[发明专利]一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法

说明书

技术领域

本发明属于电力、电子测试仪器技术领域，特别是涉及一种IEC61850中GOOSE报文的性能测试方法。

背景技术

当前电力系统中，对变电站自动化的要求越来越高。为方便变电站中各种IED的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）的3个工作组10，11，12（WG10/11/12）负责制定的。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用（Plug and Play）的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。

GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件）是IEC61850通信标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。变电站配置一套技术先进和功能完善的计算机监控系统，承担运行人员正常控制、监视、信号、测量以及数据统计分析等各方面的功能，监控系统采用IEC61850通信标准，利用快速以太网特性，通过GOOSE实现IED(Intelligent Electronic Device，智能电子设备；在这里，IED是保护、测控等设备的统称）之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，与整个变电站系统统一建模、统一组网，共享统一的信息平台，提高二次系统的安全性、可靠性。

当发生任何状态变化时，IED将借助变化报告，高速多播一个二进制面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报告，该报告一般包含有：状态输入、起动和输出元件、继电器等实际和虚拟的每一个双点命令状态。在第一次发送完后，GOOSE一般以间隔2ms，4ms，8ms，……，60,000ms顺序重发。

GOOSE信息的传输属于多播方式，DL/T860中对GOOSE报文的多播地址进行了规定，要求使用01-0C-CD-01-00-00到01-0C-CD-01-01-FF之间的多播地址。而GOOSE协议数据单元的框架如下表1所示：

表1：GOOSE的ISO/IEC8802-3帧信息解释

如表1所示，从GOOSE帧信息的APDU中可以看出，GOOSE信息发送的内容是带有事件时间t的状态变化数据。利用这个特性报文延迟测试输入端口就可以根据这个特性捕获报文的时间和事件发生的时间进行对比，从而确定GOOSE信息的输出延迟。

GOOSE报文的传输特性可参见图1，如图1所示，t0时刻表示智能设备无状态变化时发送GOOSE心跳报文的时间间隔，此间隔时间为一个固定的时间间隔，一般要求小于60秒，t1表示事件发生后，最短的传输时间，而t2和t3表示直到获得稳定条件的重传时间。

通俗地说，GOOSE就是IEC61850标准当中的一种快速报文，它的特点是快速、可靠，所以在IED出厂前或者变电站投运前（如果有GOOSE功能）都要对其GOOSE的时间性能进行测试，评估IED发送GOOSE信息的传输时延是否满足相关标准或者设计要求。智能变电站要求GOOSE能够快速交换各IED之间的信息。GOOSE报文带有事件时间（Event），事件时间（Event）表示IED在检测到状态变化后GOOSE通信报文的最新变化的事件时间，通过计算分析GOOSE信息的传输时间延迟(Offset）。

传统的GOOSE报文的性能测试方法包括：首先，要将该IED的GOOSE报文头信息（如：源MAC地址、GOOSE标识goID、引用信息gocbRef、数据集datSet等）提前以手动方式输入到测试仪器中；接着，在进行测试时，测试仪器从众多的GOOSE报文中捕获已经输入好GOOSE报文头的GOOSE报文，从而计算GOOSE传输时间延迟。

易知，一个变电站当中产生GOOSE的IED有几百甚至上千个，如果需要测试这些IED的GOOSE传输延迟的话，那么每一台IED的GOOSE报文头信息都要在测试仪器中手动配置一遍，这样做不仅容易出错而且会消耗很多的时间，极大地影响工作效率。