输到工程领域是实现传输可靠性的关键所在。
因此，推行基于流量控制的智能变电站网络传输可靠性提升方案，将有助于提高智能变电站网络传输可靠性和安全性，有效改善电网的运行状况，为电力市场的发展提供坚实的技术支撑。
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智能变电站装置网络流量处理模式及其测试研究左群业;胡宝;刘天祥;王龙飞【摘要】工业以太网技术和设备在智能变电站中的应用越来越广泛,以智能变电站智能终端为例,不仅装置的对外通信是基于以太网,而且装置内部CPU与FPGA、CPU与应用程序之间也都采用以太网通信,因此对以太网通信的可靠性要求更高,为了保证智能变电站通信的可靠性,结合智能终端装置通信功能设计的特点,分析了目前常见的智能终端通信设计方案,考虑到装置实际运行中通信遇到的各种异常工况,按照分层和分环节的思路,提出了新型的装置通信可靠性设计方案,提出了报文智能识别和报文分层过滤设计思路,并研究了通信测试方法.通过网络风暴测试和实际工程运行,充分验证了通信设计方案的正确性和可行性.%Industrial Ethernet technology and equipment is finding wider and wider application in the intelligent substation.Let's take the intelligent terminal of the intelligent substation as an example.The device does not only have its external communication based on Ethernet,but also adopts Ethernet communication between its CPU and FPGA and between the CPU and application programs,so that there is even a higher demand on the stability of Ethernet communication.To ensure the reliability of intelligent substation communication,under consideration of the characteristics of the design of the intelligent terminal's communication functions,an analysis was made of common design schemes for intelligent terminal communication.In view of various abnormal operating conditions in actual communication of the device,in line with the idea of processing by layer and by link,a presentation was made of a new device communicationreliability design scheme,which proposed intelligent message identification and layered message filtering. Furthermore,a communication test approach was developed for the presented work storm test and actual engineering operation has verified the correctness and feasibility of the communication design scheme.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】4页(P8-10,36)【关键词】智能变电站;网络风暴;报文智能识别;报文分层过滤;测试【作者】左群业;胡宝;刘天祥;王龙飞【作者单位】许继电气股份有限公司,河南许昌 461000;许继电气股份有限公司,河南许昌 461000;许继电气股份有限公司,河南许昌 461000;许继电气股份有限公司,河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TP393.060 引言智能变电站中应用了大量以太网通信设备和技术，由于交换机异常、组网设备网卡异常、网络环路、病毒等原因，实际运行过程中智能变电站的关键设备智能终端(以下也简称装置)的GOOSE发送或接收端口容易受到网络风暴的干扰，如果智能终端抵御网络风暴的可靠性低，就极易造成正常GOOSE报文的收发异常，从而引起装置死机、重启，以及拒动或误动，因此，装置的网络通信可靠性设计的主要内容之一就是采用合理、有效的抵御网络风暴技术，在保证装置正常功能和性能的前提下，尽可能提高装置抵御网络风暴的能力[1-2]。
通常采用的抵御网络风暴技术在发生广播风暴或GOOSE流量风暴的情况下，根据事先设定的网络流量门槛，暂时闭锁装置CPU处理GOOSE接收报文的功能，即在一定延时内丢弃报文，从而躲开突发的网络风暴，避免由于装置CPU处理能力不足而造成的死机或重启。
这种方法的优点是设计实现简单，但缺点是能抵御的网络流量有限，而且在短时间有可能丢弃掉正常的GOOSE跳合闸命令或开关变位报文，可能造成电力系统进一步故障[3]。
由于通过上述软件实现方式来抵御网络风暴有一定缺陷，而FPGA等硬件处理能力强大，可以弥补依靠纯软件所带来的处理能力有限等缺点，因此可以采用FPGA 硬件编解码技术来参与大流量报文处理，突破装置中广播风暴或GOOSE流量风暴实时处理能力瓶颈问题。
使装置具备网口满流量报文处理能力，可有效抵御网络风暴，在任何网络流量冲击下装置均不会死机或重启。
1 改进前的智能终端装置通信方案智能终端为智能变电站中新出现的一种IED设备，适用于智能变电站内多种一次开关间隔或变压器间隔，其最主要的两个功能是：①接收智能变电站过程层网络的控制指令或继电保护装置的直接控制指令，并驱动相应的出口回路完成对一次设备的控制功能，并具有防误操作功能;②采集一次设备位置信号、报警信号等实时数据，通过GOOSE服务发布至过程层网络[4]。
由于智能变电站中智能终端设备所处的关键位置和重要功能，对其可靠性设计要求极高，任何情况下都要保证装置的可靠动作。
由于智能终端的组网口接在过程层网络上，虽然可通过屏蔽广播报文等做法避免网络压力对装置的影响，但还是存在某个网口受到网络压力的影响造成装置拒动或误动的可能，所以就需要在某个网口受到网络压力影响时防止装置的其他网口的功能受到影响的新机制。
2 智能终端的网络报文处理流程2.1 改进前的智能终端网络报文处理流程本文涉及的智能终端网络报文处理流程如图1所示。
按照网络报文进入装置及在装置中处理的流程为序，分别在硬件层(FPGA处理模块)、网卡驱动层(CPU处理模块)、应用层(应用处理模块)中进行报文的接收、存储和处理，而仅在CPU处理模块进行网络流量或网络风暴的判别和过滤[5]。
图1 目前常见的网络流量处理流程这种结构的特点：用于处理数据的CPU插件和网络扩展插件分开，网络扩展插件是由FPGA处理模块控制的多网口网络报文预处理插件，CPU插件是接收网络数据并且处理数据的插件，网络扩展插件和CPU插件是通过以太网口进行通信的，基本结构如图1所示。
已有做法的不足：只是在驱动层对网络风暴报文进行抑制，但是根据装置的结构特点和网络数据处理流程，只在网络驱动层进行网络风暴抑制是不完善的，因为网络流量的判断是在CPU板的网络驱动层进行的，当判断到流量异常超量的时候，应用层的数据缓冲区里面已经有非常多的网络风暴报文了，此时即使在网卡驱动层将网络数据屏蔽，应用层处理应用数据缓冲区中已有的报文也将耗费极大的CPU资源，对整个装置的性能是个巨大的压力和挑战；另外，如果只是在驱动层进行风暴屏蔽，在FPGA预处理层不对风暴进行处理的话，网络扩展插件多个网口的数据和风暴数据都会对CPU插件的网卡驱动形成持续的冲击，会影响整个装置的性能甚至造成拒动或者误动。
2.2 新型智能终端网络报文处理流程的设计目标按照图1所示的方法实现的网络风暴处理机制，存在如下两个主要问题：①对于单个网口来说，如果仅是该网口中某组或某些组的报文流量异常，由于没有按组进行识别过滤，就会关闭这个端口，进而也关闭了利用该端口进行通信的所有报文组，例如该端口的三组GOOSE报文中如果有一组发生网络风暴，由此关闭该端口的同时，也关闭了其他正常通信的组，造成了影响面的扩大，对继电保护装置的正常运行影响也较大[6];②所有端口的网络风暴由CPU模块直接判别处理，只要有一个端口发生网络风暴，就会对CPU产生极大的负荷率，从而影响CPU处理其他更重要任务的性能，造成CPU停止或关闭网络处理任务，装置其他网口也会暂时关闭通信报文处理功能。
为了解决上述问题，结合智能变电站的运行要求及特点，提出了新型网络风暴处理机制的实现目标，即当一个网口的某些组的报文数据流量异常时不会影响该网口其他组数据的处理和装置的性能；某一个或者几个网口数据流量异常不会影响其他网口的数据处理和整个装置的性能，即一个网口数据流量异常的时候，其他网口对数据的正常处理性能不受影响，装置的整体性能也不受影响。
2.3 新型智能终端网络报文处理流程的实现方法根据目标要求所实现的新方法，其特征在于流量监控机制不仅仅只是统计网口的总流量，还会监控每个网口每种组播报文的流量，这样做使得流量控制更加细化和精确：一个网口中的某些组播报文流量异常的时候，不会影响当前网口对其他正常报文的处理，更不会影响其他网口和装置的性能。
根据智能终端的网络数据处理特点和上述分析，充分利用智能终端的分层设计的结构特点，在装置上建立一个三层一体的网络抑制机制，将装置的网络数据处理分为三层：①网络扩展插件的FPGA预处理层(FPGA处理模块),用于网络扩展插件每个网口数据的接收、预处理和缓存处理；②CPU插件的网络驱动处理层,用于对网络扩展插件每个网口数据进行网口映射、接收处理和缓存处理；③CPU插件的应用处理层,维护一个缓存列表，用于存储网络驱动层传递过来的网络报文数据、给应用提供有效数据。
根据装置的网络报文流向和处理特点，本方法在三个层面上实现对网络风暴的抑制,装置对网络数据的接收和处理具体流程如下：(1)首先，总体要求装置的每个网口下都需要建立本文提出的网络报文过滤机制：在每个网口的FPGA处理模块、网卡驱动处理模块和应用处理模块内部都要建立一套相应的网络报文过滤模块。
(2)物理层：对应于智能终端的网络扩展插件的FPGA网络报文过滤模块，在该模块内部增加网络报文过滤模块。