智能變電站網(wǎng)絡檢驗測試

1、智能變電站網(wǎng)絡檢驗測試中國電力科學研究院繼電保護研究所李仲青2014年8月主要內(nèi)容概 述一光纖及設備光口測試二三 網(wǎng)絡系統(tǒng)測試四 測試案例五 總結(jié)一、概述p 以太網(wǎng)應用于變電站歷史悠久 上世紀90年代美國電科院和北美電力公司推動，隨著IEC61850標準體系的發(fā)布，以太網(wǎng)通信在智能變電站中的應用快速推廣。p 智能變電站以太網(wǎng)可靠性測試的需求 網(wǎng)絡逐漸成為承載站內(nèi)數(shù)據(jù)交換的核心，變電站二次系統(tǒng)功能及性能與網(wǎng)絡可靠性、實時性、安全性等關聯(lián)。網(wǎng)絡一旦出現(xiàn)問題，承載業(yè)務的直接、間接損失可能巨大。網(wǎng)絡性能測試成為二次系統(tǒng)IED測試重要的環(huán)節(jié)之一。 變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試需求需求一、概述變電

2、站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容交換機單體測試交換機單體測試l 基本性能測試l 功能測試l 環(huán)境測試、電磁兼容測試 。網(wǎng)絡應用設備單體測試網(wǎng)絡應用設備單體測試l 繼電保護裝置以太網(wǎng)通信處理能力測試l 合并單元、智能終端以太網(wǎng)通信處理能力測試 。網(wǎng)絡網(wǎng)絡整體性能測試整體性能測試l 設置變電站運行模式后交換機性能、網(wǎng)絡設備性能、混合包性能、互操作性能一、概述變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容交換機單體測試交換機單體測試l 基本性能測試l 功能測試l 環(huán)境測試、電磁兼容測試 。網(wǎng)絡應用設備單體測試網(wǎng)絡應用設備單體測試l 繼電保護裝置以太網(wǎng)通信處理能力測試l 合并單元、智能終端以太網(wǎng)

3、通信處理能力測試 。網(wǎng)絡網(wǎng)絡整體性能測試整體性能測試l 設置變電站運行模式后交換機性能、網(wǎng)絡設備性能、混合包性能、互操作性能一、概述變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試內(nèi)容裝置基本功能和性能滿足網(wǎng)絡應用需求，包括光口、光纖回路及處理能力單裝置測試網(wǎng)絡中各個設備間的互相配合和互相影響測試，網(wǎng)絡性能和可靠性測試。網(wǎng)絡整體性能測試一、概述變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試依據(jù)變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試依據(jù)p DL/T 860 變電站網(wǎng)絡和系統(tǒng)p Q/GDW 429-2010 智能變電站網(wǎng)絡交換機技術規(guī)范p Q/GDW 441-2010 智能變電站繼電保護技術規(guī)范p Q_GDW 431-2010 智能變電站自動化系統(tǒng)現(xiàn)場

4、調(diào)試導則p Q/GDW 396-2012 IEC 61850工程繼電保護應用模型p Q/GDW 426-2010 智能變電站合并單元技術規(guī)范p Q/GDW 428-2010 智能變電站智能終端技術規(guī)范 。智能變電站網(wǎng)絡性能測試相關標準主要內(nèi)容概 述一光纖及設備光口測試二三 網(wǎng)絡系統(tǒng)測試四 測試案例五 總結(jié)二、光纖及設備光口測試光纖回路測試光纖回路測試p 光纖回路測試 測試內(nèi)容：按網(wǎng)絡設計檢查光纖回路的正確性 測試方法： （1）根據(jù)網(wǎng)絡設備連同狀態(tài)告警進行排查 （2）可采用激光筆，照亮光纖的一側(cè)而在另外一側(cè)檢查正確性 p 光纖回路光衰耗測試 測試內(nèi)容：檢查直連設備之間的光纖連接是否正確，檢查光纖

5、回路的衰耗是否正常，以太網(wǎng)光纖和FT3光纖回路（包括光纖熔接盒）的衰耗不應大于3db 測試方法： 二、光纖及設備光口測試光纖回路測試光纖回路測試p 光纖端口發(fā)送功率測試 測試內(nèi)容：檢查光纖端口發(fā)送功率，-20dbm發(fā)送功率（包括以太網(wǎng)口和FT3網(wǎng)口）-14dbm 測試方法： 二、光纖及設備光口測試光口收發(fā)功率測試光口收發(fā)功率測試p 光纖端口接收功率靈敏度測試 測試內(nèi)容：檢查光纖端口接收功率，最小接收功率（包括以太網(wǎng)口和FT3網(wǎng)口）-30dbm 測試方法： 二、光纖及設備光口測試光口收發(fā)功率測試光口收發(fā)功率測試主要內(nèi)容概 述一光纖及設備光口測試二三 網(wǎng)絡系統(tǒng)測試四 測試案例五 總結(jié)三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測

6、試測試內(nèi)容測試內(nèi)容p 繼電保護網(wǎng)絡性能測試p 合并單元網(wǎng)絡性能測試p 智能終端網(wǎng)絡性能測試p 網(wǎng)絡傳輸延時測試p 網(wǎng)絡傳輸丟包率測試p 網(wǎng)絡業(yè)務限制措施測試p IEEE 1588同步性能測試三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試測試目的測試保護裝置組網(wǎng)絡通信處理能力考核網(wǎng)絡各種狀況下保護功能實現(xiàn)及性能三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層測試過程層測試三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試MACAPPID測試流量指標測試流量指標非訂閱報文非

7、訂閱報文訂閱非訂閱99M非訂閱報文非訂閱報文非訂閱訂閱99MARP廣播報文廣播報文 99M三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 在原有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的基礎上使用網(wǎng)絡測試儀對組網(wǎng)口施加非訂閱GOOSE、SV、ARP等類型的報文，注入流量100M，網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。模擬區(qū)內(nèi)外故障及與各訂閱GOOSE控制塊報文相關的故障，查看保護裝置動作情況。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試過程層非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試要求 裝置運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，

8、不應出現(xiàn)死機、重啟等異?，F(xiàn)象，裝置面板不應有異常告警；發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，保護裝置應能可靠動作，發(fā)生區(qū)外故障時，保護裝置不應誤動。保護裝置應能正確接收點對點口及組網(wǎng)口訂閱GOOSE控制塊報文的狀態(tài)變位或聯(lián)閉鎖信號并正確動作。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 訂閱GOOSE報文 （1） StNum不變，SqNum不變 （2）StNum不變，SqNum遞增，每控制塊GOOSE變化報文0.833ms發(fā)送1幀 （3）StNum遞增，SqNum為0，每控制塊GOOSE變化報文0.833ms發(fā)送1幀q 訂閱SV報文 SmpCnt不變

9、，報文內(nèi)容不變?nèi)?、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱過程層訂閱GOOSE報文網(wǎng)絡壓力測試報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 在原有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的基礎上使用網(wǎng)絡測試儀對保護裝置組網(wǎng)口施加單個或多個訂閱GOOSE報文，網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力持續(xù)過程中，模擬區(qū)內(nèi)外故障及與各訂閱GOOSE控制塊報文相關的故障（如斷路器失靈、死區(qū)故障或手合斷路器于故障等），查看保護裝置動作情況。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱過程層訂閱GOOSE報文網(wǎng)絡壓力測試報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試要求 保護裝置運行正常，不誤動、不誤發(fā)和發(fā)生網(wǎng)絡壓力的訂閱控制

10、塊無關的異常報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異?，F(xiàn)象，裝置面板不應有和發(fā)生網(wǎng)絡壓力的訂閱控制塊無關的異常告警；發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，保護裝置應能可靠動作，發(fā)生區(qū)外故障時，保護裝置不應誤動。保護裝置應能正確接收點對點口及組網(wǎng)口其他訂閱GOOSE控制塊報文的狀態(tài)變位或聯(lián)閉鎖信號并正確動作。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱過程層訂閱SV報文網(wǎng)絡壓力測試報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 在原有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的基礎上使用網(wǎng)絡測試儀對保護裝置點對點口施加單個訂閱SV報文（SmpCnt不變，報文內(nèi)容不變），注入流量為1M（100M-實測基礎流量），網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力持續(xù)

11、過程中，模擬區(qū)內(nèi)外故障及與各訂閱GOOSE控制塊報文相關的故障（如斷路器失靈、死區(qū)故障或手合斷路器于故障等），查看保護裝置動作情況。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱過程層訂閱SV報文網(wǎng)絡壓力測試報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試要求 保護裝置運行正常，不應誤動、不誤發(fā)和發(fā)生網(wǎng)絡壓力的訂閱控制塊無關的異常報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異常現(xiàn)象，裝置面板不應有和發(fā)生網(wǎng)絡壓力的訂閱控制塊無關的異常告警。保護不能正常運行時應有正確告警。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試試p 測試方法 在原有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量

12、的基礎上使用網(wǎng)絡測試儀對保護裝置組網(wǎng)口施加單個訂閱GOOSE報文，注入流量為（100M-實測基礎流量），網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力消失后，模擬區(qū)內(nèi)外故障及與各訂閱GOOSE控制塊報文相關的故障（如斷路器失靈、死區(qū)故障或手合斷路器于故障等），查看保護裝置動作情況。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測過程層訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試試p 測試要求 保護裝置在訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試條件下應運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異?，F(xiàn)象。網(wǎng)絡壓力消失后裝置正常運行，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，保護裝置應能可靠動作，發(fā)生區(qū)外故障時，保護裝置不應誤

13、動，保護裝置應能正確接收點對點口及組網(wǎng)口訂閱GOOSE控制塊報文的狀態(tài)變位或聯(lián)閉鎖信號并正確動作。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試站控站控層測試層測試三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試站控層網(wǎng)絡壓力極限測試站控層網(wǎng)絡壓力極限測試p 測試方法 在原有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的基礎上使用網(wǎng)絡測試儀交換機端口注入廣播報文(ARP、UDP、TCP)，注入流量為1M（100M-實測基礎流量）。網(wǎng)絡壓力持續(xù)過程中，模擬區(qū)內(nèi)外故障及與各訂閱GOOSE控制塊報文相關的故障（如斷路器失靈、死區(qū)故障或手合斷路器于故障等），查看保護裝置動作情況。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試繼電保護網(wǎng)絡性能測試

14、繼電保護網(wǎng)絡性能測試站控層網(wǎng)絡壓力極限測試站控層網(wǎng)絡壓力極限測試p 測試要求 保護裝置不應受站控層廣播報文網(wǎng)絡風暴影響，裝置運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異常現(xiàn)象；裝置面板不應死機，不應有異常告警；發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，保護裝置應能可靠動作，發(fā)生區(qū)外故障時，保護裝置不應誤動。保護裝置應能正確接收點對點口及組網(wǎng)口訂閱GOOSE控制塊報文的狀態(tài)變位或聯(lián)閉鎖信號并正確動作。 三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試合并單元網(wǎng)絡性能測試合并單元網(wǎng)絡性能測試測試目的測試合并單元在網(wǎng)絡各種狀況下點對點口/組網(wǎng)口采樣值發(fā)送精度及性能（丟幀、離散度等）三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試合并單元網(wǎng)絡性能測試合并單元網(wǎng)絡性能測試測試方法測試

15、要求p 參照保護裝置過程層網(wǎng)絡性能測試的方法p裝置在訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試條件下應運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異?，F(xiàn)象pSV輸出離散度不大于10s，不應有丟幀，準確度無異常變化三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端智能終端網(wǎng)絡性能測試網(wǎng)絡性能測試測試目的測試智能終端在網(wǎng)絡各種狀況下點對點口/組網(wǎng)口接收GOOSE轉(zhuǎn)硬接點及硬接點轉(zhuǎn)GOOSE的時間差及相應延時。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 使用網(wǎng)絡測試儀對單個組網(wǎng)口分別施加非訂閱GOOSE、SV、ARP等類型的報文，網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力持

16、續(xù)過程中，對裝置注入網(wǎng)絡壓力的組網(wǎng)口及其他端口分別施加訂閱GOOSE反復跳合閘（1秒/次，每次1幀），監(jiān)視輸出的輸出硬接點；對裝置施加硬接點開入變位，監(jiān)視輸出的GOOSE報文。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 跳合閘開關變位三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試非訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試要求 裝置運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異常現(xiàn)象，裝置面板不應有異常告警。收到GOOSE跳合閘信號后能正確硬接點出口，動作延時應不大于8ms；硬開入變位時能正確發(fā)送GO

17、OSE變位報文，發(fā)送時間應小于10ms。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 施加單個或多個訂閱GOOSE/SV報文，注入流量為1M（100M-實測基礎流量），網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力持續(xù)過程中，對裝置點對點口及組網(wǎng)口施加另一訂閱GOOSE控制塊反復跳合閘（1秒/次，每次1幀），模擬裝置收到的硬開入變位（1秒/次），監(jiān)視裝置輸出的GOOSE報文及輸出硬接點。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 訂閱GOOSE報文 （1） StNum不變，SqNu

18、m不變 （2）StNum不變，SqNum遞增，每控制塊GOOSE變化報文0.833ms發(fā)送1幀 （3）StNum遞增，SqNum為0，GOOSE報文實際發(fā)生變位，每控制塊GOOSE變化報文0.833ms發(fā)送1幀q 訂閱SV報文 SmpCnt不變，報文內(nèi)容不變?nèi)?、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試方法 同時施加15個訂閱GOOSE報文（其中14個訂閱GOOSE報文StNum不變，SqNum遞增；另一訂閱GOOSE報文反復跳合閘，StNum遞增，SqNum為0，GOOSE報文實際發(fā)生變位），每控制塊GOOSE變化報文1s同時發(fā)送1幀

19、，連續(xù)發(fā)送15次。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試p 測試要求 應運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異?，F(xiàn)象，裝置面板不應有無關發(fā)生網(wǎng)絡壓力的訂閱控制塊的異常告警；收到GOOSE跳合閘信號后能正確硬接點出口，動作延時應不大于8ms；硬開入變位時能正確發(fā)送GOOSE變位報文，發(fā)送時間應小于10ms。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試p 測試方法 對裝置點對點口、組網(wǎng)口施加單個訂閱GOOSE報文（StNum不變，SqNum遞增），注入流量為（100

20、M -實測基礎流量），網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力消失后，對裝置點對點口及組網(wǎng)口施加訂閱GOOSE控制塊跳合閘報文，模擬裝置收到的硬開入變位，監(jiān)視合裝置輸出的GOOSE報文及輸出硬接點。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試p 測試方法 對裝置組網(wǎng)口、點對點口施加單個訂閱GOOSE報文（StNum遞增，SqNum為0，GOOSE有實際變化），注入流量為（100 M -實測基礎流量），網(wǎng)絡壓力持續(xù)時間不小于2min。網(wǎng)絡壓力消失后，對裝置點對點口及組網(wǎng)口施加訂閱GOOSE控制塊跳合閘報文，模擬裝置收到的硬開入變位，監(jiān)視

21、合智集成裝置輸出GOOSE報文及輸出硬接點。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試智能終端網(wǎng)絡性能測試智能終端網(wǎng)絡性能測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試訂閱報文網(wǎng)絡壓力極限測試p 測試要求 裝置在訂閱報文網(wǎng)絡壓力測試條件下應運行正常，不誤動、不誤發(fā)報文，不應出現(xiàn)死機、重啟等異常現(xiàn)象。網(wǎng)絡壓力消失后裝置正常運行，收到GOOSE跳合閘信號后能正確硬接點出口，動作延時應不大于7ms；硬開入變位時能正確發(fā)送GOOSE變位報文，發(fā)送時間應小于10ms。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試測試方法一p 通過網(wǎng)絡測試儀在不同網(wǎng)絡流量下分別對網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)不同長度報文幀的延時進行測試，在100%背景流量下記錄網(wǎng)絡中不同級聯(lián)程度下的

22、最大轉(zhuǎn)發(fā)延時。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試測試方法二p 通過故障錄波器/報文記錄裝置等滿足測試要求的裝置記錄分析網(wǎng)絡中實際報文的存儲轉(zhuǎn)發(fā)延時，在施加各種網(wǎng)絡背景流量及其他測試項目過程中持續(xù)統(tǒng)計不同級聯(lián)程度下報文轉(zhuǎn)發(fā)延時。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試測試要求 網(wǎng)絡實時性應滿足繼電保護等業(yè)務實時性需求： GOOSE傳輸快速信號延時3msSV傳送延時2ms三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試測試方法一p 通過網(wǎng)絡測試儀在100%網(wǎng)絡流量下對網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)不同長度報文幀的丟包率進行測試，測試涵蓋網(wǎng)絡中不同級聯(lián)程度。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延

23、時測試測試方法二p 通過故障錄波器/報文記錄裝置等滿足測試要求的裝置記錄分析網(wǎng)絡中實際報文的丟包率，在施加各種網(wǎng)絡背景流量及其他測試項目過程中持續(xù)統(tǒng)計不同級聯(lián)程度下報文轉(zhuǎn)發(fā)延時。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡業(yè)務限制措施測試網(wǎng)絡業(yè)務限制措施測試p 網(wǎng)絡業(yè)務限制措施 智能變電站網(wǎng)絡設備發(fā)送的各類報文多具備特定性，網(wǎng)絡設計完成后各類裝置在不同工況下發(fā)送的報文類型和報文流量是可以預估的，根據(jù)這一特點，可以在交換機端口針對各類報文設置允許進入或發(fā)出的流量限制，防止各類業(yè)務報文在同網(wǎng)傳輸過程中某類報文的異常對其他報文傳輸造成影響，也可通過合理設置確保重要報文的收發(fā)。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試

24、流控功能測試方法p 在交換機某一端口設定某類報文收/發(fā)控制上限后，通過測試儀施加該類型超量報文，測試實際通過交換機轉(zhuǎn)發(fā)的報文流量是否符合設置。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試IEEE1588同步性能測試同步性能測試測試目的采用IEEE1588協(xié)議實現(xiàn)設備同步的智能變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)，應測試在網(wǎng)絡流量壓力情況下PTP授時的精度。三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試測試方法p 在交換機口施加各種流量報文，從交換機另一端口接收PTP報文，測試在不同網(wǎng)絡壓力下PTP授時精度。在網(wǎng)絡測試過程中，觀察不同測試項目時各類設備授時是否正常。單級傳輸精度小于200ns。IEEE1588同步性能測試同步性能測試主要內(nèi)容概 述一光纖及設備光口測試二三 網(wǎng)

25、絡系統(tǒng)測試四 測試案例五 總結(jié)四、測試案例中國電科院先后開展多次智能變電站網(wǎng)絡測試：500kV蘭溪-海寧數(shù)字化變電站動模測試南方電網(wǎng)桂林數(shù)字化變電站動模測試浙江大侶、田樂智能變電站動模試驗電子式互感器及通信網(wǎng)絡對繼電保護影響測試智能變電站網(wǎng)絡方案測試四、測試案例 為了配合浙江大侶、田樂61850智能變電站工程建設需要，深入研究過程層數(shù)字采樣的特性及其對繼電保護裝置的影響，安排過程層數(shù)字采樣網(wǎng)絡性能及大侶、田樂變保護 動 模 試 驗 。 國 際 上 首 個 過 程 層 三 網(wǎng) 合 一（SV+GOOSE+1588網(wǎng)絡對時）和首次采用GMRP對過程層組播數(shù)據(jù)流進行管理。浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田

26、樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗三、網(wǎng)絡系統(tǒng)測試網(wǎng)絡傳輸延時測試網(wǎng)絡傳輸延時測試測試的技術重點p SV與GOOSE共網(wǎng)的網(wǎng)絡特性及保護整體性能p 基于IEEE1588標準網(wǎng)絡精確對時的系統(tǒng)性能p GMRP協(xié)議的網(wǎng)絡組播管理應用測試p 各種異常工況對保護性能的影響測試四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)u大侶變、田樂變分別組建過程層網(wǎng)（SVGOOSE網(wǎng)）和站控層網(wǎng)（MMS網(wǎng)）u大侶變采用IEEE1588V2.0對時協(xié)議，田樂變采用傳統(tǒng)B碼對時u大侶過程層網(wǎng)絡設備基于GMRP組播協(xié)議進行網(wǎng)路管理u站控層則采用SNTP網(wǎng)絡協(xié)議對時u為

27、了分析報文和采樣值，在過程層網(wǎng)配置了一臺網(wǎng)絡分析記錄儀四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)大侶變設備組網(wǎng)示意圖四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)田樂變設備組網(wǎng)示意圖四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗測試項目測試項目u網(wǎng)絡總體性能測試u各類保護功能測試u網(wǎng)絡回路異常測試u采樣值傳輸過程中異常對保護裝置的影響測試u時鐘同步源異常對保護裝置的影響測試u交換機工作異常情況下對保護裝置性能影響的測試四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能

28、侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗合并單元恢復同步后保護動作問題合并單元從失步狀態(tài)向同步狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，主變保護差動出口原因分析保護裝置設置為失步后不閉鎖差動保護合并單元置同步采樣標志后，輸出采樣值出現(xiàn)跳變四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗合并單元的同步異常問題保護裝置及錄波設備及網(wǎng)絡記錄設備報警原因分析IEEE1588對時過程中需要對數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌费訒r進行測量和補償，通常鏈路延時為幾百納秒左右。由于過程層網(wǎng)絡抖動等原因，裝置計算出的鏈路延時會出現(xiàn)毫秒級別的數(shù)據(jù)，異常鏈路延時就會引起裝置同步偏差增大，從而導致合并單元報警同步丟失。四、測試案例浙江

29、大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗合并單元輸出幀號不連續(xù)問題合并單元輸出采樣值幀號出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象原因分析合并單元按照自身的時鐘給出采樣序號的；原來的處理鐘在接收到1588時間后合并單元一次性將本身的采樣時鐘調(diào)整到位；這樣若合并單元時鐘與1588時鐘偏差較大時會使得根據(jù)調(diào)整后的時鐘給出的采樣序號與根據(jù)原來時鐘給出的采樣序號出現(xiàn)不連續(xù)情況。四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗模擬合并單元和遠端模塊通訊中斷試驗，當合并單元發(fā)送的采樣數(shù)據(jù)品質(zhì)置無效時，主變保護沒有閉鎖差動保護原因分析裝置設置當采樣數(shù)據(jù)品質(zhì)置無效時，程序會判斷為該采樣數(shù)據(jù)

30、為置檢修狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，無法閉鎖差動保護功能保護在采樣數(shù)據(jù)無效時無法閉鎖四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗采用1588對時的保護裝置對時精度出現(xiàn)20ms左右偏差原因分析采用1588對時的保護裝置對時精度出現(xiàn)20ms左右偏差保護裝置1588對時精度的問題四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗交換機開啟GMRP功能后，監(jiān)測到網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流不穩(wěn)定現(xiàn)象，周期性的出現(xiàn)大規(guī)模丟包的現(xiàn)象。原因分析保護及交換機發(fā)送的GMRP Join In報文幀中PDU結(jié)束標志未加，交換機CPU在處理此種形式的報文時，由于找不到結(jié)束標志，誤認為幀未結(jié)束

31、，繼續(xù)進行解析，因而造成解析到的組播地址混亂，不斷刷新組播地址表，GMRP功能發(fā)生紊亂，造成大量丟偵。GMRP穩(wěn)定性問題四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站動模變電站動模試驗試驗在未開啟GMRP前，各IED裝置同步狀態(tài)穩(wěn)定，打開交換機GMRP功能后，發(fā)現(xiàn)各廠家合并單元均出現(xiàn)對時不穩(wěn)定的狀況，時常出現(xiàn)失步、同步切換。原因分析GMRP與1588功能沖突主鐘發(fā)出的Follow_Up報文中的Correction的值一直為0（應為其他整數(shù)），經(jīng)交換機廠家技術人員確定，為交換機同時開啟GMRP和1588功能后，程序內(nèi)部出現(xiàn)Bug所致。四、測試案例浙江大浙江大侶、田樂智能侶、田樂智能變電站

32、動模變電站動模試驗試驗國內(nèi)及國際上首個過程層三網(wǎng)合一（SV+GOOSE+1588網(wǎng)絡對時）和首次采用GMRP對過程層組播數(shù)據(jù)流進行管理的數(shù)字化變電站動模試驗；滿足工程需求，確保完成相關工程設備的檢驗測試任務；檢驗變電站過程層組網(wǎng)方式下采用新技術后的實施效果，推動相關技術的發(fā)展。測試總結(jié)四、測試案例中國電科院先后開展多次智能變電站網(wǎng)絡測試：500kV蘭溪-海寧數(shù)字化變電站動模測試南方電網(wǎng)桂林數(shù)字化變電站動模測試浙江大侶、田樂智能變電站動模試驗電子式互感器及通信網(wǎng)絡對繼電保護影響測試智能變電站網(wǎng)絡方案測試四、測試案例 針對智能變電站站控層、間隔層、過程層統(tǒng)一組網(wǎng)方案，測試站內(nèi)保護、控制系統(tǒng)可靠性及

33、設備性能，同時測試保護采用基于延時標記的采樣數(shù)據(jù)同步方案及交換機流量控制等方案技術效果，發(fā)現(xiàn)技術隱患，掌握當前設備研制進度和能力，為深入分析智能變電站組網(wǎng)方案及繼電保護網(wǎng)絡應用的可行性提供測試數(shù)據(jù)支撐。智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試通信網(wǎng)絡配置 全站統(tǒng)一組網(wǎng)，采用星型結(jié)構(gòu)，MMS、GOOSE、SV共網(wǎng)傳輸。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用單網(wǎng)和雙網(wǎng)冗余兩種方式同時進行測試，雙網(wǎng)冗余方式下交換機采用A、B雙套配置，保護、合智及故錄設備跨接兩套網(wǎng)絡，測控接入A網(wǎng)。采用VLAN進行信息區(qū)分， MMS通過基于標記的VLAN和過程層SV、GOOSE隔離；過程層數(shù)據(jù)流通過靜態(tài)組播劃分實現(xiàn)精確控制，防止不同組播地

34、址信號的相互影響，對未定義組播采用丟棄策略。四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試單網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)單網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試雙雙網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)（僅標識單網(wǎng)）網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)（僅標識單網(wǎng)）四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試測試項目p 網(wǎng)絡延時及延時標記精度測試 p 基于延時標記方案的繼電保護性能測試p 網(wǎng)絡壓力測試p 網(wǎng)絡異常測試p 同步異常測試四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試基于交換機延時標記的采樣數(shù)據(jù)同步方案 交換機精確計算報文在交換機內(nèi)的駐留延時T并寫入SV報文內(nèi)，保護裝置依賴本地時間基準，利用MU固有延時和鏈路駐留總延時T還原收到的多個間隔的采樣數(shù)據(jù)的發(fā)生時刻，完成采樣值的同步處理，其原理等效“直采”模式，體現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)“誰使用誰同步”的基本原則。四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試基于交換機延時標記的采樣數(shù)據(jù)同步方案四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試Tb為收到以太網(wǎng)幀（不含前導字節(jié)）第1個bit時的本地時標Tc為發(fā)出以太網(wǎng)幀（不含前導字節(jié)）第1個bit時的本地時標交換機延時及延時標記精度測試結(jié)果四、測試案例智能變電站網(wǎng)絡方案智能變電站網(wǎng)絡方案測試測試序號序號交換