智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析1. 智能变电站的核心特征是（）A. 智能化一次设备B. 网络化二次设备C. 全站信息数字化D. 以上都是答案：D解析：智能变电站的核心特征包括智能化一次设备、网络化二次设备、全站信息数字化等多个方面。
2. 智能变电站采用（）实现对一次设备的控制和监测。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：A解析：智能终端用于实现对一次设备的控制和监测。
3. 以下哪个不是智能变电站的通信规约（）A. IEC 61850B. IEC 60870-5-101C. MODBUSD. DNP3.0答案：C解析：MODBUS 一般不用于智能变电站。
4. 智能变电站中，（）用于实现电流、电压等模拟量的数字化。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：B解析：合并单元的作用是将模拟量转换为数字量。
5. 智能变电站的过程层网络通常采用（）A. 以太网B. 令牌环网C. 星型网D. 环形网答案：D解析：过程层网络多采用环形网结构，以提高可靠性。
6. 智能变电站的站控层设备不包括（）A. 监控主机B. 远动装置C. 合并单元D. 数据服务器答案：C解析：合并单元属于过程层设备。
7. 智能变电站中，（）承担继电保护功能。
A. 智能终端B. 保护装置C. 合并单元D. 测控装置答案：B解析：保护装置是实现继电保护功能的设备。
8. 智能变电站中，（）实现对一次设备的测量和控制。
A. 智能终端B. 保护装置C. 测控装置D. 合并单元答案：C解析：测控装置主要负责测量和控制一次设备。
9. IEC 61850 标准中，逻辑节点的英文缩写是（）A. LDB. LNC. DOID. SCL答案：B解析：逻辑节点的英文缩写是LN。
10. 智能变电站中，（）实现了变电站的智能化管理。
A. 自动化系统B. 智能辅助系统C. 在线监测系统D. 以上都是答案：D解析：自动化系统、智能辅助系统和在线监测系统等共同实现了变电站的智能化管理。
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-92：特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采样值 传输方式，网络数据接口
● 传输延时不确定 ● 无法准确采用再采样技术 ● 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 ● 硬件和软件实现都将困难 ● 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等保护的
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SMV介绍 ●什么是SMV? Sampled Measured Value 采样测量值，也 称为SV (Sampled Value),一种用于实时传输数 字采样信息的通信服务 从发展历史来说，SMV的发展先后经历： IEC60044-8，IEC61850-9-1，IEC61850-9-2 目前主要采用IEC61850-9-2，IEC60044-8
常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
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GOOSE发送机制
• GOOSE采用多播方式传送数据 – 以太网传输方式有：点对点、广播、多播
• GOOSE采用连续多次传送的方式实现可靠传输：T1=2ms T2=4ms T3=8ms T0=5s (默认值，由SCD确定)
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感性认识GOOSE（线路跳闸）
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
SV或模 拟量输入
线路保护A
智能终端A
测试仪输入
GOOSE
线路保护B 智能终端B
电缆
电缆
开关
20
感性认识GOOSE（母差跳闸）
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
测试仪输入
闭锁重合
SV输入或模拟量
线路保护A 母差保护A 线路保护B
智能终端A
GOOSE
闭锁重合 智能终端B
实现智能变电站SV／GOOSE虚端子回路可视化的探讨
相对于实二次回路 ，虚拟二次 回路缺乏直观性 ，给智 能变电站的运维带来很大困难 。
一
位置 的状态 ，准确定位故障 ，从而进行有 目的、针对性 的 故障隔离和检修 ，及时发现二次 网络系统及 Ｉ Ｅ Ｄ设备 的安 全隐患 ，对于提高智能变电站安全运行水平 ，具有重要的
出 实现 虚 端 子 回 路 可 视 化 的 方 案 。
关键 词 智 能 变 电站 虚 端 子 可 视 化
中 图分 类 号
ＴＭ６ ３
Ｘ ＭＬ语言描 述 这种 连 接关 系 ，用光 纤 代替 电缆 传输 信 号 。由于 Ｇ ０ ｏ Ｓ Ｅ、Ｓ Ｖ输入输出信号成为网络上传输 的变 量 ，与传统屏柜的端子存在着对应 的关系 ，因此为 了便于 形象地理解和应用 Ｇ ｏｏ Ｓ Ｅ、Ｓ Ｖ信号 ，将这些信号称为虚 端子 ，将用光 纤代 替 电缆传输 信号 的 回路称 为虚端 子 回
号 、电缆连接相应转变为数字信号、光纤 连接 ，信息 的交 互由基于硬接线方式 ，被一些交换 机和网线所替代 ，从 而 实现变电站的继 电保护、监控 、测量等功能＿ １ ］ 。
智能变 电站建设中难堪的局面。二次系统的调试与维护相
２ ｓ ｖ ／ Ｇ ＯＯＳ Ｅ虚端子 回路及存在 问Байду номын сангаас
智能变 电站采用 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ — ９ — １ ／ ２ 、Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ４ ４ — ８ 规约
路 ］ 。
０ 引言
二 次 设 备 网络 化是 智能 变 电站 的 基 本 特 征 之 一 。硬 件
回路的不复存 在 ，导 致传统 基 于设 备 和 回路 的一 系列设 计 、施工 、运行 、检修等方面的做法 和工具 都不再 适用。 虚端子 回路 隐藏于过程层交换机 内，运维人员无法再用 常 规的万用表和螺丝刀进行调试 和诊断 ，因此在不影响 当前 电力 系 统 正 常 运 行 的 条 件 下 ， 实 现 智 能 变 电 站 Ｓ ｖ／
智能变电站体系结构
在智能变电站中，继电保护受自动化体系结构设计的影响较大。
体系结构不仅影响保护装置的接口要求，更重要的是会从整体上影响保护设备配置、实现方式、维护方式及运行可靠性。
本期简单的介绍一下智能变电站自动化系统的体系结构。
其中提到逻辑接口可以采用几种不同的方法映射到物理接口，一般逻辑接口1、3、6、9映射到站控层中，逻辑接口4、5映射到过程层中。
间隔之间的通信接口8可以映射到任何一种或者同时映射到两种。
上期图中没有做备注，很多朋友没看明白，这里重新备注一下。
接口1：间隔层和站控层之间交换保护数据；接口3：间隔层内交换数据；接口4：过程层和间隔层之间交换瞬时采样数据；接口5：过程层和间隔层之间交换控制数据；接口6：间隔层和变电站层之间交换控制数据；接口8：间隔层之间交换数据；接口9：站控层之间交换数据；根据上述思想，国内智能站采用较多的是三层两网的结构。
1、三层智能变电站自动化系统站控层设备包括：监控主机、数据通信网关、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器和计划管理终端等；间隔层设备包括：继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪、及稳控装置等；过程层设备包括：合并单元、智能终端、智能组件等。
2、两网变电站网络在逻辑上可分为：站控层网络、间隔层网络、过程层网络。
全站通信采用高速工业以太网组成。
站控层网络是间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层和间隔层之间的数据传输；（上图接口1/3/6/9）过程层网络是间隔层设备和过程层设备之间的网络，实现间隔层设备和过程层设备之间的数据传输。
（上图接口4/5）间隔层设备之间的通讯，在物理上可以映射到站控层网络，也可以映射到过程层网络。
（上图接口8）（1）站控层网络站控层网络设备包括站控层中心交换机和间隔交换机。
站控层中心交换机连接数据通信网关机、监控主机、综合应用服务器、数据服务器等设备间隔交换机链接间隔内的保护、测控和其他智能电子设备。
智能变电站基础知识及二次操作注意事项
MMS/GOOSE/IEEE1588 A网 MMS/GOOSE/IEEE1588 B网
GPS、北斗 时间同步
主机兼 操作员站
网络通信记 录分析系统
远动 通信装置A
远动 通信装置B
打印 服务器
站控层
电能量终端服务器
站控层网络
保护 测控
故障 录波
其他智能 设备
电能表
间隔层
采样值/GOOSE/IEEE1588网
• 过程层设备：包括变压器、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。
• 过程层功能：为间隔层设备服务功能，状态量和模拟量输 入输出功能，如数据采集（采样）、执行间隔层设备发出 控制命令。
过程层网络与站控层网络作用
• 智能变电站过程层网络相当于常规变电站的二次电缆，各 IED之间的信息通过报文交换，信息回路主要包括SV采样 （实时运行电气量采集）、GOOSE开入和开出（操作控制命 令执行）。
• 数据的共享通过网络交换完成。
智能变电站与常规变电站比较
数字化变电站
常规变电站
所有信息统一建模，共享统一的信息平台
信息难以共享
简化信息传输通道便于变电站新增功能和 扩展功能
采用光纤传输提高信号传输的可靠性
采用电子式互感器提升系统精度，不会产 生附加误差
采用光纤连接避免电缆带来的电磁兼容、 传输过电压和两点接地等问题
当于传统保护的开入开出回路（开关量）） • GOOSE传输的数据类型？
常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
感性认识GOOSE（线路跳闸）
1 仿真故障
2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
SV或模拟 量输入
智能变电站SV直采与GOOSE共网传输探究
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网光 纤 闭 罐
前的技术水平对Ｓ Ｖ 直采与Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 共网传输进行合理规划。
主板 ，主板的主要作用是保护Ｃ Ｐ Ｕ 使用，如 图２ 所示 。同
时对 于 双 母线 接 线 ，母 线 保护 需要 同 时接 入 两条 母 线 的 电压 。但 是 因为 两 组母 线 电压 无 需单独 进 行 矢量 运 算 ， 且 不 需 要判 断 同期 ， 因此 两组 母 线 电压 无 需将 合 并 单元 分 离 ， 由统一 的合并 单元接 入保 护 即可 。
传 输 ，因为Ｓ Ｖ 直采对 于过程层 设备 的运行具 有十分 严格 的 要 求 ，在Ｓ Ｖ 直采链 路上进行Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 报 文传输会对 间隔层设备 以及过程 层设 备提 出了更高 的技术要 求 ，为 此需要 基于 当
行设计 ，那么两个数据采集板即可完成数据采集工作 。
对 此 ，本 次研 究设 计 方案 中 基 于级 联 原理 设 置 了子 板 与
合 并单 元 ，并且 与 保 护装 置相 对 应 。合 并 单 元Ｍ Ｕ 数 据 是
．
从而 保证 数据 传输 的安 全可 靠 ，如 图３ 所示 ：
１ ｔ ¨ 、 ｆ¨ ｎｓ ｓ １ ｛
智能变电站GOOSE、SV系统讲解及异常信号处置
SV/SAV/SMV:Sampled Valve，传输电压、电流量；周期性采样，要 求传输实时性、快速性；与GOOSE同属于过程层信息报文
常规站、智能站结构图对比
智能站继电保护特点
特点汇总
PART THREE
保护压板
保护配置
智能站保护装置特点
采样方式： 经过通信接口接受互感器的合并单元 送来的数字量
武胜站是智能站，与常规站有什么区别
智能站常见sv、goose异常及处置
C O N T E N T S
常规站110kV母差 保护装置TA断线
智能站相关定义
智能站继电保护特点
智能站SV、GOOSE 相关告警信息
武胜站异常处理过程 及总结
常规站110kV母差保护装置TA断线
信息释意
PART ONE
相关异常信号：
01
GOOSE总告警、GOOSE链路中断 释义：
...
AD AD
CPU CPU
LED LED
MU
02
保护 装置
监视智能终端接收GOOSE报文是否正常的 信号 异常原因:
AD AD
CPU CPU
LED LED
合并单元
GOOSE 断 路 器
03
智能终端与保护装置GOOSE断链；本间隔 智能终端异常或闭锁；保护装置异常
?110kv及以下电压等级母线配置单套母线保护?母线保护采用直接采样直接跳闸各间隔合并单元智能终端以点对点方式接入对应子单元母线保护与其他保护之间的联闭锁信号采用goose网络传输?保护装置收sv采样链路中断?智能终端收保护装置goose链路中断?合并单元故障智能站svgoose相关告警信息partfour保护装置收sv采样链路中断1智能终端收保护装置goose链路中断2合并单元异常3智能站svgoose相关告警信息保护装置收sv采样链路中断电流线圈一次电流电压保护装置操作回路断路器adcpuled智能终端mu分压器adcpuled至母差测控电能表等
智能变电站-培训材料
一、系统架构：一次设备断路器互感器说明：1)网络结构采用3层（站控层、间隔层、过程层）2网（GOOSE网、MMS网）结构，比常规自动化站增加过程层和过程层网络，过程层网络采用光纤以太网；2)站控层通过MMS方式通讯；过程层通过SV方式采样，目前主流为9-2；过程层通过GOOSE方式采集开关量并且跳闸；3)保护装置SV采样和GOOSE跳闸采用点对点的通讯方式，SV和GOOSE分开；测控装置通过组网方式，SV和GOOSE共网；4)低压保护：GOOSE和MMS共网运行，兼测保一体、智能终端、MU功能；5)其他设备：电度表采用点对点采样，故障录波器和记录分析仪采用组网方式获取数据。
上图就是一个数字化变电站的基本结构，从上而下，图示的互感器与断路器是常见的一次设备，大家参照下表就可以看出两者区别。
常规站大家都了解，就是采用电缆接线后，采集模拟量上送到各装置。
不过有些数字化改造站的一次设备依然使用传统互感器、开关；间隔层与站控层与数字化站没有区别。
不同之处就是在MU合并装置上增加了交流模拟插件，用来采集常规一次设备的电压、电流等模拟量。
网络结构解析站控层：设备包括主站设备，如监控主机、监控备机、工程师站、远动机、故障录波、网络分析仪、信息子站等。
间隔层：设备包括保护、测控、电度表、直流、UPS、电度采集器等。
过程层：设备包括合并单元、智能终端、光/电CT、PT、智能机构等。
MMS网：保护、测控等设备与监控通讯的网络，走61850协议。
设备包括保护、测控、监控、故障录波等。
GOOSE网：合并单元、智能终端通过光纤上GOOSE交换机，同时保护、测控也上了GOOSE网，进行信息交换。
GOOSE网相当于取代了原来常规站测控、保护的电缆接线工作。
连接设备包括MU、智能终端、测控、保护、网络分析仪、故障录波器等。
注意：10KV目前没有走单独的GOOSE网，走的是GOOSE/MMS合一的网络，即是在一个交换机中，既有GOOSE报文又有MMS报文，而不像高压部分GOOSE和MMS是单独分开的。
1-智能变电站基础知识
• 通道延时需要在采样数据集中作为一路通道发送。
采样方式的优缺点
IEC 60044-8： • 优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步 处理，可靠性高。 • 缺点：物理接口专用接口； 数据点对点传输，接线较复杂。 IEC 61850-9-1/2： • 优点：物理接口标准以太网接口； 可以组网传输，利于数据共享； • 缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备 功能。（组网） 数据点对点传输，接线较复杂（点对点）
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-9-2： 特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采样值传输方 式，网络数据接口 • 传输延时不确定 • 无法准确采用再采样技术 • 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 • 硬件和软件实现都将困难 • 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等 保护的数据处理 • 通道传送一次瞬时值
4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能 质量）。
过程层技术
智能变电站过程层设备
• 智能断路器的实现方式：
智能断路器的实现方式有两种：一种是直接将智能控制模 块内嵌在断路器中；另一种是将智能控制模块形成一个独 立装置-----智能终端，安装在传统断路器附近。 现阶段采用常规断路器+智能终端方案。
网络化 标准化
智能变电站概述
高级 应用
一次设备 智能化
传统变电站设备功能分布
交 流 输 入 组 件
转 换 组 件
保 护 逻 辑 (CPU)
开 入 开 出 组 件
人机对话模件
A/D
端子箱
传统微机保护测控
二次设备和一次设备功能重新定位。
基于FPGA的智能变电站SV和GOOSE的实现
Implementation of SV and GOOSE by FPGA In Intelligent Electronic Device
共网： 这种应用不仅需要站内主干网交换机具 备优先级划分、VLAN 划分等功能，而且对于 保护等 IED 设备，接收到的数据不仅流量比 较大，而且要求在处理上必须根据数据类别， 按不同优先级处理。同时必须具备网络风暴 抑制功能。
抑制等功能，对 CPU 负载的影响比较 大。另外,CPU 数据响应速度的原因， SV 数据添加的接收时刻的时标精确度 不高，会给后续 SV 的重采样处理带来 一定的误差；而且 SV 通过软件控制发 送，其发送间隔的抖动会比较大。因 此这种方案常见数据需求量比较小的 IED 设备中。
FPGA 完成网络风暴抑制功能效果 好，可以很好的消除不同网口直接的 互相影响。
FPGA 完成 SV、GOOSE 的编解码，实 时性高，通过 CPU 的配置管理，编解 码功能可以实现对 SV、GOOSE 数据的 筛选。这大大减小了 CPU 的数据处理 量，降低了 CPU 负载。
以上的三种常见方案中，在综合比 较硬件设计、软件算法和整体性等方 面，FPGA+ CPU 的解决方案表现最优。
这种方案虽然加大了装置的实时数据处 理量，但必须增加同步模块，协调多个 CPU 间同步工作。因此，这种方案大大增加了软 件算法和硬件复杂性，增加了系统设计难度 和设备成本。
2.3 CPU+FPGA 完 成 SV 及 3 FPGA 实现方案
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
.
智能变电站常用名词解释
智能变电站简介 智能变电站与常规站的区别 智能变电站常用名词解释
.
智能变电站常用名词
ICD CID SCD SSD GOOSE SV
MMS MU 智能终端 过程层 虚端子 客户端 电子式互感器
电缆
电缆
开关
.
感性认识GOOSE（母差跳闸）
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
测试仪输入
闭锁重合
线路保护A
SV输入或模拟量
母差保护A 线路保护B
智能终端A
GOOSE
闭锁重合 智能终端B
电缆
开关
.
电缆
电缆
GOOSE报文
.
注释1：stNum,sqNum
• stNum: 范围（1-4294967295）状态序号，状态改变 一次+1，溢出后从1开始； • sqNum: 范围（0-4294967295）顺序序号，初始值为1， 状态不变化时，每发送一次+1，溢出后从1 开始; 0专为stNum变化时首帧传输保留。
传统变电站结构图
电缆 过程层
CT/PT
GOOSE
电缆
智能单元
传统互感器 智能化开关
智能变电站结构图
.
与传统变电站的比较
IEC61850 规约带来的变电站二次系统物理结构 的变化
（１） 基本取消了硬接线,所有的开入、模拟量的采集均在就地 完成，转换为数字量后通过标准规约从网络传输。
（２） 所有的开出控制也通过网络通信完成。 （３） 继电保护的联闭锁以及控制的联闭锁也由网络通信
智能变电站基础知识
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能单元
电子式互感器 智能化开关
智能变电站结构图
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
传统变电站结构图
备的通信行为，使出自不同制造商的设备之 间具有互操作性（Interoperation）。
MU merging unit-合并单元
用以对来自二次转换的电流和/或电压数据进行时间 相关组合的物理单元。
电子式互感器合并单元 常规采样合并单元
智能终端 smart terminal
一种智能组建。与一次设备采用电 连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连 接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、 主变压器等）的测量、控制等功能。
坚强
2、经济高效是指提高电网运
可靠
行和输送效率，降低运营成本，
促进能源资源和电力资产的高
效利用；
经济
智能电网
高效
清洁 环保
3、清洁环保是指促进可再 生能源发展与利用，降低 能源消耗和污染物排放， 提高清洁电能在终端能源
友好 消费中的比重；
4、透明开放是 指电网、电源和 用户的信息透明 共享，电网无歧 视开放；
SV或模 拟量输入
线路保护A
智能终端A
测试仪输入
GOOSE
线路保护B 智能终端B
电缆
电缆
开关
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
测试仪输入
《智能变电站》课件
分析智能变压器在智能变电站中 的应用场景、技术优势和应用效 果，探讨其对提升变电站智能化 水平和运行效率的作用。
案例三：智能高压设备在智能变电站中的应用
总结词
技术特点、实施难点
详细描述
介绍智能高压设备在智能变电站中的 应用情况，分析其技术特点、实施难 点和解决方案，并探讨其对提升变电 站智能化水平和安全稳定运行的作用 。
02
CATALOGUE
智能变电站的架构与技术
智能变电站的架构
智能变电站的基本架构
智能变电站主要由站控层、间隔层和 过程层三部分组成，各层之间通过网 络通信实现信息交互。
站控层功能
站控层主要负责全站的控制、监视和 保护，包括人机交互、数据采集与处 理、设备控制等功能。
间隔层功能
间隔层主要负责各设备的保护、测控 和计量等功能，通过高速网络实现与 站控层的信息交互。
故障处理流程
故障处理案例分析
介绍智能变电站故障处理的流程，包括故 障发现、诊断、定位和修复等环节。
通过实际案例，分析智能变电站故障诊断 与处理的成功经验和存在的问题，并提出 改进措施。
智能变电站的维护与检修
维护与检修概述
介绍智能变电站维护与检修的概念、目 的和意义，以及与传统变电站的区别。
维护与检修技术
过程层功能
过程层主要负责一次设备的状态监测 、控制和执行，包括智能终端、合并 单元等设备。
智能变电站的关键技术
一次设备智能化技术
通过集成传感器和执行器，实 现一次设备的状态监测和智能
控制。
网络通信技术
采用高速以太网通信技术，实 现站内各层之间的信息交互和 共享。
数据处理与分析技术
通过采集和处理大量数据，实 现对变电站运行状态的实时监 测和预警。
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
友好 消费中的比重；
4、透明开放是 指电网、电源和 用户的信息透明 共享，电网无歧 视开放；
透明 开放
互动
5、友好互动是指灵活调整电 网运行方式，友好兼容各类电 源和用户接入与退出，激励电 源和用户主动参与电网调节。
精选
5
智能变电站发展
智能变电站的演变和组成
智能电网
智能一次
高级
设备
应用
精选
6
智能变电站的定义
精选
10
与常规站区别
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
传统变电站结构图
电缆
光缆
过程层
GOOSE
• GOOSE采用连续多次传送的方式实现可靠传输：T1=2ms T2=4ms T3=8ms T0=5s (默认值，由SCD确定)
精选
19
感性认识GOOSE（线路跳闸）
1 仿真故障
2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
SV或模拟 量输入
测试仪输入
线路保护A 智能终端A
GOOSE
线路保护B 智能终端B
网络化 标准化
一次设备智能化及高级应用要求
精选
7
智能变电站关键点
• 智能设备：先进、可靠、集成、低碳、环保；
• 基本要求：全站信息数字化 通信平台网络化 信息共享标准化
• 基本功能：自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量 和监测；
论智能变电站SV网络与GOOSE网络数据流图的重要性
论智能变电站SV网络与GOOSE网络数据流图的重要性摘要：该文以智能变电站“三层两网”现场设备为基础，研究绘制现场实际设备模拟量与跳闸的光纤布局，从而绘制智能变电站SV网络与GOOSE网络数据原理流图，并以现场异常设备的判断，论证网络数据原理流图的重要性。
Abstract:This paper is based on the intelligent substation “three layer two network of field equipment,drawing scene actual equipment analog and the tripping ofthefiber drawing layout,intelligent substation SV and GOOSE network data flow diagram and principle,the abnormal equipment on-site judgment,demonstrates the importance of network data flow graph theory.关键词：智能站 SV/GOOSE网络重要性1 引言智能变电站综合自动化程度已大大提高，光纤及交换机所组成的SV网、GOOSE网等庞大数据网络便显得尤为重要，绘制完成的网络数据原理图对了解智能变电站工作过程及异常分析有极大的帮助。
设备配置为：一次设备GIS组合电气；合并单元、智能终端安装于GIS汇控柜内；330kV设备出线间隔合并单元与智能终端双重化配置。
110kV设备出线间隔合并单元与智能终端合并配置。
2 SV网络数据原理图与模拟量信息流程现场示意图2.1模拟量信息流程示意图总体来看，智能变电站的信息采集方式主要有两种，即网络采集和直接采集。
网络采集是以SV交换机为媒体，使用网络共享的方式发送给多个智能设备，如测控装置、计量装置等；直接采集是指合并单元与信息需求设备之间采用点对点的通信模式，其区别与网络采集方式的主要特点是不通过网络交换机实现信息交互，如继电保护装置等。
智能变电站基础知识
智能变电站概述
智能电网的特征
智能变电站概述
智能电网的内涵
1、坚强可靠是指具有坚强的网架结构、强 大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；
2、经济高效是指提高电网运行 和输送效率，降低运营成本， 促进能源资源和电力资产的高 效利用；
经济
高效
4、透明开放是指 电网、电源和用 户的信息透明共 享，电网无歧视 开放；
智能电网
传统变电 综合自动 IEC61850 数字化变
站
化变电站 变电站
电站
智能变电站
智能一次 设备
高级 应用
智能变电站概述
智能变电站的定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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
A/D
交
保开
流
护入
输 入
转
逻 辑
换
开 出
(CPU)
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护测控
二次设备和一次设备功能重新定位。
智能变电站设备功能分布
二次设备和一次设备功能重新定位： 一次设备智能化
SMV 光纤 ECT
MU
端子箱
A/D
交
保开
流 输 入
转 换
护 逻 辑
入GOOSE 开 出
(CPU)
组组
组
件件
• UTC时间（(Universal Time Coordinated）
整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。在国际无线电通信场合，为了统 一起见，使用一个统一的时间，称为通用协调时(UTC, Universal Time Coordinated)。 UTC与格林尼治平均时(GMT, Greenwich Mean Time)一样，都与英国伦敦的本地时相同。
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智能变电站与常规站的区别
智能变电站常用名词解释
与常规站区别
工作站1 GPS 工作站2 远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
传统开关
CT/PT
光缆
MU 智能单元
虚端子图示
GOOSE输入虚端子
GOOSE输出虚端子
SV输入虚端子
客户端介绍
客户端
请求服务器提供服务，或接受服务 器主动传输数据的实体，如监控系统等。
客服端工具：
IED Scout : 装置模型查看工具 RCS View 等等
谢谢
过程层
ECVT
传统互感器
传统开关
电子式互感器
智能化开关
传统变电站结构图
智能变电站结构图
工作站1 GPS
工作站2
远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
智能变电站网络结构
• 三层两网 • 逻辑结构与物理结构 • 站控层与过程层网络独立
工作站1 GPS 工作站2 远动站
GPS
• 信息分类： 站控层/间隔层MMS、GOOSE;过程 层SV（目前220KV及以上等级采用常 规接线模拟量电流电压）、GOOSE;
工作站1 工作站2 远动站
站控层
IEC61850
SMV介绍 • 什么是SMV?
Sampled Measured Value 数字采样信息的通信服务
采样测量值，也
称为SV (Sampled Value),一种用于实时传输 从发展历史来说，SMV的发展先后经历：
IEC60044-8，IEC61850-9-1，IEC61850-9-2
目前主要采用IEC61850-9-2，IEC60044-8
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-
9-2：特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采
样值传输方式，网络数据接口
• 传输延时不确定 • 无法准确采用再采样技术 • 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 • 硬件和软件实现都将困难 • 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等保护的 数据处理
1、坚强可靠是指具有坚强的网架结构、强 大的电力输送能力和安全可靠的电力供应； 2、经济高效是指提高电网运 行和输送效率，降低运营成本， 促进能源资源和电力资产的高 效利用；
坚强 可靠 智能电网
清洁 环保
3、清洁环保是指促进可再 生能源发展与利用，降低 能源消耗和污染物排放， 提高清洁电能在终端能源 消费中的比重；
各文件之间的关系
GOOSE介绍 • 什么是GOOSE?
面向通用对象的变电站事件( GOOSE---Generic Object Oriented Substation Event) 是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快 速报文需求的一种机制
• GOOSE可以传输什么？
可以传输开入（智能终端的常规开入等），开出（跳闸，遥控，启动失 灵，联锁，自检信息等），实时性要求不高的模拟量（环境温湿度，直 流量）
SV或模拟 量输入
测试仪输入
1 仿真故障
2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
电缆 开关
线路保护A
GOOSE
线路保护B
智感性认识GOOSE（母差跳闸）
测试仪输入
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
闭锁重合
SV输入或模拟量
线路保护A
母差保护A
GOOSE
线路保护B
智能终端A
闭锁重合
SV:
智能变电站过程层设备 • 智能变电站过程设备： 合并单元、智能终端和过程层交换机。
MU
智能终端
交换机
虚端子介绍
虚端子 virtual terminator
描述IED设备的GOOSE、SV 输入、输出信号连
接点的总称，用以标识过程层、间隔层及其
之间联系的二次回路信号，等同于传统变电 站的屏端子。
数字化变 电站
智能变电站
智能一次
设备
高级 应用
智能变电站的定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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 能的变电站。 电子式互感器应用
IEC60044-8
• IEC60044-8是国际电工委员会为电子式互感器专门制
定的一个标准，点对点光纤串行数据接口
• 采用IEC69870-5-1的FT3格式，故常称之为FT3格式
• 传输延时确定
• 可以采用再采样技术实现同步采样 • 硬件和软件实现简单 • 通道传送瞬时标幺值
• 早期固定12通道，后扩展成22
传统开关
智能单元
电缆
CT/PT
过程层
CT/PT
传统互感器
传统开关
传统互感器
智能化开关
传统变电站结构图
智能变电站结构图
与传统变电站的比较
IEC61850 规约带来的变电站二次系统物理结构的变 化
转换为数字量后通过标准规约从网络传输。 （２） 所有的开出控制也通过网络通信完成。
（１） 基本取消了硬接线,所有的开入、模拟量的采集均在就地完成，
智能终端B
电缆 电缆
电缆 开关
GOOSE报文
注释1：stNum,sqNum
• stNum: 范围（1-4294967295）状态序号，状态改变 一次+1，溢出后从1开始； • sqNum: 范围（0-4294967295）顺序序号，初始值为1， 状态不变化时，每发送一次+1，溢出后从1 开始; 0专为stNum变化时首帧传输保留。 • 装置重启：stNum,sqNum都从1开始。
merging unit-合并单元
• 用以对来自二次转换的电流和/或电压数据 进行时间相关组合的物理单元。 • 电子式互感器合并单元 • 常规采样合并单元
智能终端介绍
智能终端 smart terminal
一种智能组建。与一次设备采用电 连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连 接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、 主变压器等）的测量、控制等功能。
（３） 继电保护的联闭锁以及控制的联闭锁也由网络通信
（GOOSE 报文）完成，取消了传统的二次继电器逻辑接。 （４） 数据的共享通过网络交换完成。
智能变电站常用名词解释
智能变电站简介
智能变电站与常规站的区别
智能变电站常用名词解释
智能变电站常用名词
ICD CID SCD SSD GOOSE SV
MMS MU 智能终端 过程层 虚端子 客户端 电子式互感器
数字化
智能 变电站
断路器智能接口技术应用 高速工业通信网络技术发展 IEC61850标准的颁布和实施 一次设备智能化及高级应用要求
网络化 标准化
智能变电站关键点
• 智能设备：先进、可靠、集成、低碳、环保； • 基本要求：全站信息数字化 通信平台网络化 信息共享标准化 • 基本功能：自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量 和监测； • 高级功能：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
二者的比较方式的优缺点
IEC 60044-8： • 优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步 处理，可靠性高。 • 缺点：物理接口专用接口； 数据点对点传输，接线较复杂。 IEC 61850-9-1/2： • 优点：物理接口标准以太网接口； 可以组网传输，利于数据共享； • 缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备 功能。（组网） 数据点对点传输，接线较复杂（点对点）
MMS
站控层
IEC61850
MMS
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
GOOSE
电缆
智能单元
光缆
MU 智能单元
过程层
CT/PT
过程层
ECVT
传统互感器
智能化开关
电子式互感器
智能化开关
智能变电站结构图
智能变电站结构图
智能变电站与常规站区别
智能变电站简介
MMS介绍 MMS Manufacturing Message Specification MMS即制造报文规范 MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传 感器、智能电子设备（IED）、智能控制设备 的通信行为，使出自不同制造商的设备之间 具有互操作性（Interoperation）。
MU介绍
MU
智能变电站过程层特点 • 过程层设备：
• 电子式互感器：实现采样的数字化。 • 合并单元：实现采样的共享化。
• 智能终端：实现开关、刀闸开入开出命令和信号的数字
化。
智能变电站过程层特点
• 过程层设备可靠性要求： • 过程层信息的传输要求准确、可靠、快速。 可分为两种： • SV：周期性采样信号，要求保证传输的实时 性和快速性。 • GO：事件驱动的开入开出信号。实时性和 GO: 可靠性要求高。