[發明專利]一種IEC61850中GOOSE報文的性能測試方法

有效

• 申請號: 201310089575.0
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN104065524B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 陳建國;高吉普;戴宇;徐長寶;劉晶;黃兵;陶曉農;趙旭陽
• 申請（專利權）人: 貴州電力試驗研究院;上海遠景數字信息技術有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明屬于電力、電子測試儀器技術領域，特別是涉及一種IEC61850中GOOSE報文的性能測試方法。

背景技術

當前電力系統中，對變電站自動化的要求越來越高。為方便變電站中各種IED的管理以及設備間的互聯，就需要一種通用的通信方式來實現。IEC61850提出了一種公共的通信標準，通過對設備的一系列規范化，使其形成一個規范的輸出，實現系統的無縫連接。IEC61850標準是基于通用網絡通信平臺的變電站自動化系統唯一國際標準，它是由國際電工委員會第57技術委員會（IECTC57）的3個工作組10，11，12（WG10/11/12）負責制定的。IEC61850作為制定電力系統遠動無縫通信系統基礎能大幅度改善信息技術和自動化技術的設備數據集成，減少工程量、現場驗收、運行、監視、診斷和維護等費用，節約大量時間，增加了自動化系統使用期間的靈活性。它解決了變電站自動化系統產品的互操作性和協議轉換問題。采用該標準還可使變電站自動化設備具有自描述、自診斷和即插即用（Plug and Play）的特性，極大的方便了系統的集成，降低了變電站自動化系統的工程費用。

GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event，面向通用對象的變電站事件）是IEC61850通信標準中用于滿足變電站自動化系統快速報文需求的機制。變電站配置一套技術先進和功能完善的計算機監控系統，承擔運行人員正?？刂?、監視、信號、測量以及數據統計分析等各方面的功能，監控系統采用IEC61850通信標準，利用快速以太網特性，通過GOOSE實現IED(Intelligent Electronic Device，智能電子設備；在這里，IED是保護、測控等設備的統稱）之間信息交換和監控間隔聯閉鎖功能，與整個變電站系統統一建模、統一組網，共享統一的信息平臺，提高二次系統的安全性、可靠性。

當發生任何狀態變化時，IED將借助變化報告，高速多播一個二進制面向通用對象的變電站事件（GOOSE）報告，該報告一般包含有：狀態輸入、起動和輸出元件、繼電器等實際和虛擬的每一個雙點命令狀態。在第一次發送完后，GOOSE一般以間隔2ms，4ms，8ms，……，60,000ms順序重發。

GOOSE信息的傳輸屬于多播方式，DL/T860中對GOOSE報文的多播地址進行了規定，要求使用01-0C-CD-01-00-00到01-0C-CD-01-01-FF之間的多播地址。而GOOSE協議數據單元的框架如下表1所示：

表1：GOOSE的ISO/IEC8802-3幀信息解釋

如表1所示，從GOOSE幀信息的APDU中可以看出，GOOSE信息發送的內容是帶有事件時間t的狀態變化數據。利用這個特性報文延遲測試輸入端口就可以根據這個特性捕獲報文的時間和事件發生的時間進行對比，從而確定GOOSE信息的輸出延遲。

GOOSE報文的傳輸特性可參見圖1，如圖1所示，t0時刻表示智能設備無狀態變化時發送GOOSE心跳報文的時間間隔，此間隔時間為一個固定的時間間隔，一般要求小于60秒，t1表示事件發生后，最短的傳輸時間，而t2和t3表示直到獲得穩定條件的重傳時間。

通俗地說，GOOSE就是IEC61850標準當中的一種快速報文，它的特點是快速、可靠，所以在IED出廠前或者變電站投運前（如果有GOOSE功能）都要對其GOOSE的時間性能進行測試，評估IED發送GOOSE信息的傳輸時延是否滿足相關標準或者設計要求。智能變電站要求GOOSE能夠快速交換各IED之間的信息。GOOSE報文帶有事件時間（Event），事件時間（Event）表示IED在檢測到狀態變化后GOOSE通信報文的最新變化的事件時間，通過計算分析GOOSE信息的傳輸時間延遲(Offset）。

傳統的GOOSE報文的性能測試方法包括：首先，要將該IED的GOOSE報文頭信息（如：源MAC地址、GOOSE標識goID、引用信息gocbRef、數據集datSet等）提前以手動方式輸入到測試儀器中；接著，在進行測試時，測試儀器從眾多的GOOSE報文中捕獲已經輸入好GOOSE報文頭的GOOSE報文，從而計算GOOSE傳輸時間延遲。

易知，一個變電站當中產生GOOSE的IED有幾百甚至上千個，如果需要測試這些IED的GOOSE傳輸延遲的話，那么每一臺IED的GOOSE報文頭信息都要在測試儀器中手動配置一遍，這樣做不僅容易出錯而且會消耗很多的時間，極大地影響工作效率。