基于IEC61850的GOOSE通信及仿真研究.pdf

1、變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分。隨著傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，承載變電站設備信息交換的硬線連接逐步被以太網(wǎng)取代。針對變電站網(wǎng)絡通信的標準IEC61850中，通用的面向變電站事件(GOOSE，Generic Object Oriented SubstationEvent)是利用廣播的方式傳輸信息的高效形式，被用來傳輸跳合閘、閉鎖等關鍵控制信息。因此，滿足實時性和可靠性要求的GOOSE通信實現(xiàn)備受關注。
　　本研究致力于

2、實現(xiàn)IEC61850協(xié)議下的GOOSE通信，并基于OPNET平臺分析影響其實時性的因素。首先對IEC61850協(xié)議的應用、GOOSE通信和OPNET在電力系統(tǒng)中應用的現(xiàn)狀進行了分析。然后，闡述了GOOSE通信的結(jié)構(gòu)、映射、重發(fā)送機制、幀格式和編碼。在GOOSE通信理論的基礎上，在PC機上開發(fā)了基于WinpCap的GOOSE報文發(fā)送和解析程序，為搭建GOOSE通信測試平臺準備了條件。
　　提出并實現(xiàn)了一種基于ARM內(nèi)核的嵌入式微處理

3、器STM32F407VG和物理層芯片DP83848VYB的GOOSE通信系統(tǒng)。在分析了GOOSE通信的硬件需求后，說明了硬件選型和硬件架構(gòu)設計。根據(jù)GOOSE通信的要求，在硬件平臺上研究了實現(xiàn)GOOSE通信所需的初始化、配置流程。結(jié)合GOOSE事件觸發(fā)和重發(fā)送機制的要求，給出了報文發(fā)送部分的軟件設計;結(jié)合GOOSE報文的幀結(jié)構(gòu)和參數(shù)定義，給出了報文接收部分的軟件設計。
　　搭建試驗平臺對GOOSE通信系統(tǒng)進行了測試，驗證了報文重發(fā)

4、送機制的有效性，試驗了報文的接收和解析，測量了通信時延，并對結(jié)果進行了實時性和可靠性分析。結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以事件為觸發(fā)的GOOSE報文組幀和發(fā)送，通信時延小;滿足重發(fā)送機制的要求;能夠在網(wǎng)絡中正確獲取GOOSE報文，并將其解析，并相應地輸出信號，符合IEC61850協(xié)議對GOOSE通信的實時性和可靠性要求。
　　對GOOSE報文所處的過程層網(wǎng)絡進行了OPNET仿真，從網(wǎng)絡拓撲、通信節(jié)點、數(shù)據(jù)流等方面闡述構(gòu)建過程層通信的方法