CN103701716A - 一种sv直采和goose报文共口传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法，属于电力***智能变电站继电保护技术领域。本发明根据SV直采和GOOSE报文的传输特性，在保证SV发送时刻准确性的基础上，对传输通道进行时分复用，在两帧SV报文之间进行GOOSE报文的收发，并根据具体工程配置文件动态计算两帧SV报文之间***的GOOSE的帧数，最大化的利用通道的传输带宽，缩短GOOSE信号的传输延时，利用以太网控制器报文接收机制，通过FPGA对以太网控制器无法识别的SV和GOOSE报文导致的重采样时标混乱的问题。且本发明GOOSE传输延时小、不涉及硬件改动、软件处理简单、可靠性高、易于实现，可广泛推广。

Description

一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法
技术领域
本发明涉及一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法，属于电力***智能变电站继电保护技术领域。
背景技术
在以“结构布局合理、***高度集成、技术装备先进、经济节能环保、支持调控一体”为技术特征的新一代智能变电站中，为满足高可靠性、高智能化、易施工、便扩展、轻维护的建设、运行与检修的要求，全面支撑调控一体，助力电网发展方式的转变，提出了110kV及以下电压等级***过程层智能终端和合并单元装置集成，SV直采报文和本间隔GOOSE报文传输共享网口。
在110kV及以下电压等级***中，需要在原SV直采链路上增加GOOSE报文的传输。由于SV直采对过程层设备的报文发送时刻和间隔层设备的报文接收时刻都有很高的要求，在SV直采链路中再进行GOOSE报文传输会对间隔层设备和过程层设备都带来新的技术挑战。尤其是在不改动硬件的情况下，研究SV直采和GOOSE报文的共口传输方案，实现对网口资源的共享，对新一代智能变电站的建设有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法，以解决目前通用以太网控制器无法识别SV和GOOSE报文导致的重采样时时标混乱的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法，该共口传输方法包括以下步骤：
1）设定SV报文的优先级高于GOOSE报文；
2）对传输通道进行时分复用，在两帧SV报文之间进行GOOSE报文的收发。
所述在两帧SV报文之间所发送的GOOSE报文帧数及每帧GOOSE报文的最大长度是根据配置文件计算得到。
所述过程层设备在处理SV直采和GOOSE报文时以发送SV直采报文为最高优先级，其次发送GOOSE报文，最后是接收GOOSE报文。
所述的过程层设备采用FPGA来控制以太网控制器，以满足SV直采报文发送时刻精确的要求。
所述的间隔层在处理SV直采和GOOSE报文时优先处理SV直采报文接收，然后是GOOSE报文接收最后是GOOSE报文发送。
所述的间隔层通过FPGA完成接收报文、打时标、清中断状态寄存器接收标志和发送报文。
本发明的有益效果是:本发明根据SV直采和GOOSE报文的传输特性，在保证SV发送时刻准确性的基础上，对传输通道进行时分复用，在两帧SV报文之间进行GOOSE报文的收发，并根据具体工程配置文件动态计算两帧SV报文之间***的GOOSE的帧数，最大化的利用通道的传输带宽，缩短GOOSE信号的传输延时，利用以太网控制器报文接收机制，通过FPGA对以太网控制器无法识别的SV和GOOSE报文导致的重采样时标混乱的问题。且本发明GOOSE传输延时小、不涉及硬件改动、软件处理简单、可靠性高、易于实现，可广泛推广。
附图说明
图1是本发明智能变电站中SV直采和ＧＯＯＳＥ共口传输的硬件结构图；
图2是本发明实施例中过程层设备处理时序图；
图3是本发明实施例中间隔层设备处理时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的SV直采和GOOSE共口传输方法是在对SV直采方案和GOOSE传输机制进行分析的基础上提出的，点对点直采方式下整个采样环节的时序关键在于发送方发送时刻和接收方接收时标的准确性，而GOOSE报文的特殊通信服务映射决定了一种特殊的重传方案，正常情况下GOOSE报文每5s重传一次，产生的数据流量很小，但是在发生故障时，可能多个开关量信号变位，导致产生较大的数据流。SV直采和GOOSE报文的通讯模型和报文帧格式完全相同，保温长度可能根据工程配置计算，但是SV直采报文仅传输模拟量，格式固定，而GOOSE传输的类型多样，且可带品质和时标，报文长度差别较大。本发明根据SV直采和GOOSE报文的传输特性，在保证SV发送时刻准确性的基础上，对传输通道进行时分复用，在两帧SV报文之间进行GOOSE报文的收发，并根据具体工程配置文件动态计算两帧SV报文之间***的GOOSE的帧数，最大化的利用通道的传输带宽，缩短GOOSE信号的传输延时，利用以太网控制器报文接收机制，通过FPGA对以太网控制器无法识别的SV和GOOSE报文导致的重采样时标混乱的问题。
本发明的一种SV直采和GOOSE共口传输方法，是运用在合并单元智能终端集成装置和间隔层保护测控集成装置之间的，其中过程层设备采用1块ＣＰＵ插件完成合并单元和智能终端功能，间隔层设备采用1块CPU插件用于SV和GOOSE收发，过程层设备CPU插件和间隔层接口CPU插件采用相同的硬件设计，如图1所示。下面以110kV及以下电压等级的新一代智能变电站***为例来进行说明。本实施例中过程层智能终端和合并单元装置以及间隔层保护测控装置采用集成设计，过程层与间隔层之间通过一个以太网口同时传输SV直采和GOOSE报文，其具体的传输过程如下：
对过程层SV发送和GOOSE传输进行处理，合并单元SV直采处理的关键在于发送时刻和采样报文中额定延时数值的准确性，因此必须在保证SV传输的基础上合理安排GOOSE的传输时刻，采用FPGA来控制以太网控制器，以满足发送时刻精确的要求，过程层设备以发送SV报文为最高优先级，其次发送GOOSE报文，最后是接收GOOSE报文，装置上电初始化过程中根据配置文件计算出发送GOOSE报文帧数及每帧GOOSE报文的最大长度，继而确定在两帧SV报文中间***的GOOSE报文帧数。在FPGA设置的定时器计时到，立即执行FPGA发送任务并触发CPU的中断任务，FPGA接收任务始终执行，如图2所示。
对间隔层SV接收和GOOSE传输进行处理，由于SV采用直采模式时对接收时刻要求非常精确，因此要优先处理SV直采报文接收，然后是GOOSE报文接收，最后是GOOSE报文发送，FPGA完成接收报文、打时标、清中断状态寄存器接收标志和发送报文，CPU定时查询FPGA的报文接收缓存区，有数据就将其读空，然后执行报文解析、重采样和下发GOOSE报文。CPU在每次任务的最后将需要发送的GOOSE报文全部提交给FPGA，FPGA检测以太网控制器的发送，以太网控制器发送空闲就立即发送GOOSE报文，如图3所示。

Claims (6)

1.一种SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，该共口传输方法包括以下步骤：
1）设定SV报文的优先级高于GOOSE报文；
2）对传输通道进行时分复用，在两帧SV报文之间进行GOOSE报文的收发。
2.根据权利要求1所述的SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，所述在两帧SV报文之间所发送的GOOSE报文帧数及每帧GOOSE报文的最大长度是根据配置文件计算得到。
3.根据权利要求1所述的SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，所述过程层设备在处理SV直采和GOOSE报文时以发送SV直采报文为最高优先级，其次发送GOOSE报文，最后是接收GOOSE报文。
4.根据权利要求3所述的SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，所述的过程层设备采用FPGA来控制以太网控制器，以满足SV直采报文发送时刻精确的要求。
5.根据权利要求1所述的SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，所述的间隔层在处理SV直采和GOOSE报文时优先处理SV直采报文接收，然后是GOOSE报文接收最后是GOOSE报文发送。
6.根据权利要求5所述的SV直采和GOOSE报文共口传输方法，其特征在于，所述的间隔层通过FPGA完成接收报文、打时标、清中断状态寄存器接收标志和发送报文。
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