智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)参考资料共45页

智能变电站基础知识

❖ 一次设备初步智能化
采用电子式互感器、新增合并单元、智能终端、过程层交换机等过程层设备
思考题
❖ 1．简述智能变电站涵义 ❖ 2．智能变电站与常规变电站的区别？ ❖3. 谈谈大家感受到的身边的智能电网。
目录
1 智能变电站概念及结构
2 智能变电站一次设备
3 智能变电站二次设备
4 智能变电站高级应用
2 智能变电站一次设备
3 智能变电站二次设备
4 智能变电站高级应用
5 新一代智能变电站
6
回顾与总结
❖ 什么是智能电网？ ❖ 为什么要发展智能电网
问题的提出
你心中的智能电网是什么样？
智能电网的概念
❖ 由于经济发展状况、电网建设水平、内外部发展环境不同，世界各国在智能电网建设的远景和侧重点上有些差异，对智能电网概念的描述也不尽相同。
智能变电站概述
智能变电站“智能” 在那些方面？
1.服务于电网发展，满足电网智能化的需求； 2.面向变电站运维实现自我监视、自我诊断、自动调控，减轻运维工作压力； 3.简化变电站二次系统接线，提高系统可靠性，降低维护难度。
智能变电站定义
❖ 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。
发电环节
输电环节
调度环节
信息通信
变电环节
用电环节
配电环节
智能电网的作用
（一）满足经济社会发展对电力的需求通过建设坚强智能电网，提高电网大范围
优化配置资源能力，实现电力远距离、大规模输送，满足经济快速发展对电力的需求。

智能变电站基础知识

智能电网的发展现状
国网公司在致力于建设坚强电网的同时，高度重视智能电网技术研究和工程实践，取得了一批拥有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。主要表现在：特高压输电技术、广域测量系统、柔性交流输电、调度自动化等领域达到国际领先水平，积累了丰富的工程实践经验；分布式发电、光伏发电、新能源接入、电动汽车应用等取得重要进展，部分研究成果已转化并广泛应用于电网建设；智能电网调度技术支持系统、用电信息采集系统已经完成前期技术准备。
隔离开关特点：
它没有熄灭电弧的装置，不具备断开电力系统的大负荷电流和故障电流能力；
断路器断开回路后、等电位和设备空载的情况下操作。
隔离开关作用：
系统正常运行时根据需要改变电力系统的运行方式；
断开检修设备与系统的电气连接，形成明显的断开点，隔离检修设备。
接地开关
无功补偿设备
智能电网的概念
以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包括发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
坚强
智能
智能电网的主要特征
流程优化信息整合管理规范化和精细化
2 智能变电站一次设备
3 智能变电站二次设备
4 智能变电站高级应用
5 新一代智能变电站
6
回顾与总结
什么是智能电网？为什么要发展智能电网
问题的提出
你心中的智能电网是什么样？
智能电网的概念
由于经济发展状况、电网建设水平、内外部发展环境不同，世界各国在智能电网建设的远景和侧重点上有些差异，对智能电网概念的描述也不尽相同。

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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)参考资料
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。— —达雷尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护。—— 威·厄尔

智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)

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;

智能变电站GOOSE、SV报文如何看-秒懂

秒懂智能变电站GOOSE、SV报文一、GOOSE报文GOOSE是什么？它的英文全称是Generic Object Oriented Substation Event，是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现在多IED之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。

GOOSE控制块：描述IED的“开出”能力。

IED将需要开出的数据实例化为不同的LN，再按一定的逻辑分类将其汇总至不同的数据集（DataSet），数据集再关联至不同的Gocb。

如保护装置的跳闸出口、测控装置的遥控出口、智能终端上送采集到的开入量等。

既然其作用是反映事件，必然需要反映事件的稳态与变化。

在稳态情况下，GOOSE 源将稳定的以T0（可设、一般为5S）时间间隔循环发送GOOSE报文，当有事件变化时，GOOSE 服务器将立即发送事件变化报文，此时T0时间间隔将被缩短；在变化事件发送完成一次后，GOOSE服务器将以最短时间间隔T1，快速重传两次变化报文；在三次快速传输完成后，GOOSE服务器将以T2、T3时间间隔各传输一次变位报文；最后GOOSE服务器又将进入稳态传输过程，以T0时间间隔循环发送GOOSE报文。

在GOOSE 传输机制中，有两个重要参数StateNumber 和SequenceNumber ，StateNumber（0~4294967295（FFFFFFF））反映出GOOSE报文中数据值与上一帧报文数据值是否有变化，SequenceNumber （0~4294967295）反映出在无变化事件情况下，GOOSE报文发送的次数（到最大值后，将归0重新开始计数）。

GOOSE服务器通过重发相同数据主要是为了获得额外的可靠性。

GOOSE源传输GOOSE 报文，都是以数据集形式发送，一帧报文对应一个数据集，一次发送，将整个数据集中所有数据值同时发送。

一帧GOOSE 报文由AppID、PDU 长度、保留字1、保留字2、GOOSEPDU 组成，其中GOOSEPDU为可变长度，由数据集中DA的个数决定。

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

智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)

●SSD System Specification Description 系统规格文件
16
各文件之间的关系
17
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） ● GOOSE传输的数据类型？
25
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
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
12
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(GOOSE、SV介绍)

（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
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

GOOSE_SV介绍

ConfRev SmpSynch SmpRate
EntryTime
INT32U Boolean INT16U
采样值通信映射
单向多路点对点（61850 9-1）
可用于变电站内电子式电流互感器(ECT) 或电压互感器(EVT)的合并单元与诸如继电保护这样的间隔层装置之间的通信。 ISO/IEC8802-3（61850 9-2）对采样频率有更高的要求，或者除了通用数据集以外还需要其他采样值数据集，或者是采用了间隔之间的通信和同步。
GOOSE通信映射
服务器端状态机
1)服务器接收GOOSE指示，启动允许生存时间溢出定时器。
2)允许生存时间溢出定时器溢出。
3)接收一个有效的GOOSE 指示或有效重发。
SV采样值模型
SV模型特点
采用发布订阅的模式两种传输方式，多路广播和单路传播关注时间约束，包括采样时间和传输时间
GOOSE报文
GOOSE报文
重要参数
报文存活时间(timeAllowedToLive)
以毫秒为单位的整型数，为接收端判断网络提供时间判据，在PDU中有。
事件序列计数器(sqNum)
每次新事件发生需要加一。上电初始化或累加到最大值时，sqNum=1。
状态改变计数器(stNum)
每次发送一个报文需要加一，上电初始化或累加到最大值时，stNum=1。
在通信链路上传送的报文。
GOCB参数表
GOCB参数
GoCBName：唯一标识LLNO作用域内的GoCB。 GoCBRef：是LLNO作用域内GoCB唯一路径名。 GoEna：设置为TRUE表示当前GoCB使能发送

GOOSE报文。 ApplD应用标识：它代表GoCB所位于的LOGICALDEVICE。 DatSet数据集引用：正被传送DATA-SET成员的值。 ConfRev配置版本号：表示由DatSet引用的DATASET配置改变次数的计数值。 NdsCom需要重新配置：具有引用DatSetRef的配置数据集超出了当地限制时产生一个信号。

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

智能变电站基础知识

• 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
IEC61850-9-2（点对点）
为了满足变电站更加可靠的需求，合并单元不再依赖时钟源进行同步，国网公司在《Q/GDW441-2010 智能变电站继电保护技术规范》定义了点对点9-2 的方式，具体技术要求如下：
现阶段采用常规断路器+智能终端方案。
• 智能终端的定义：smart terminal
一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，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。
过程层技术
一种智能组建。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。
• 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）
• GOOSE传输的数据类型？
常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
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
相关标准发展
• IEC 60044-7 : Instrument transformers Electronic voltage transformers
• IEC 60044-8 : Instrument transformers Electronic current transformers
• IEC 61850-9-1 • IEC 61850-9-2 : Communication networks and systems in

智能变电站GOOSE、SV报文如何看-秒懂

秒懂智能变电站GOOSE、SV报文一、GOOSE报文GOOSE是什么？它的英文全称是Generic Object Oriented Substation Event，是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现在多IED之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。

GOOSE控制块：描述IED的“开出”能力。

IED将需要开出的数据实例化为不同的LN，再按一定的逻辑分类将其汇总至不同的数据集（DataSet），数据集再关联至不同的Gocb。

如保护装置的跳闸出口、测控装置的遥控出口、智能终端上送采集到的开入量等。

既然其作用是反映事件，必然需要反映事件的稳态与变化。

在稳态情况下，GOOSE 源将稳定的以T0（可设、一般为5S）时间间隔循环发送GOOSE报文，当有事件变化时，GOOSE 服务器将立即发送事件变化报文，此时T0时间间隔将被缩短；在变化事件发送完成一次后，GOOSE服务器将以最短时间间隔T1，快速重传两次变化报文；在三次快速传输完成后，GOOSE服务器将以T2、T3时间间隔各传输一次变位报文；最后GOOSE服务器又将进入稳态传输过程，以T0时间间隔循环发送GOOSE报文。

在GOOSE 传输机制中，有两个重要参数StateNumber 和SequenceNumber ，StateNumber（0~4294967295（FFFFFFF））反映出GOOSE报文中数据值与上一帧报文数据值是否有变化，SequenceNumber （0~4294967295）反映出在无变化事件情况下，GOOSE报文发送的次数（到最大值后，将归0重新开始计数）。

GOOSE服务器通过重发相同数据主要是为了获得额外的可靠性。

GOOSE源传输GOOSE 报文，都是以数据集形式发送，一帧报文对应一个数据集，一次发送，将整个数据集中所有数据值同时发送。

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；