下载文档原格式
智能变电站过程层交换机测试技术研究1. 引言1.1 研究背景智能变电站过程层交换机测试技术研究背景随着智能电网建设的不断推进，智能变电站成为电力系统中的重要组成部分。
智能变电站具有自动化、智能化和信息化等特点，能够实现设备状态监测、远程控制、故障诊断等功能，为电网运行提供了更高效、更可靠的保障。
而在智能变电站中，过程层交换机是连接各个智能设备的核心设备之一。
其负责实现设备之间的数据交换和通信，保障智能变电站内部各个设备的协同工作。
对过程层交换机的测试技术进行研究和探讨具有重要意义。
目前对于智能变电站过程层交换机测试技术的研究还相对不足。
以往的研究主要侧重于传统电力系统的测试技术，未能充分考虑到智能变电站的特点和需求。
有必要对智能变电站过程层交换机测试技术进行深入探讨和研究，以提升智能变电站的运行效率和安全性。
1.2 研究意义智能变电站作为电力系统中的重要组成部分，其稳定运行对电网安全运行具有至关重要的作用。
而智能变电站过程层交换机作为智能变电站的核心设备之一，其性能和可靠性直接影响着整个智能变电站的运行效果。
研究智能变电站过程层交换机测试技术具有重要的意义。
通过对智能变电站过程层交换机测试技术的研究，可以提高设备的可靠性和稳定性，确保智能变电站各设备间的通信正常运行。
这有助于增强智能变电站的智能化程度，提高电力系统的自动化运行水平，进一步提升电网的安全性和稳定性。
研究智能变电站过程层交换机测试技术可以为智能变电站的建设和运维提供技术支持和保障。
通过建立完善的测试技术体系，可以有效降低设备的运维成本，延长设备的使用寿命，提高设备的性能和效率。
研究智能变电站过程层交换机测试技术具有重要的意义，不仅可以提高智能变电站的运行效果和安全性，还可以为电力系统的智能化发展和现代化建设提供有力支撑。
1.3 研究目的智能变电站过程层交换机是智能电网中的重要组成部分，对电网运行的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
然而，目前对智能变电站过程层交换机测试技术的研究还比较薄弱，存在许多问题需要解决。
智能变电站过程层网络分析蒋渊琦摘要：智能变电站与普通变电站对比的一个显著特点体现在过程层环节中，智能变电站过程层应用到多种智能化技术，实现变电站的智能操作。
因此，需要通过分析智能变电站过程层网络业务流量及业务数据实时性需求，针对其大数据量、高实时性要求，提出适合于智能变电站网络组网方案。
关键词：智能变电站；过程层；网络1.智能变电站过程层应用技术分析智能变电站的过程层包括变压器、断路器、隔离开关、互感器等一次设备、同时包括所属的智能组件与独立智能电子装置等。
与普通变电站对比，智能变电站的一次设备与二次设备所出现的调整较大，将原有一次设备上的电磁式互感器转变为电子式互感器，将原有的开关设备转换为智能开关设备。
另外，各智能电子设备之间经由GOOSE、采样值传输机制实现信息的传输。
1.1电子式互感器技术电子式互感器是实现智能化变电站过程中对电磁式互感器的替换。
以220KV线路保护为基础，将电子式互感器方案拟定为能够实现直采直跳的效果，也就是过程层采样值与继电保护相关的GOOSE信息选择点对点的传输方式。
基于智能变电站内部应用的是电子式互感器，一次你不需要再安装采集单元。
就此设计方案来看，继电保护的相关采样值是建立在IEC61850-9标准的基础上的。
另外，非继电保护的过程层次采样值传输的网路与GOOSE网路需要采用独立配置，并依据电压等级分别进行组网。
此方案主要应用双重化配置保护装置，能够有效保障设备的可靠性，排除交换机环节，提升了数据信息传输的便捷性，实现信息的集成化与数字化。
1.2三网合一技术三网合一所只的是IEEE1588对时信息、GOOSE信息与IEC61850-9-2采样信息的共网传输。
本章节阐述主要以变压器保护作为基础建立三网合一系统。
在此技术方案的设计中，过程层与间隔层的合并单元均选择IEC61850-9-2的表展，过程层的智能终端合并单元选择GOOSE通信协议，同时经由各主干网交换机与间隔交换机实现信息共享。
智能变电站过程层交换机测试技术研究
智能变电站（Intelligent Substation）是一种集自动化、信息化、智能化于一身的
电力系统子系统。
过程层交换机作为智能变电站中的重要组成部分之一，承担着在数据采集、控制、保护等方面的重要作用。
因此，对过程层交换机进行有效的测试至关重要。
一、功能测试
过程层交换机在智能变电站中的主要职责是进行数据采集和传输，并支持遥信、遥控、遥调和遥测等功能。
因此，进行过程层交换机的功能测试是必要的。
功能测试主要包括以下内容：
① 数据采集测试：测试过程层交换机是否能够正确地采集各类信号数据；
② 数据传输测试：测试过程层交换机能否将采集到的数据传输到相应的控制终端；
过程层交换机的性能测试主要包括以下几个方面：
① 带宽测试：测试过程层交换机支持的最大带宽和实际传输带宽是否相符；
② 传输速率测试：测试过程层交换机每秒钟能够处理的数据包数、总传输速率等参
数是否符合要求；
③ 时延测试：测试过程层交换机传输数据时的时延情况；
三、安全测试
① 防火墙配置测试：测试过程层交换机的防火墙是否配置正确，能否有效地防止网
络攻击；
② 出入口安全测试：测试过程层交换机的出入口是否存在安全漏洞，是否能够防止
未被授权的外部用户访问系统；
③ 病毒防范测试：测试过程层交换机的病毒防范系统是否能够及时发现和清除病毒。
总之，智能变电站过程层交换机的测试技术研究对于保证电力系统的安全性和稳定性
具有重要的意义。
通过合理的测试手段，可以提高过程层交换机的可靠性和稳定性，确保
系统运行的正常。
基于网络化的智能变电站继电保护测试方法研究摘要：随着智能变电站的大规模投入使用，IEC61850语言在智能变电站内的使用范围日益加大，继电保护装置的检查途径也会随着技术的进步而发展，网络化、智能化、自动化的继电保护技术会日益受到行业的关注。
IEC61850语言的持续性使用，为继电保护自动化设备装置的功效发挥创造了有效的技术支撑。
随着SV或GOODE的报文形式运用，从而便可利用逻辑推算而进行相关的推演。
电力系统的安全稳定运行取决于继电保护装置的可靠性、稳定性。
网络化配备的继电保护装置提高了可靠性、稳定性，但是对现场测试提出了比较高的要求。
因此，本文根据站控层的相关分析，对自动化、智能化、网络化继电保护装置测试进行相关的探讨。
关键词：智能变电站；网络化；继电保护；测试一、智能变电站二次系统框架智能变电站的二次系统，依据国网标准，可以划分为站控层、间隔层、过程层，以及与此相对应的站控层网络和过程层网络。
其中，站控层是依靠硬件和连接关系组成的传统变电站形式，主要包括继电站内的监控装置。
间隔层与站控层不同，它主要依靠的是以太网接口进行连接，只不过模拟量（SV）和状态量（GOOSE）是以太网进行传输的，主要包括的是变电站中的测控和保护装置。
过程层其实在传统的变电站中，并无与此相关的专业设备，目的主要是将设备接入过程层网络，相关系统主要由合并单元和智能终端而组成。
在网络系统层面，站控层网络所使用的是传统交换机，主要依靠拓扑网络，功能主要发挥在MMS报文的传递以及GOOSE报文在测控装置间的传递[1]。
过程层网络则是依靠着工业级光纤，依靠以太网交换机进行传输，目的是连接合并单元和智能终端，从而实现网络化的电力传输。
二、智能变电站继电保护配置要求[2]1．线路过电压、远跳及就地判别装置的功能宜集成在线路护装置中。
2．短引线保护功能可独立设置，也可包含在边断路器保护置内。
3．3/2 接线型式断路器保护按断路器双重化配置。
智能变电站过程层交换机测试技术研究随着智能变电站的建设和发展，智能变电站交换机技术也在不断提升，为了确保智能变电站的正常运行和安全稳定，对交换机进行测试技术研究显得尤为重要。
本文将从智能变电站过程层交换机的特点和测试技术研究入手，探讨其测试技术的发展现状和未来发展趋势。
一、智能变电站过程层交换机特点1.1 承载大量业务智能变电站过程层交换机作为智能变电站的核心设备之一，需要承载大量的监控、保护、通信等业务，因此交换机的性能和稳定性是至关重要的。
1.2 支持多协议智能变电站过程层交换机需要支持多种通信协议，包括IEC 61850、DNP3、Modbus等，在进行测试时需要充分考虑这些多协议的兼容性和互通性。
1.3 对时延要求高1.4 需要远程管理和维护智能变电站过程层交换机通常分布在不同的变电站、变电所等地方，因此需要支持远程管理和维护，测试技术也需要考虑到这一点。
2.1 测试内容智能变电站过程层交换机测试的内容包括但不限于：性能测试、功能测试、兼容性测试、可靠性测试、安全测试、时延测试等。
目前智能变电站过程层交换机测试主要采用的方法包括仿真测试、实验室测试、场景测试、网络测试等，其中仿真测试在近年来得到了较大的发展和应用。
智能变电站过程层交换机测试通常需要借助一些专门的测试工具，例如网络分析仪、协议测试仪、性能测试仪等，这些工具在测试过程中能够提供全面的测试数据和分析结果。
智能变电站过程层交换机测试的标准主要包括国家标准、行业标准和厂家标准，其中国家标准是测试的依据和指导，行业标准和厂家标准则是测试的参考和补充。
随着智能变电站的快速发展，对智能变电站过程层交换机测试的需求也逐渐增加，尤其是针对其安全性、可靠性和兼容性等方面的测试需求更是迫切。
3.1 多元化测试未来的智能变电站过程层交换机测试将更加多元化，不仅要满足性能、功能、兼容性等传统测试需求，还需要适应新的需求，如安全性、可靠性、时延等方面的测试需求。
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.。
