GOOSE通信方案笔记，200901091730

GOOSE 通信网络设计必须考虑优化.这里所说的优化不仅局限于网络的结构，还包括通信软件的设计，以及不同装置通信模块间的配合，防止网络阻塞现象的发生，避免通信网络瘫痪。本文将结合GOOSE应用的的束条件，阐明优化设计所涉及的各个层面。

 

[优先级的规划]

IEEE 802.1Q引人了媒体访间控制(MAC)报文优先级的概念.并将优先级的决定权授予使用者，假设使用者都将优先级定义为最高，等于没有优先级。优先级按照由高到低的顺序定义如下:

1)最 高 级 :电气量保护跳闸;非电气量保护信号;保护闭锁信号。

2) 次 高 级:非电气量保护跳闸;遥控分合闸;断路器位置信号。

3)普 通 级 :刀闸位置信号;一次设备状态信号.

[数据集定义的原则]

1)优 先 级 相同的变量才能定义在同一个数据集内。

2) 按保 护 功能节点类型组织最高级数据集。

3)按 信 号 类型组织次高级数据集.

4) 非 电气 量保护信号构建为一个数据集，与其他最高级保护数据变量分开。

5)受 装 置 CPU处理能力约束，最高级和次高级数据集成员数不宜过大。

6) 数 据 品质可增强GOOSE报文数据的可靠性。

7)在 IEC61850标准中，DO是数据对象的简称，DA是数据属性的简称。DO由若干D八组成。采用DA方式传送品质，避免DO方式对网络资源

的浪费。

8)双 位 置 状态信号自身可以反映数据的有效性，建议不发送它的品质数据。

9) 普通 级 数据集成员数可适当扩大，以MAC报文字节数小于256为宜。

 

[信号的传输方式]

GOOS E 通信采用的是订阅/发布式机制，不同于请求/响应式机制，这样设计的出发点是基于传输速率和网络资源的考虑。为了防止网络负载过重情况下丢失GOOSE报文，同一个GOOSE报文会发送几次。

继电 器 触 点的平均动作时间接近4ms，合理的最高级和次高级报文传输应在4ms内，建议采用0ms，lms，2ms，4ms，的间隔连续发送4次。非电气量保护信号和普通级信号采取变位传输结合定时发布机制。状态变位时按0ms，lms，2ms，4ms的间隔连续发送4次。非电气量保护信号定时发布间隔为10m。非电气量保护信号传输为多播方式，普通级信号传输为广播方式.

 

[防止网卡溢出故障]

采样率 、网络带宽和装置CPU处理能力是GOOSE网传输性能的最大约束。采样率决定了保护运算及逻辑程序的固定服务时间，10 Mbit/s带

宽决定了固定服务时间内MAC报文的最大个数，是防止网卡溢出故障的重要依据。以现有保护装置24点采样为例:保护中断服务时间为0.83 ms;0.833ms内最大报文数为83个MAC报文，每个报文字节数按10计算;某种网络接口芯片的缓冲区报文个数限制在56，小于83。

通过 上 述 数据计算不难发现:网卡溢出故障发生的概率很高。网卡溢出故障会造成网络通信的中断，可见其危害性很大。在采取多播地址过滤和源地址过滤等预防措施后，网卡隘出故障就不可能发生。

 

[虚端子的概念]

不同厂家装置之间的互操作以装置的CID为依据，这仅仅是方式之一，而且以这种方式进行交流既不方便，也不符合习惯。可扩展置标语言(XML)格式的装置ICD，有利于解析、存储和传输，但是直接阅读非常困难。通过ICD进行技术交流，仅限于通信专业人员。二次设计应继承现有的规范，仍然基于端子进行设计。这种思路的实现引申了如下问题:虚端子如何定义?二次设计有何变化?依据二次设计图纸如何实施工程?

 

参见：

数字化变电站过程层GOOSE通信方案

徐 成斌 ，孙 一 民

国网南京自动化研究院/南京南瑞集团公司，江苏省南京市21003