[發(fā)明專利]一種IEC61850中SMV9?2報(bào)文的性能測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310089593.9
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN104065525B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐長寶;高吉普;戴宇;陳建國;劉晶;黃兵;陶曉農(nóng);趙旭陽
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州電力試驗(yàn)研究院;上海遠(yuǎn)景數(shù)字信息技術(shù)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(wù)所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力、電子測試儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種IEC61850中SMV9-2報(bào)文的性能測試方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前電力系統(tǒng)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(shè)備間的互聯(lián)，就需要一種通用的通信方式來實(shí)現(xiàn)。IEC61850提出了一種公共的通信標(biāo)準(zhǔn)，通過對設(shè)備的一系列規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫連接。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一國際標(biāo)準(zhǔn)，它是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會（IECTC57）的3個(gè)工作組10，11，12（WG10/11/12）負(fù)責(zé)制定的。IEC61850作為制定電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動無縫通信系統(tǒng)基礎(chǔ)能大幅度改善信息技術(shù)和自動化技術(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)集成，減少工程量、現(xiàn)場驗(yàn)收、運(yùn)行、監(jiān)視、診斷和維護(hù)等費(fèi)用，節(jié)約大量時(shí)間，增加了自動化系統(tǒng)使用期間的靈活性。它解決了變電站自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的互操作性和協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。采用該標(biāo)準(zhǔn)還可使變電站自動化設(shè)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(tǒng)的集成，降低了變電站自動化系統(tǒng)的工程費(fèi)用。

SMV9-2（Sample Measured Value，采樣測量值）是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中用于變電站自動化系統(tǒng)的一種采樣值報(bào)文機(jī)制。變電站配置一套技術(shù)先進(jìn)和功能完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，承擔(dān)運(yùn)行人員正常控制、監(jiān)視、信號、測量以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等各方面的功能，監(jiān)控系統(tǒng)采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)，利用以太網(wǎng)特性，通過SMV9-2報(bào)文實(shí)現(xiàn)采樣值（電流、電壓等）從過程層（例如：合并單元等）到間隔層（例如：保護(hù)設(shè)備、測控設(shè)備等）的數(shù)據(jù)傳輸，與整個(gè)變電站系統(tǒng)統(tǒng)一建模、統(tǒng)一組網(wǎng)，共享統(tǒng)一的信息平臺，提高二次系統(tǒng)的安全性、可靠性。

SMV9-2采樣值信息發(fā)送系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，由過程層中的智能設(shè)備產(chǎn)生，所有的保護(hù)裝置、測控裝置、計(jì)量裝置都可以接收SMV9-2采樣值信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)自身的功能定義。SMV9-2采樣信息的傳輸屬于多播方式，在DL/T860中，對SMV9-2報(bào)文的多播地址進(jìn)行了規(guī)定，要求使用01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之間的多播地址。

而SMV9-2采樣值協(xié)議數(shù)據(jù)單元的框架如下表1所示：

表1：SMV9-2采樣值的ISO/IEC8802-3幀格式

其中部分功能的解釋見下表2所示：

表2：SMV9-2采樣值的ISO/IEC8802-3幀信息解釋

按照50Hz的電網(wǎng)頻率，一般定義每個(gè)周波需要采樣80個(gè)點(diǎn)，因此1秒鐘的數(shù)據(jù)信息總共有4000個(gè)采樣點(diǎn)，每幀傳送一個(gè)采樣序號的值，采樣序號從0到3999。

SMV9-2信息的傳輸特性如圖1所示。如圖1所示，4000個(gè)采樣點(diǎn)平均分配在1秒時(shí)間區(qū)間內(nèi)，其中的采樣均勻度（即每一個(gè)采樣點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)間隔）為250us。

根據(jù)SMV9-2采樣信息的傳輸特性，定義兩個(gè)與時(shí)間性能測試相關(guān)的特征，即采樣間隔和傳輸延遲。采樣間隔指前一次采樣值和下一次采樣值之間的時(shí)間間隔，時(shí)間偏差指每個(gè)采樣值從智能設(shè)備發(fā)出后到達(dá)接收端的時(shí)間延遲。當(dāng)采樣號為0時(shí)，時(shí)間偏差就是對該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲的時(shí)間與當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)秒的偏差（微秒，us）。根據(jù)DL/T860標(biāo)準(zhǔn)，采樣號應(yīng)該在智能設(shè)備每次被同步后返回到0，正常狀態(tài)下傳輸4000次采樣信息應(yīng)該是完整的一秒時(shí)間內(nèi)完成。因此當(dāng)采樣號為0時(shí)的傳輸延遲應(yīng)該是檢測智能設(shè)備發(fā)送延遲和網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲的最好的指示指標(biāo)。理論研究上，時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)值為250us，而時(shí)間偏差的標(biāo)準(zhǔn)值為0us。根據(jù)總傳輸時(shí)間的定義，SMV9-2的輸出延遲總可以通過這些指標(biāo)進(jìn)行測量和分析。

如果變電站過程層SMV9-2傳輸?shù)哪M量采樣值延遲超過一定范圍或者4000個(gè)點(diǎn)的均勻度誤差過大將會造成底層數(shù)據(jù)的不完備，從而影響整個(gè)變電站的安全運(yùn)行，所以在單體智能設(shè)備出廠前或者整個(gè)變電站系統(tǒng)投運(yùn)前都要對有SMV9-2信息的智能設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格測試，并評估其性能是否滿足標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)要求。

因?yàn)镾MV9-2是多播方式發(fā)送，正如上文所述，如果我們需要測試某一個(gè)智能裝置的SMV9-2傳輸時(shí)間延遲和采樣點(diǎn)均勻度的話，需要捕獲到該智能裝置的SMV9-2報(bào)文才能計(jì)算出結(jié)果。