魏喬所

摘要：隨著電力智能化的發(fā)展，越來越多的智能變電站在建設(shè)過程中，就開始嘗試使用自動化驗收系統(tǒng)輔助變電站驗收。然而大部分自動化驗收系統(tǒng)目前還是僅具備原始的驗收功能，對于錯誤信息的處理，還不夠人性化。文章針對錯誤信息處理這一部分，結(jié)合GOOSE報文的自身特性，提出合理的解決方法，為現(xiàn)場施工人員驗收變電站提供更多的支持和協(xié)助。

關(guān)鍵詞：GOOSE;變電站;自動化驗收

Abstract： With the development of power intelligent， more and more intelligent substations begin to use automatic acceptance system to assist substation acceptance. However， most of the automatic acceptance systems only have the original acceptance function， and the processing of error information is not humanized. Aiming at the part of error information processing， combined with the characteristics of GOOSE message， this paper puts forward a reasonable solution to provide more support and assistance for the field construction personnel to check and accept the substation.

Key words： GOOSE;substation;automatic acceptance

0? 引言

隨著智能化變電站的普及，IEC61850標準的應(yīng)用也逐漸成為主流。IEC61850是一個關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的國際標準，其目的是使變電站內(nèi)不同廠家的智能電子設(shè)備（IED）之間通過一種標準（協(xié)議）實現(xiàn)互操作和信息共享[1]。其中GOOSE報文作為IEC61850標準中重要的數(shù)據(jù)包，不僅在站內(nèi)可以起到傳輸重要數(shù)據(jù)的作用，更是可以延伸拓展出多元化的功能，以便于協(xié)助變電站向更智能化方向發(fā)展。站內(nèi)GOOSE報文在變電站自動化驗收過程中，針對未通過驗收操作的動作，協(xié)助現(xiàn)場人員快速定位錯誤點位置，就是其延展功能的一種體現(xiàn)。

1? 現(xiàn)狀

目前在變電站自動化驗收項目中，現(xiàn)場人員操作人員可以在變電站尚未與外界建立通信時，利用自動化驗收設(shè)備在變電站內(nèi)進行對主站或子站的模擬，實現(xiàn)預(yù)先在站內(nèi)驗收校正錯誤的目的，節(jié)省了大量的人工以及時間的花費。然而，即便如此，在變電站自動化驗收過程中找到錯誤信息點后，現(xiàn)場人員依然不能迅速定位錯誤是由于站內(nèi)通訊鏈路的哪一層出現(xiàn)了問題導(dǎo)致的，即不能直接定位到間隔層、過程層等確定問題點范圍，還需要進一步排查信號故障的位置。而GOOSE報文就是變電站內(nèi)的過程層傳遞消息的報文，如圖1所示，為變電站內(nèi)通訊鏈路。

基于以上，如果可以結(jié)合GOOSE報文的數(shù)據(jù)信息，就可判斷問題是否在過程層就已經(jīng)產(chǎn)生。

2? 基于GOOSE報文解析的自動化驗收的方法實現(xiàn)

傳統(tǒng)變電站進行驗收的過程如下，在接收到主站或模擬主站操作人員發(fā)出的操作指令后，現(xiàn)場人員根據(jù)指令對設(shè)備進行操作。信號由過程層設(shè)備將數(shù)據(jù)信息通過GOOSE報文傳遞到間隔層設(shè)備，間隔層設(shè)備再將接收到的數(shù)據(jù)信息通過MMS報文傳遞給間隔層設(shè)備，最后通過104報文將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給主站或模擬主站，如果主站或模擬主站的操作人員收到的最終數(shù)據(jù)與發(fā)出的操作指令一直，則正確，驗證通過;若沒收到數(shù)據(jù)或者收到的數(shù)據(jù)與發(fā)出的操作指令不一致，則錯誤，驗證不通過。

過程層、間隔層或者站控層中的任何一層鏈路出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致驗證最終不通過。因此，一旦出現(xiàn)問題，就需要逐步進行排查。不僅花費人力，還要占用本就緊張的現(xiàn)場時間。

基于GOOSE報文解析的自動化驗收系統(tǒng)，是在變電站自動化驗收系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能上增加了一個新的功能模塊——過程層錯誤定位模塊，由設(shè)備地址定位和設(shè)備數(shù)據(jù)判定兩部分組成，可以判斷導(dǎo)致主站收到的錯誤信息是否起源于鏈路的過程層。

2.1 GOOSE報文結(jié)構(gòu)? GOOSE的原始報文由以下幾個部分構(gòu)成：目的MAC地址、源MAC地址、以太網(wǎng)類型、APPID、報文長度以及GOOSE報文的實際數(shù)據(jù)值。其中GOOSE報文的APPID是協(xié)助定位鏈路錯誤位置的地址;GOOSE報文的實際數(shù)據(jù)值是遙信數(shù)據(jù)，可以協(xié)助判斷上送數(shù)據(jù)正確與否。

2.2 設(shè)備地址定位? 設(shè)備地址定位，是根據(jù)GOOSE報文的APPID確定當前的GOOSE包是由哪個設(shè)備傳送上來的，以達到協(xié)助定位錯誤位置的目的，如圖2所示。

過程層錯誤定位模塊的設(shè)備地址定位功能，在協(xié)助定位鏈路錯誤位置時的邏輯說明如下：

<1>實時接收變電站現(xiàn)場的GOOSE報文;<2>解析GOOSE報文，并獲取當前報文的APPID信息;<3>將獲得的APPID結(jié)合自動化驗收設(shè)備中已有的設(shè)備名等數(shù)據(jù)，確定當前的GOOSE報文的設(shè)備地址，即本條GOOSE數(shù)據(jù)是由哪個設(shè)備動作發(fā)出的;<4>根據(jù)獲得的設(shè)備地址對比是否為所需的設(shè)備地址;<5>如果是正確的設(shè)備地址，則證明過程層鏈路完好，可以進行下一步實際數(shù)據(jù)值驗證;<6>如果不是正確的設(shè)備地址，則證明過程層鏈路異常，問題出在過程層，可直接排查過程層部分。

通過以上步驟，可以快速的確定過程層鏈路的完整性，如果通過GOOSE報文確定鏈路不通，即可快速確定為過程層設(shè)備出現(xiàn)問題。

2.3 設(shè)備數(shù)據(jù)判定? 設(shè)備數(shù)據(jù)判定，是根據(jù)GOOSE報文的實際數(shù)據(jù)值，可以在確定過程層鏈路通信完好后，進一步判斷過程層數(shù)據(jù)是否正確，如圖3所示。

過程層錯誤定位模塊的設(shè)備數(shù)據(jù)判定功能，在協(xié)助定位錯誤位置時的邏輯說明如下：<1>分析GOOSE報文的實際數(shù)據(jù)值，提取功能數(shù)值;<2>將提取數(shù)據(jù)和所需數(shù)值進行對比判斷;<3>如果二者數(shù)據(jù)一致，則過程層數(shù)據(jù)無誤，確定錯誤不在過程層;<4>如果二者數(shù)據(jù)相悖，則過程層數(shù)據(jù)有誤，即可定位錯誤在過程層。

3? 基于GOOSE報文解析的自動化驗收系統(tǒng)的意義

因為智能變電站信息自動化驗收的重要性，國內(nèi)已經(jīng)對自動化驗收的相關(guān)系統(tǒng)進行過研究。然而，由于實際中自動化驗收系統(tǒng)產(chǎn)生的時間還比較短，基礎(chǔ)功能雖然大多已經(jīng)完備，但是針對現(xiàn)場操作人員的使用還是不夠友好化，待開發(fā)的方向還有很多：錯誤反饋單一，不能明確錯誤鏈路的來源;對最終的數(shù)據(jù)分析不夠，無法對上送的數(shù)據(jù)的信號做到智能分析。

本過程層錯誤定位模塊從這些現(xiàn)實情況出發(fā)，對這些問題進行深入研究，并給出了很好的解決方案：

3.1 設(shè)備地址定位分析? 通過對GOOSE報文地址的分析，能夠自動的和過程層發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備進行匹配，獲得設(shè)備地址，能夠適應(yīng)現(xiàn)場工作人員的使用習(xí)慣，提供更方便快捷的反饋，進一步提高變電站自動化驗收系統(tǒng)的適應(yīng)力和操作友好度。

3.2 設(shè)備數(shù)據(jù)判定分析? 本過程層錯誤定位模塊通過對GOOSE報文實際數(shù)據(jù)方面的分析，結(jié)合現(xiàn)場人員的操作，實時對接收到的報文進行整理，自動抓取錯誤的數(shù)據(jù)主動提醒現(xiàn)場人員錯誤方位。在錯誤消息匹配的過程中，智能分析過程層設(shè)備的數(shù)據(jù)情況，為現(xiàn)場工作人員分析、處理變電站驗收時產(chǎn)生的問題提供了及時、有效的信息。

4? GOOSE報文錯誤信息定位功能的延伸及拓展

GOOSE報文針對過程層的錯誤信息輔助分析起到了很大的作用。同理，針對于間隔層和站控層的錯誤信息判定和定位，可以分別通過其對應(yīng)的MMS報文和104報文進行分析來確定。當三層報文同時輔助應(yīng)用在自動化驗收系統(tǒng)作為錯誤定位的依據(jù)后，變電站的驗收效率則會出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。通過對三層報文的對比分析，自動判斷設(shè)備鏈路的運行狀態(tài)及當前發(fā)生的操作數(shù)據(jù)結(jié)果，并對驗證不通過的操作，實時智能分析、自動提醒，提高了運行人員的工作效率，并提升了電網(wǎng)的安全運行水平。

5? 結(jié)論

GOOSE報文在變電站自動化驗收中輔助定位錯誤信息的應(yīng)用，不僅極大的提高了變電站在自動化驗收過程當中定位錯誤位置的效率，并且很大程度上節(jié)約了人工成本，是對原有的變電站自動化驗收系統(tǒng)功能上的優(yōu)化和創(chuàng)新。本過程層錯誤定位模塊為輔助變電站自動化驗收系統(tǒng)提供了多樣性的功能，介紹了基于GOOSE報文的快速定位錯誤位置的研究及實現(xiàn)方案。該功能的研發(fā)有助于提升變電站現(xiàn)場操作人員驗收電網(wǎng)變電站設(shè)備運行情況的速度及準確率，提高了電網(wǎng)的智能化、自動化水平?；诖斯δ艿淖冸娬咀詣踊炇障到y(tǒng)建設(shè)減輕了驗收人員的工作壓力和勞動強度，提高電網(wǎng)的安全運行水平。

參考文獻：

[1]王濤，彭云華，吳小亞.IEC61850標準在變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].廣東石油化工學(xué)院學(xué)報，2012，22（4）：49-52.

[2]賴同慶.變電站自動化驗收聯(lián)調(diào)系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2008（11）：34-35.

[3]王松，黃曉明.GOOSE報文過濾方法研究[J].電力系統(tǒng)自動化，2008（19）：58-61.