智能变电站过程层网络性能测试技术研究
摘要：对于目前智能变电站而言，其技术核心在于具有过程层，而过程层也成为了智能变电站区别于不同变电站的重要特征。

为了保证智能变电站过程层的有效性，通常我们要对过程层的网络性能进行测试，而网络性能测试技术成为了保证测试过程实现的关键。

所以，我们要对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行深入研究，并以三网合一作为实际案例，对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行探讨。

关键词：智能变电站；过程层；网络性能测试技术
1 引言
从目前智能变电站的建设来看，智能变电站已经成为了未来变电站的重要发展趋势。

通过了解发现，智能变电站的核心技术主要是过程层具有较大的技术优势，这一技术优势决定了智能变电站比普通变电站具有更强的应用特性。

所以，我们在针对智能变电站的研究中，要积极展开过程层的研究与分析，要将过程层的网络性能测试技术作为主要的技术要点进行研究，把握过程层网络性能测试技术的要点，保证过程层的网络性能测试技术能够发挥积极作用。

因此，我们有必要对智能变电站过程层的概念及组成进行分析，明确智能变电站过程层的组成要求，对过程层网络性能测试技术进行积极的试验和测试，保证该技术能够发挥积极的作用，提高智能变电站过程层网络性能测试技术研究的最终效果。

2 智能变电站过程层概念及组成分析
对于智能变电站而言，过程层是其重要组成部分，也是智能变电站与传统变电站的重要区别，所以我们要对智能变电站过程层的概念有准确的了解。

就智能变电站来说，主要采用了分层网络系统、分布网络系统、开放式网络系统实现系统连接，其中过程层是最底层的系统，属于一次设备和二次设备相结合的层面，其任务主要是对设备的状态进行监测，并执行系统的操作和控制命令，同时对运行的电气量进行采集，并完成系统基本状态变量的输入和输出，保证信号数字化。

智能变电站的过程层组成主要包含以下几个部分：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

智能变电站与传统变电站的区别主要在于一次设备和二次设备的选择上。

智能变电站主要采用电子式互感器，传统变电站采用的是电磁互感器。

智能变电站采用了智能开关，传统变电站采用了传统开关。

此外，最突出的特征是智能变电站可以实现多个智能电子设备信息传输，所采用的传输协议主要是goose和采样值机制。

3 智能变电站过程层的基本组成要求
3.1 采样值传输技术的基本要求
在智能变电站的过程层与间隔层之间要想实现信息通信，就需要借助采样值传输技术，而智能变电站的过程层与间隔层的信息传递过程中数据流往往很大，需要使用电子式互感器进行保护，所以采样值传输技术对实时性有特殊要求。

采样值传输是变电站自动化系
统过程层与间隔层通信的重要内容，智能变电站过程层上最大的数据流出现在电子式互感器和保护、测控之间的采样值传输过程中。

采样值报文（以及跳闸报文）的传输有很高的实时性要求，即使在极端情况下也要确保报文响应时间是可确定性的。

根据
iec61850-9-2 标准定义，采样值传输以光纤方式接入过程层网络，间隔层保护、测控、计量等设备不与合并单元直接相连，而是通过过程层交换机获取采样值信号，以实现信息共享。

3.2 goose实时传输技术基本要求
goose 是一种面向通用对象的变电站事件，其基于发布/订阅机制，能快速和可靠地交换数据集中的通用变电站事件数据值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到iso/iec8802-3 帧之间的映射。

智能变电站中goose 服务主要用于智能一次设备、智能单元等与间隔层保护测控装置之间的信息传输，包括传输跳合闸信号或命令，goose 报文数据量不大但具有突发性。

由于在过程层中goose 应用于保护跳闸等重要报文，必须在规定时间内传送到目的地，因此对其实时性要求远高于一般的面向非嵌入式系统，对报文传输的时间延迟在4 ms 以内。

3.3 合并单元与智能终端技术的基本要求
在智能变电站过程层的合并单元中，主要对工作地点有具体要求，要求必须是无爆炸危险，并且远离干扰源、同时要在室内，并具有防静电功能。

智能终端技术主要是与goose技术对接的系统，因此要求能够与goose技术实现同步传输。

首先，合并单元正常情
况下的对时精度应为±1μs，守时精度范围为±4μs。

其次当外部同步信号失去时，合并单元应该利用内部时钟进行守时。

当守时精度满足同步要求时，采样值报文中的同步标识位“smpsynch”应为true。

当守时精度不满足同步要求时，采样值报文中的同步标识位“smpsynch”应为false。

4 智能变电站过程层的三网合一方案分析
在智能变电站过程层的三网合一方案中，主要采用了
iec61850-9-2采样信息、goose 信息、ieee1588 对时信息共网传输。

间隔层与过程层合并单元遵循iec61850-9-2标准，与过程层智能终端采用goose 通信协议。

过程层网络按间隔配置独立的间隔交换机，各间隔通过主干网交换机组成过程层网络实现信息共享。

本方案的优点是实现了goose、采样值传输、ieee1588 三网合一，最大程度地实现了信息共享，网络结构清晰，节省了大量的光缆，便于设计、维护，是代表未来技术发展的一种方案；但由于网络技术的要求比较高，技术难度大，且欠缺有效的冗余手段，其可靠性受到一定的质疑和担忧。

因此，基于iec 62439 标准的prp冗余技术得到广泛的关注。

5 智能变电站过程层网络性能测试技术研究
为了有效保证智能变电站过程层的正常工作，我们需要对过程层的网络性能进行测试。

针对三网合一的智能变电站过程层，我们需要利用采样值传输、goose技术及ieee1588技术对三网合一的可靠性和传输效率进行测试。

目前主要的方式是通过试验测试gmrp 组
播协议稳定性、ieee1588 性能检查、大背景流量下网络试验、时钟切换试验、智能终端动作固有延时测量和同步报文的拷机能力。

通过这些试验，得出智能变电站过程层的网络性能的结论。

6 结束语
从本文的分析可以看出，在智能变电站过程层的网络性能测试中，我们选用了试验测试gmrp 组播协议稳定性、ieee1588 性能检查、大背景流量下网络试验、时钟切换试验、智能终端动作固有延时测量和同步报文的拷机能力的方法，并取得了积极效果。

所以，我们要利用这一有效的试验方法，实现对智能变电站过程层网络性能的测试。

参考文献
[1]宋丽君，王若醒，狄军峰，等.goose机制分析、实现及其在数字化变电站中的应用[j].电力系统保护与控制，2009，14. [2]易永辉，王雷涛，陶永健.智能变电站过程层应用技术研究[j].电力系统保护与控制，2010，21.。