數字化變電站GOOSE網絡跳閘可靠性風險分析

摘 要：在數字化變電站GOOSE網絡運行的過程中，主要對網絡跳閘可靠性的風險進行分析，并結合相關處理措施，如，數據丟失處理措施、信號實時性處理措施以及其他處理措施等，為降低數字化變電站GOOSE網絡挑戰可靠性的風險實施有效措施。

關鍵詞：數字化；變電站；GOOSE網絡；可靠性；風險

引言

電力是人們日常生活生產以及工作中應用的重要能源，電力供電的可靠性直接影響到電力企業的經濟發展，變電站作為電力供電系統的樞紐，在電力系統中占有重要的地位。自從數字化變電站發展以來，GOOSE網絡通信也受到電力企業的關注，并且也將GOOSE網絡通信方式有效地應用到數字化變電站中，對提高數字化變電站的通信水平有著重大的意義。但是，在數字化變電站GOOSE網絡通信實際運行中，卻存在網絡跳閘可靠性的風險，對變電站的正常運行也造成一定的影響，為此，在文章中，主要對數字化變電站GOOSE網絡跳閘可靠性風險進行分析。

1 GOOSE概述

GOOSE是一種網絡數字通信方式，是以P2P的通信作為基礎，相比于傳統的智能電子之間接線的網絡通信速度要快很多，在變電站內應用極為廣泛。GOOSE通信具有實時性、可靠性、快速性等優勢，這也是其被廣泛應用到變電站通信的主要原因[1]。在數據變電站中，開關量主要是通過GOOSE采用報文的方式將信息送出，而相應的接收裝置可能是測控裝置、保護裝置，也可能是其他裝置，在這些裝置接受到報文之后，利用人機界面將接收數據的解析結果傳達給用戶。從GOOSE網絡通信的組成來說，主要包括保護裝置、交換機、智能終端等，如圖1所示。另外，如果發送方和接收方都按照規范標準進行的話，一旦系統發生故障，那么接收方會及時發現故障，并采取報警措施，同時制訂相應的處理方法以及保護措施，對提高數字化變電站運行效率有著一定的作用。

圖1 GOOSE網絡通信系統的組成結構

2 數字化變電站GOOSE網絡跳閘的可靠性風險分析

數字化變電站GOOSE的網絡結構主要分為星形、總線形、環形等結構形式。星形結構形式，主要依據任意兩點之間通信線路最短的原理，網絡通信速度較快，但是，如果要實現星形結構通信形式的話，需要布置繁多的線路[2]。而且，一旦數字化變電站內交換機出現故障，所有與故障交換機相連的通信線路的通信也將受到直接的影響，甚至出現通信線路中斷的現象?？偩€形結構形式，相對于星形結構來說，其結構布線較為簡單，主要是通過串接多臺交換機的方式來實現相互之間的通信，但是，一旦串聯線路上的一臺交換機發生故障，也會引起故障線路兩邊的交換機通信終端出現故障，嚴重影響到數字變電站通信的可靠性。環形結構主要是需要一個邏輯斷點，該邏輯斷點具有自動愈合的功能，一旦變電站內的一臺或多臺交換機發生故障，通過邏輯斷點的自動愈合功能，不會耽誤其他交換機之間的信息通信功能，相對來說環形的網絡結構通信可靠性較強，但是，該形式在實際使用中，因為受到私有協議的影響，極有可能產生環網風暴的風險，對整個變電站的通信可靠性都造成一定的影響。

另外，在雙網冗余方式之下，雖然能夠保證變電站內任意一臺交換機出現故障，還能保證其他交換機網絡通信的正常，但是，在實際的變電站工程應用中，雙網冗余的通信會應用到私有協議，而且，通信裝置程序相對來說也比較復雜，不僅會增加變電站運行通信數據信息處理的工作量，而且從本質上來講，還是很難消除網絡風暴的危險因素[3]。

3 數字化變電站GOOSE網絡跳閘可靠性風險的處理措施

GOOSE網路結構在數字變電站中的應用，對信息傳統的可靠性、準確性有著巨大的作用，相比傳統的通信方式，GOOSE網絡通信更適合當今變電站發展的形勢。但是，GOOSE網絡跳閘可靠性的風險對數字化變電站通信的安全性、可靠性造成一定的影響，甚至威脅到數字化變電站的正常運行，因此，要通過采取相應措施來降低數字化變電站GOOSE網絡跳閘可靠性風險，這樣才能充分發揮出GOOSE網絡通信的優勢。具體如下：

3.1 數據丟失處理措施

從上述分析得知，一旦GOOSE網絡出現問題，就會造成變電站的通信數據信息出現丟失的現象，對變電站的正常運行以及數據采集造成極大的影響。針對數據丟失的現象，可以在保護裝置內設置雙重化的光纖結構來連接獨立的GOOSE雙網，在變電站GOOSE通信系統正常運行的過程中，一旦某個線路出現通信問題的話，可以通過另外一條線路進行通信，雖然保護裝置是分別與GOOSE雙網進行獨立連接的，但是，相互之間有一定的聯系，這樣可以確保數據不會出現丟失的現象[4]。例如，在某市變電站運行的過程中，由于受到外界因素的影響，使得變電站GOOSE網絡存在跳閘的風險隱患，為了避免風險因素對變電站的運行造成影響，對變電站GOOSE網絡實施雙線通信，這樣可以避免線路問題對通信質量造成的影響。

3.2 信號實時性的處理措施

數字化變電站主要依靠信號的相互傳輸來完成，對信號的實時性要求極高，為了確保GOOSE網絡通信信號的實時性，可以在保護裝置內的保護GOOSE網絡報文接口獨立于MMS報文，同時，可以將網路接口與保護DSP直接相連，信號數據傳輸需要保證實時性的處理功能，一旦信號數據丟失，通過信號實時性的處理可以及時發現信號丟失的現象，進一步提高信號傳遞的準確性，而且，在保證信號傳輸實時性的基礎上，可以對變電站運行過程中存在的風險也能夠及時的發現并給予相應的提示，從而提高數字化變電站運行的可靠性，這樣對保證GOOSE網絡通信信息的實時性有著極大的作用。

3.3 其他處理措施

除了以上所提到的措施之外，還有其他規避風險的措施。例如，當保護裝置接收到GOOSE報文時，要對GOOSE報文的多播地質進行檢查，要由專業的檢查人員負責，確保GOOSE網絡通信的可靠性；如果預期的GOOSE報文發出，而相應的設備卻沒有收到預期的GOOSE報文的情況下，可以通過數字化變電站的后臺人機界面來對GOOSE斷鏈的信息發出相應的報警，以提示用戶對鏈路進行檢查，及時發現GOOSE網絡通信線路的斷路位置，并及時維修，提高GOOSE網絡通信的可靠性。

4 結束語

數字化變電站主要應用的是GOOSE網絡通信方式，而GOOSE網絡通信方式的應用也增加了數字化變電站運行工作的難度，不僅要重視變電設備的更新、維修等，還要注重GOOSE報文通信傳輸的可靠性。在文章中，通過對數字化變電站GOOSE網絡跳閘可靠性風險的分析，可以了解到GOOSE網絡風險存在的因素，并通過數據丟失處理措施、信號實時性處理措施以及其他處理措施等幾方面的處理措施來降低網絡風險，從而保證數字化變電站的正常運行。

參考文獻

[1]李小濱，韓明峰.GOOSE實時通信的分析與實現[J].電力系統保護與控制，2009（10）.

[2]薛睿.線路冗余保護：GOOSE網絡在數字化變電站的拓展應用[J].數字技術與應用，2011（02）.

[3]曹海歐，嚴國平，徐寧，等.數字化變電站GOOSE組網方案[J].電力自動化設備，2011（04）.

[4]范榮全，肖紅，李琪林.智能變電站GOOSE通信網實時性分析[J].計算機科學，2011（S1）.

作者簡介：劉戈（1983-），男，廣東韶關人，電氣工程師，研究方向：變電繼保技術、變電繼保管理、智能電網技術等。