数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险分析

摘 要：在数字化变电站GOOSE网络运行的过程中，主要对网络跳闸可靠性的风险进行分析，并结合相关处理措施，如，数据丢失处理措施、信号实时性处理措施以及其他处理措施等，为降低数字化变电站GOOSE网络挑战可靠性的风险实施有效措施。

关键词：数字化；变电站；GOOSE网络；可靠性；风险

引言

电力是人们日常生活生产以及工作中应用的重要能源，电力供电的可靠性直接影响到电力企业的经济发展，变电站作为电力供电系统的枢纽，在电力系统中占有重要的地位。自从数字化变电站发展以来，GOOSE网络通信也受到电力企业的关注，并且也将GOOSE网络通信方式有效地应用到数字化变电站中，对提高数字化变电站的通信水平有着重大的意义。但是，在数字化变电站GOOSE网络通信实际运行中，却存在网络跳闸可靠性的风险，对变电站的正常运行也造成一定的影响，为此，在文章中，主要对数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险进行分析。

1 GOOSE概述

GOOSE是一种网络数字通信方式，是以P2P的通信作为基础，相比于传统的智能电子之间接线的网络通信速度要快很多，在变电站内应用极为广泛。GOOSE通信具有实时性、可靠性、快速性等优势，这也是其被广泛应用到变电站通信的主要原因[1]。在数据变电站中，开关量主要是通过GOOSE采用报文的方式将信息送出，而相应的接收装置可能是测控装置、保护装置，也可能是其他装置，在这些装置接受到报文之后，利用人机界面将接收数据的解析结果传达给用户。从GOOSE网络通信的组成来说，主要包括保护装置、交换机、智能终端等，如图1所示。另外，如果发送方和接收方都按照规范标准进行的话，一旦系统发生故障，那么接收方会及时发现故障，并采取报警措施，同时制订相应的处理方法以及保护措施，对提高数字化变电站运行效率有着一定的作用。

图1 GOOSE网络通信系统的组成结构

2 数字化变电站GOOSE网络跳闸的可靠性风险分析

数字化变电站GOOSE的网络结构主要分为星形、总线形、环形等结构形式。星形结构形式，主要依据任意两点之间通信线路最短的原理，网络通信速度较快，但是，如果要实现星形结构通信形式的话，需要布置繁多的线路[2]。而且，一旦数字化变电站内交换机出现故障，所有与故障交换机相连的通信线路的通信也将受到直接的影响，甚至出现通信线路中断的现象。总线形结构形式，相对于星形结构来说，其结构布线较为简单，主要是通过串接多台交换机的方式来实现相互之间的通信，但是，一旦串联线路上的一台交换机发生故障，也会引起故障线路两边的交换机通信终端出现故障，严重影响到数字变电站通信的可靠性。环形结构主要是需要一个逻辑断点，该逻辑断点具有自动愈合的功能，一旦变电站内的一台或多台交换机发生故障，通过逻辑断点的自动愈合功能，不会耽误其他交换机之间的信息通信功能，相对来说环形的网络结构通信可靠性较强，但是，该形式在实际使用中，因为受到私有协议的影响，极有可能产生环网风暴的风险，对整个变电站的通信可靠性都造成一定的影响。

另外，在双网冗余方式之下，虽然能够保证变电站内任意一台交换机出现故障，还能保证其他交换机网络通信的正常，但是，在实际的变电站工程应用中，双网冗余的通信会应用到私有协议，而且，通信装置程序相对来说也比较复杂，不仅会增加变电站运行通信数据信息处理的工作量，而且从本质上来讲，还是很难消除网络风暴的危险因素[3]。

3 数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险的处理措施

GOOSE网路结构在数字变电站中的应用，对信息传统的可靠性、准确性有着巨大的作用，相比传统的通信方式，GOOSE网络通信更适合当今变电站发展的形势。但是，GOOSE网络跳闸可靠性的风险对数字化变电站通信的安全性、可靠性造成一定的影响，甚至威胁到数字化变电站的正常运行，因此，要通过采取相应措施来降低数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险，这样才能充分发挥出GOOSE网络通信的优势。具体如下：

3.1 数据丢失处理措施

从上述分析得知，一旦GOOSE网络出现问题，就会造成变电站的通信数据信息出现丢失的现象，对变电站的正常运行以及数据采集造成极大的影响。针对数据丢失的现象，可以在保护装置内设置双重化的光纤结构来连接独立的GOOSE双网，在变电站GOOSE通信系统正常运行的过程中，一旦某个线路出现通信问题的话，可以通过另外一条线路进行通信，虽然保护装置是分别与GOOSE双网进行独立连接的，但是，相互之间有一定的联系，这样可以确保数据不会出现丢失的现象[4]。例如，在某市变电站运行的过程中，由于受到外界因素的影响，使得变电站GOOSE网络存在跳闸的風险隐患，为了避免风险因素对变电站的运行造成影响，对变电站GOOSE网络实施双线通信，这样可以避免线路问题对通信质量造成的影响。

3.2 信号实时性的处理措施

数字化变电站主要依靠信号的相互传输来完成，对信号的实时性要求极高，为了确保GOOSE网络通信信号的实时性，可以在保护装置内的保护GOOSE网络报文接口独立于MMS报文，同时，可以将网路接口与保护DSP直接相连，信号数据传输需要保证实时性的处理功能，一旦信号数据丢失，通过信号实时性的处理可以及时发现信号丢失的现象，进一步提高信号传递的准确性，而且，在保证信号传输实时性的基础上，可以对变电站运行过程中存在的风险也能够及时的发现并给予相应的提示，从而提高数字化变电站运行的可靠性，这样对保证GOOSE网络通信信息的实时性有着极大的作用。

3.3 其他处理措施

除了以上所提到的措施之外，还有其他规避风险的措施。例如，当保护装置接收到GOOSE报文时，要对GOOSE报文的多播地质进行检查，要由专业的检查人员负责，确保GOOSE网络通信的可靠性；如果预期的GOOSE报文发出，而相应的设备却没有收到预期的GOOSE报文的情况下，可以通过数字化变电站的后台人机界面来对GOOSE断链的信息发出相应的报警，以提示用户对链路进行检查，及时发现GOOSE网络通信线路的断路位置，并及时维修，提高GOOSE网络通信的可靠性。

4 结束语

数字化变电站主要应用的是GOOSE网络通信方式，而GOOSE网络通信方式的应用也增加了数字化变电站运行工作的难度，不仅要重视变电设备的更新、维修等，还要注重GOOSE报文通信传输的可靠性。在文章中，通过对数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险的分析，可以了解到GOOSE网络风险存在的因素，并通过数据丢失处理措施、信号实时性处理措施以及其他处理措施等几方面的处理措施来降低网络风险，从而保证数字化变电站的正常运行。

参考文献

[1]李小滨，韩明峰.GOOSE实时通信的分析与实现[J].电力系统保护与控制，2009（10）.

[2]薛睿.线路冗余保护：GOOSE网络在数字化变电站的拓展应用[J].数字技术与应用，2011（02）.

[3]曹海欧，严国平，徐宁，等.数字化变电站GOOSE组网方案[J].电力自动化设备，2011（04）.

[4]范荣全，肖红，李琪林.智能变电站GOOSE通信网实时性分析[J].计算机科学，2011（S1）.

作者简介：刘戈（1983-），男，广东韶关人，电气工程师，研究方向：变电继保技术、变电继保管理、智能电网技术等。