【正文】 GOOSE 報文流量遠小于 SAV 報文流量，對網絡帶寬的影響基本可以忽略。參照 IEC6185092LE(下圖 )。 220 kV線路間隔通過 1 臺合并單元和 1臺智能單元實現 220 kV線路保護和測控功能， 220 kV母聯(lián)間隔采集本間隔和母線 PT間隔的數字量和狀態(tài)量實現 220 kV母聯(lián)保護測控功能，母差保護 IED跨間隔采集信息實現 220 kV母差保護功能。相比之下， tq、 tsm、 tp 等不再是 IED 的屬性，而由以太網絡底層結構決定，隨通信網絡和接口設備負載變化而改變，針對其的測量預算是目前工程中面臨的主要問題。 tq與隊列前面的報文數量和輸出端口的傳送速 度均相關，當前網絡負載情況的隨機性造成 tq不確定，工程中一般通過預測負荷近似估算 tq。物理裝置之間的數據報文在光纖鏈路中以接近光的速度傳播所需的時間為 tp，廣域網 (wide area work， WAN)中遠距離傳播延時可達 ms 級，而局域網 (local area work， LAN)中傳播延時一般只有幾μ s 或幾十μ s，在整個通信延遲中所占比例很小。 2） 報文發(fā)送延時 tsm。 一次模擬量采樣值經合并單元相位補償和同步采樣后，通過以太網幀格式向過程總線傳輸 SAV報文，傳輸過程中引起的傳輸延時 Td，即發(fā)送節(jié)點的應用程序發(fā)出報文到接收節(jié)點的應用程序接收到報文的時間間隔，涉及不同物理裝置 (如以太網交換機通信處理機的工作延時和網絡傳輸延時，具體如 下圖所示。 采樣值傳輸的時序分布 電子式互感器、合并單元和以太網交換機在傳輸采樣值過程中會引入一定的時間延遲，為便于說明， ECT/EVT 與 MU 的延時定義為 td， MU 至 IED 的延時定義為 Td。而全站的總體可靠性也達到了第 3級。由于 MU 基于硬件實現，假定其 MTTF 也可達到 150 年。以下計算采用表 1所列的元件可靠性參數。間隔層考慮有18 個間隔，并各自安裝間隔控制單元。 采用基于 PRP并行冗余網絡的數字化變電站系統(tǒng)如圖所示。如 A 網采用環(huán)型拓撲， B 網采用星型拓撲。如 下 圖所示 。 功能冗余 b 網絡冗余 與傳統(tǒng)變電站不同的是，數字化變電站內的通信網絡直接參與保護與測控的功能，其可靠性將直接影響變電站自動化系統(tǒng)的可靠性。在串聯(lián)系統(tǒng)中，任一設備或系統(tǒng)失效，都會造成整個系統(tǒng)失效，故串聯(lián)系統(tǒng)可用度為： 1niiAA??? （ 4） 而在并聯(lián)系統(tǒng)中，只有當并聯(lián)設備或系統(tǒng)同時失效時，才會造成系統(tǒng)失效。兩次故障之間的平均時間（ MTBF）包括平均修復時間。實際運用中假設設備或系統(tǒng)的故障分布是指數分布，其可靠度表達式為： () tRt e ??? （ 1） 其中，λ為設備或系統(tǒng)的故障率。 F 通信網絡的可靠性評估 IEC 608704 標準對可靠性的定義為：“設備或系統(tǒng)在特定時間內和特定情況下，執(zhí)行其預期功能的能力”。 將時標管理單元輸出的時間基準信號中斷 ， 檢測 MU、 測控裝置 、 保護裝置 、 計量裝置等網絡終端對時設備的時間同步性 ， 以及 ECT與 ECT， EVT與 EVT， ECT 與 EVT 間采樣脈沖信號的同步性 ， 恢復時標管理單元輸出的時間基準 ， 再次檢測上述故障情況的時間同步性 。 因此 IEEE1588網絡對時的精度和穩(wěn)定性受網絡運行的動態(tài)變化的影響程度還需要實驗來驗證 ， 驗證該問題最直接的方法就是搭建實際運行的網絡環(huán)境 ， 并盡可能地將所有預期設備接入網絡 ， 增大網絡通信負荷 ， 按方案要求配置相應的時鐘主鐘和被對時設備 ， 并進行正常對時 。 分析 IEEE1588的授時精度 ； （ 2） 終端設備的對時精度 。 過程層 MU 以及間隔層測控設備 、 保護設備 、 計量設備均通過支持 IEEE1588的千兆以太網交換機進行對時 ， MU 與 ECT、 EVT 之間仍進行串行同步采樣 ， 將來 ECT、 EVT 接口升級為支持 IEC618509 2標準的以太網接 口 ， 可以不通過 MU 直接與交換機對接 ， 采樣值直接上送交換網 。 c 時序處理誤差 ECT、 EVT 同步采樣頻率由每周期采樣點數決定 ， IEC6185091 規(guī)定最大采樣率為 200 點每周期 ， IEC618509 2 規(guī)定最大采樣率為 256 點每周期 ， 分別對應的采樣頻率為 10 kHz、 kHz， 并且規(guī)定采樣值同步誤差小于 1 us。 當時鐘同步報文經過邊界時鐘的主 、 從端口時 ， 通過在物理層加蓋時間戳信息 ， 可使主 、 從端口時鐘校準 。 IEEE1588 協(xié)議算法的前提是傳輸時間路徑對稱 ， 即假設同步報文收到的延遲與延遲請求報文發(fā)送的延遲相同 ， 主 、 從節(jié)點之間的雙向傳輸時間延遲恒定且對稱 。 考慮到 GPS 受軍事 、 政治等因素的影響 ， 可考慮接收國產北斗 衛(wèi)星發(fā)送的協(xié)調世界時 UTC 信號 。 MU 收到外部基準時鐘信號后 ， 經過處理 、 即刻發(fā)送至 ECT、 EVT 形成 A/D轉換芯片的同步轉換脈沖 。 整個時間同步系統(tǒng)的流程可以描述如下 ： 來自外部基準源的時標信號經 MU 同步模塊送入 ECT、 EVT 信號處理單元 ， 在 FPGA 或 EPLD內與本地晶振時鐘的分頻輸出完成鑒相 、 鎖相功能 ， 并輸出同相時鐘 ， 同相時鐘經過分頻之后形成采樣脈沖送入 A/D 轉換芯片 。 所對應的 12 路 ECT、 EVT 均以 MU 采樣同步脈沖信號為基準保持同步采樣 。 工程應用中所遇到的主要問題是時間同步系統(tǒng)長期穩(wěn)定性差及各廠家對 ECT、 EVT、 MU 等環(huán)節(jié)的處理方式不一致 ， 導致采樣數據時序不同步 。具體的時鐘狀態(tài)則是由最佳主時鐘（ Best Master Clock， BMC）算法所確定 。 IEEE1588 是應用于工業(yè)控制和測量領域的具有亞微秒級同步功能的精確時鐘同步協(xié)議（ Precise Time Protocol, PTP）。作為使用最為普遍的國際互聯(lián)網時間傳輸協(xié)議，SNTP 的應用已較為成熟，在一定的網絡結構下， SNTP 的對時精度可在大多數情況下保持在 1 ms 以內。但是，變電站數字化的 發(fā)展趨勢使得站內二次硬接線被串行通信線所取代 。其輸出的秒脈沖統(tǒng)計誤差為 1μ s，且沒有累積誤差，能夠滿足許多應用領域對同步時鐘的要求。網絡啟動后 ， 所有交換機通過互相發(fā)送 BPDU 報文 ， 將網絡中優(yōu)先級最小的交換機確定為根網橋 ， 在 2 個優(yōu)先級最高的交換機之間配置邏輯斷點 ， 數據傳輸到此中斷 ， 從而避免廣播風暴。 GMRP 無需預先劃分網絡， VLAN需要預先進行網絡劃分。 c GMRP 組播技術 GMRP 協(xié)議是一個動態(tài)二層組播注冊協(xié)議，就是根據組播 MAC地址來在以太網交換機上注冊和取消組播成員身份的 。 b 報文優(yōu)先級定義及應用 協(xié)議是 協(xié)議的擴充協(xié)議 ， 為以太網上數據包定義不同的優(yōu)先級 ， 確保關鍵應用和時間要求高的信息流優(yōu)先進行傳輸 ， 同時照顧優(yōu)先級低的應用和信息流 。 過程層網絡 VLAN劃分方法 按照間隔劃分 VLAN，是過程組網的基本原則，每個間隔劃成一個 VLAN。 VLAN 劃分原則 對于采樣值的處理：電流合并器和其對應的裝置應該劃分到一個VLAN，且全站唯一；電流合并器應和其所在母線上的全部需要電壓的裝置劃分為一個 VLAN且全站唯一。在一個大型網絡中，要求網絡管理人員將每個用戶一一劃分到某一個VLAN中，是十分繁瑣的。比如，不能在給定的端口上支持一個以上的 VLAN；一個網絡站點從一個端口移動到另一個新的端口時，如新端口與舊端口不屬于同一個VLAN，則用戶必須對該站點重新進行網絡地址配置。這些集合有時只在單個局域網交換機上，有時則跨越多臺局域網交換機。所以主干網交換機除了在交換口數量上要滿足工程選型外，對于一般規(guī)模的智能化變電站都可以滿足容量的要求。 過程層組網結構圖 交換機數據吞吐總量由流入交換機的數據決定，理論上流入數據都可以正確流出，只 是數據流量的大小決定了網絡（延時）性能。 因為不同間隔間需要共享部分信息，而不是全部信息，因此將全站過程層交換機經過主干交換機進行星型模式級聯(lián)。 IEC6185091 采用點對點傳送方式 ,只需考慮傳送介質的帶寬和接受方 CPU 處理數據的能力，而不用擔心數據流量對于其他間隔設備傳輸的