数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案分析

刍议继电保护GOOSE回路安全措施摘要：于目前电力企业的发展状况，对日益广泛应用的GOOSE应用做进一步探讨，就目前GOOSE回路中的难题和不足进行总结，研究其安全措施的实施。

关键词：继电保护；GOOSE回路；安全措施一、GOOSE回路的安全措施及管理方法1.1继电保护的GOOSE需求分析目前，GOOSE回路安全措施的施工人员在施工识别、工作监护等防护措施中是没有变化的，但是要针对GOOSE安全回路的工作事项，由于智能变电站的系统发生变化，所以GOOSE安全措施也发生了变化。

电力系统继电保护有三个要求，分别是选择性、速动性和灵敏性。

而GOOSE主要影响继电保护的速动性和可靠性，继电保护采用GOOSE报文经网络发信给智能变电站增加了安全保障。

相对于智能变电站来说，与以往传统的变电站有很多优点，就技术方面来说就有很多数据的收集大多呈现数字化。

通过光电形式把收集的信号转化为数字形式，不仅提高了电气体系的链接，还能增强其测算的精确度，从而保证信息的高效性、合理性。

系统的分层呈现分布化。

分层体系呈现的是分布式配置，主要是针对目标的配置和中央处理器分布模式，以此来确保分布形式的体系可以单独进行信息处理、工作。

信息的交流呈现网络化。

采用GOOSE后继电保护通过网络的传输跳闸和相互之间的启动来完成，可以增加继电保护的安全性。

1.2智能变电站GOOSE安全措施的实施根据智能变电站GOOSE安全设备的特征采用了特别的实施方案，因为智能变电站内光纤大量增加，所以有些合并单位提供了采用激光供电的功能。

目前我国标准的技术模式对智能变电采样主要有两个主要问题：①采样值传输数据远远大于GOOSE报文数据流量，应该采用网络采样模式，对于多间隔保护都采用千兆以太网口。

更严重的是要保护还需实时解析如此大量的采样值报文，但是现在还没有能够单一实时解析超过五个间隔的采样报告；②以太网网络传输延时的问题而无法接收和采样，这违背了继电保护不依赖外部同步技术的功能，对于单双接线的必要性不必太高，所以采用了直接传输方式。

智能变电站GOOSE网配置方案研究Configuration Scheme for Goose Network of Smart Substation黄少雄，张沛超（上海交通大学，上海200240）摘要：面向通用对象的变电站事件（GOOSE）作为IEC61850的一个全新应用是智能变电站的一大特点。

GOOSE网络作为智能变电站的核心部分，对整个智能变电站系统的功能起着重要作用。

介绍了GOOSE网的功能应用和拓扑结构设计，并结合实际对智能变电站GOOSE网络配置方案进行了探讨。

提出了在不同电压等级变电站GOOSE网的具体配置方案和VLAN划分原则，并分析了配置方案的优越性。

关键词：智能变电站；IEC61850；GOOSE［中图分类号］TM63；TM764；TM73［文献标志码］B［文章编号］1004－7913（2010）10－0047－03IEC61850系列标准的颁布与推广应用为智能变电站的发展奠定了基础。

标准中首次引入了过程层通信的概念，从而对数字化变电站的研究进展形成很大推动［1］。

数字化变电系统结构一般分为变电站层、间隔层和过程层。

其中变电站层与间隔层之间采用以制造报文规范（MMS）为核心的客户/服务器（C/S）通信，间隔层之间以及间隔层与过程层之间采用面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文通信。

与传统综合自动化变电站相比，智能变电站的主要特点是间隔层之间及间隔层与过程层之间采用GOOSE网进行通信，实现信息的交互，以GOOSE网络通信代替了传统的电缆连接。

1智能变电站GOOSE网功能1.1GOOSE简介GOOSE服务是以高速P2P（peer－to－peer）通信为基础，代替了传统的智能电子设备（IED）之间的硬电缆接线通信方式，为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法。

GOOSE实现了真正的P2P通信，任一个IED与其它IED通过以太网相连，即可作为订阅端接收数据，也可作为发布端为其它IED提供数据。

智能变电站继电保护 GOOSE网络跳闸问题分析摘要：一般情况下，智能变电站在继电保护中采用的都是直采直跳模式，这种模式虽然有效，但是也存在光缆敷设复杂，光口数量众多，维护难度大等问题。

与之相比，GOOSE网络挑战有着更加明显的优势，数据传输延时占比小，安全性更强。

本文从GOOSE网络挑战的安全性着眼，智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸问题进行了分析和研究，希望能够为智能变电站的继电保护提供参考。

关键词：智能变电站；继电保护；GOOSE网络；跳闸前言：新的发展环境下，伴随着电力行业的快速发展，智能变电站的数量不断增加，其在继电保护中采用的是全数字式继电保护，以直采直跳为主要特征，能够有效满足智能变电站继电保护对于可靠性和快速性的要求，但是在实际应用中存在很多缺陷，运行维护复杂，本身所具备的数字化和信息化优势也会受到影响。

针对这样的问题，电力部门需要做好采样及跳闸模式的研究，选择更能满足继电保护性能要求的跳闸模式，对继电保护系统进行优化，切实保证智能变电站的稳定可靠运行。

1 GOOSE网络跳闸的安全性在智能变电站继电保护采样值的网络传输中，存在两个比较关键的维内托，一是流量偏大，二是采样值同步难度大，虽然在发展过程中，有技术人员提出了一定的解决方案，但是这些解决方案都不够成熟。

与之相比，通用面向对象变电站事件（GOOSE）网络传输则不存在相应的问题，通过网络方案的合理规划以及有效的入网测试，智能变电站继电保护可以选择网络跳闸模式。

相比较直采直跳，GOOSE网络跳闸会对智能变电站的运行维护安全产生影响。

技术人员在设计智能变电站继电保护的过程中，需要充分考虑其在运行、检修、扩展等环节的安全性，直跳模式下，光缆数量众多而且接线复杂，很容易出现误操作，对比传统二次电缆接线模式并不存在明显的优势。

网络方式下，可以依照间隔分散，进行间隔交换机的配置，在中心交换机借助对VLAN的合理划分，使得大部分仅与本间隔相关的GOOSE组播报文能够在间隔交换机内传输，二次安全措施不仅简单，而且可靠。

- 133 -生 产 与 安 全 技 术０　引言对于智能变电站来说，其组成结构是非常复杂的，涉及的内容非常多，既包含先进的科学管理系统，还应用了许多高科技的产品，所以说整个智能变电站不仅具有非常高的科技含量，而且在这些科学技术的联合应用下，使得变电站的运行更加的节能环保，同时对降低变电站运行故障的概率也具有积极的作用。

在供电网日常运行工作开展的过程中，如果出现故障或人为损坏时，继电保护就能够立即发挥作用，能够在短时间内就对故障位置进行精准定位，从而使工作人员能够在最短的时间内，采取措施对故障进行处理，能够将故障带来的影响降到最低。

１　智能变电站继电保护工作的方式和原理１．１　智能变电站继电保护工作在科学将技术快速发展的推动下，网络通信技术也得到了快速的发展，在对智能变电站进行构造时，需要使用到一次设备和二次设备，并且在遵守规范要求的基础上，来实现智能变电站内的联系和相互操作，同时智能电气设备之间也能够实现信息的互享，这对促进变电站的现代化建设有着积极的作用[1]。

与传统形式的电力变电站相比而言，智能变电站的优势主要能够体现在以下2个方面。

1）操作更加便捷。

由于智能变电站内的电气设备在网络通信技术的应用下，已经能够实现信息共享，因此继电保护装置也不再是单一的线路和设备之间的保护了，而是对整个保护系统进行全方位的保护，能够在最短的时间内，对所有检测到的问题和故障进行保护。

2）检修全面。

由于供电系统本身具有一定的多样性，因此在实际运行的过程中，存在着非常多的不确定性，为了使变电站的运行安全得到保证，要能够定期对其进行统一的检查维护。

但是对于传统形式的变电站来说，其检修维护大多都是计划内的检修维护，该种检修方式的检修周期相对来说比较长，且需要耗费大量的物资和人力，而智能变电站却能够实现实时的检查，一旦发现问题能够立即控制。

3）对故障位置判断精准。

在日常的生产生活中，人们对电力产品的需求正在不断增加，为了使电力供应的稳定性得到可靠的保证，必须要加大对变电站的维护管理，使其能够始终处于稳定的运行状态中，而在整个维护工作的开展过程中，对时间的把控就显得非常重要。

智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施研究摘要：随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广泛。

GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)是智能变电站中常用的一种通讯方式，它可以实现对继电保护的快速通讯和控制。

然而，GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用。

因此，研究智能变电站继电保护GOOSE回路的安全措施，对于保护电力系统的稳定运行具有重要意义。

本文首先介绍了智能变电站和GOOSE通讯方式的基本概念和原理，然后分析了GOOSE回路存在的安全漏洞和攻击方式。

接着，针对这些漏洞和攻击方式，提出了一系列改进措施，包括：加强密码学安全、加强权限管理、加强访问控制、加强网络层安全等。

最后，通过实验和模拟验证了这些安全措施的有效性和可行性，证明了它们可以有效地提高GOOSE回路的安全性和可靠性。

关键词：智能变电站；GOOSE通讯；继电保护；安全漏洞；安全措施引言随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广泛。

智能变电站是一种利用先进的电力自动化技术和信息技术集成、优化设计的新型变电站，具有能耗低、效率高、可靠性强等优点。

在智能变电站中，继电保护是保障电力系统稳定运行的关键设备之一。

为了实现继电保护的快速通讯和控制，智能变电站中常用的一种通讯方式是GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)。

GOOSE是IEC 61850标准中定义的一种基于报文通讯机制的数据传输方式，具有快速、可靠、实时等特点。

在智能变电站中，GOOSE回路主要用于继电保护之间的通讯和控制，可以实现快速地传输保护信息和控制指令，以保证电力系统的稳定性和可靠性。

然而，由于GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用。

例如，攻击者可以利用ARP欺骗攻击，伪造MAC地址向继电保护发送虚假信息，导致保护设备判断错误，进而引发电力故障和事故。

摘要:在现阶段的技术条件支持下，对于数字化变电站继电保护工作当中，所应用GOOSE网络而言，其通信过程当中多是建立在以太网网络多播技术基础条件支持下，多播应用关联上所实现的。

因此，为了能够确保GOOSE网络中，相关数据传输的可靠性及其实时性，对于GOOSE报文而言，传输过程当中省去了回执确认的环节，而将其替代为顺序重发工作机制，不难看出，整个GOOSE网络实时性可靠性优势的实现与网络方案选取之间的关系是极为密切的。

基于此，本文以数字化变电站继电保护当中，GOOSE网络方案的选取作为研究对象，以相关主流继电保护模式作为切入点，详细研究了与之相对应的网络设计方案，希望能够为后续研究及实践工作的开展提供一定的参考与借鉴。

关键词:数字化变电站继电保护GOOSE网络分析GOOSE主要是指，面向通用对象的变电站事件。

其作为现阶段整个IEC61850标准当中，能够与变电站自动化系统实际需求相适应的，且能够提供快速性报文需求的工作机制，在将GOOSE网络方案应用于数字化变电站继电保护过程当中，能够使相关的报文需求得到充分的满足。

同时，结合我国现阶段的实践工作经验来看，快速报文可作用于继电保护领域相关数据（包括跳闸、合闸、启动、闭锁等）实时信号的传递，重要信号的传输时间严格控制在3.0ms范围之内。

由此可见，GOOSE网络方案的选取对于数字化变电站继电保护信号传输质量及其时效性而言至关重要。

本文即主要针对以上相关问题作详细分析说明。

1双母线线路接线方案下的GOOSE网络方案分析对于220kV变电站而言，多采取的接线方式为双母线线路接线。

此种接线方式下，继电保护的配置标准为双重性，冗余方式按照双重化保护和双重化GOOSE网络标准进行设计。

基于对整个系统运行安全性因素的考量，在有关交换机分配方案的选择方面，分别按照出线线路、主变线路以及母线吸纳路的方式，采取间隔性、分散化的分配方案。

同时，基于双重化间隔的交换机装置分别安装在以下两个部位：①主变保护屏装置；②双套线路。

数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案随着信息时代的到来，中国计算机的数字继电保护技术已经应用到一些行业，和大多数电力企业急于效仿，并且可以采用先进的计算机信息处理系统来实现数字技术为电力设施的操作任务。

在通信技术和计算机技术飞速发展的背景下，许多电力企业十分重视数字通信技术的集成。

GOOSE网络方案在变电站继电保护的引领下，实施了自动化和规模化的改造工程，继电保护设备广泛应用于变电站的继电保护运行中，促进了数字化变电站的发展和壮大。

标签：数字化;变电站;继电保护;GOOSE;网络;GOOSE是面向通用对象的变电站事件的英文简称，是IEC61850标准中应用在数字化变电站的一个大的亮点，作为数字化变电站的核心，确保数字化变电站中的电子设备逻辑节点之间的通信更加的高效和可靠。

随着数字化变电站的发展，对继电保护产生了很大的影响。

与传统的继电保护相比，它有了很大的变化。

并在分析数字化变电站继电保护对GOOSE的需要的基础上，提出了GOOSE网络结构三种主要类型，分别是装置单环网、星型网以及交换机环型网，并论述了三种网络结构的优劣势。

一、继电保护中G OOSE网络方案分析传统的自动化变电站的电子设备之间采用的通信方式是用电缆接线，而GOOSE的主要基础是高速的P2P通信，可以说是真正意义上实现了P2P，有效的对设备的维修和养护的成本进行了降低。

电力系统在机电保护状态中首先应达到四个最基本的要求，可靠性、选择性、灵敏性和速动性。

GOOSE网络方案给予继电保护状态应相应具有可靠性和速动性。

继电保护时对GOOSE报文输送信息的时间会相应增长，因此，运用GOOSE后，通过继电保护网络能够有效保证该段时间内信息保持一定的稳定性。

1.GOOSE网络实施的可靠性分析。

对GOOSE网络实施可靠性分析是很有必要的。

大家知道G00SE的防护体系比常规的继电保护更具有稳定性。

而且网络构造也大体分为三个种类，包括星形、总线形和环形。

GOOSE机制分析、实现及其在数字化变电站中的应用0 引言GOOSE(generic object oriented substationevent)是通用面向对象的变电站事件的简称，是IEC 61850-7 系列标准中定义的一种派生于GSE 类的通用变电站事件模型类[1]。

GOOSE 在符合IEC61850 的数字化变电站中具有广阔的应用前景，目前除了被应用于传送实时跳闸信号、间隔逻辑闭锁、检同期等功能外[2]，基于GOOSE 的分布式母线保护、分布式备自投、分布式低周减载等功能也已经开始在工程中应用和投入商业运行。

虽然也有文章讨论GOOSE 的可靠性、实时性[3~6]，但是缺乏对于工程应用中为了达到真正互操作而解决已出现问题的总结；本文对GOOSE 机制进行了分析，对GOOSE 的实现进行了介绍，并结合国网的互操作试验和数字化变电站的工程经验总结了GOOSE 应用中出现的问题，并对GOOSE 未来的应用前景和应该注意的问题进行了探讨。

1 GOOSE 机制分析1.1 GOOSE 定义GOOSE 派生于GSE，GSE 是基于自治、分布概念的模型，提供了系统范围内快速可靠地输入输出数据的机制，即利用组播/广播服务向多个物理设备同时发布一个通用的变电站事件信息。

GSE 派生出GSSE 和GOOSE 子类，GSSE 只是用于通用的变电站状态事件支持传输双比特的变化信息，而GOOSE 的用途更广，是通用的面向对象的变电站事件，支持DATASET 组成的数据交换。

当发生任何状态变化时，智能电子设备将借助变化报告，高速多播一个二进制通用面向对象的变电站事件报告（GOOSE），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[7]。

其触发条件是：每次由DATA-SET 引用的一个或多个成员值改变就发送GOOSE 报文。

1.2 发布者/订阅者机制及适应GOOSE 的改进消息传递的发布/订阅的设计模式自19 世纪80年代开始使用，目前已广泛应用于分布式系统中。

数字化变电站过程层GOOSE通信方案摘要：随着将IEC61850规范引入到我国的电缆系统中，从而使我国的数字化变电站发展越来越来快，而在实际建设过程中存在的一定的问题。

因此要对数字化变电站中进行相应的优化设计，实现GOOSE作为变电站实现快速报文需求的一种方式，对于数字化变电站中的过程层而言，其通信方案采用GOOSE可以有效地提高系统的稳定性以及安全性。

本文就GOOSE通信进行相应的优化，并提出一定的通信检测方案，从而对我国的数字化变电站建设有所借鉴意义。

关键词：数字化变电站；GOOSE；过程层；通信方案前言：数字化变电站由于具有性能高、高可靠性、安全性高以及经济性好等优势，已经成为变电站主要的发展方向，而数字化变电站中的自动化系统可以在构造上分为过程层、变电站层以及间隔层。

在过程层中采用GOOSE通信系统可以对系统的安全性以及可靠性加以提升，从而使变电站运维工作量加以减少，从而实现对经济成本的降低。

作为数字化变电站中的重要的组成部分，对过程层通信进行相应的优化是非常必要的。

一、GOOSE通信优化方案GOOSE通信网络一定要对其进行优化，优化内容不仅仅包含有网络结构，还要将通信软件设计、通信模块配合、避免网络阻塞以及防止网络瘫痪等方面加以优化。

（一）优先级规划IEEE802.1Q采用了MAC报文优先级方面的概念，并且把优先级赋予权利提供给使用者，若使用者均将优先级设定为最高，相当于为设定优先级。

将优先级根据从高至低设定如下，第一，最高级，电气量保护形式跳闸、非电气量保护以及保护闭锁等信号。

第二，次高级，非电气量保护形式跳闸、遥控分合闸以及断路器位置等信号。

第三，普通级，刀闸位置与一次设备状态等的信号[1]。

（二）数据集定义原则第一，优先级相同内容方可定义于同一数据集中。

第二，根据保护功能节点形式进行最高级数据集间的组织。

第三，根据信号类型进行次高级数据集方面的组织。

第四，非电气量保护方面的信号将单独建立成为数据集，并将其和除此以外的最高级变量相区分开。