智能变电站二次系统网络结构和信息流分析

摘要：本文简要阐述了智能变电站二次系统网络结构，介绍了GOOSE、SV、MMS的定义和传输方式，并对站内数据信息的流向进行了分析。

关键词：三层两网；GOOSE；SV；MMS；信息流

0 引言

智能变电站基于IEC61850标准提出了变电站的三层功能结构、功能间的逻辑接口和逻辑

接口到物理接口的映射，现在国内变电站应用较多的是“三层两网”结构。智能变电站的二次

设备网络架构可分为站控层、间隔层和过程层三层，网络组成可分为站控层网络和过程层网络。站控层网络和过程层网络在物理上完全独立。站控层和间隔层之间采用MMS报文通信，间隔层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信，间隔层和过程层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信和SV通信。GOOSE报文和SV报文组成了过程层和间隔层之

间的信息流，间隔层GOOSE报文是间隔层之间的信息流，MMS报文是间隔层和站控层之间

的信息流。三层两网是智能变电站的核心架构，站控层和过程层网络独立，报文相互隔离，

确保了安全的信息交互和稳定的报文走向。

1 智能变电站二次系统网络结构

智能变电站二次系统设备主要包括：

（1）站控层设备：包括后台监控主机、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师站、保护信息子站和PMU数据集中器等。

（2）间隔层设备：包括测控、保护、故障录波、网络分析仪、安全与稳定控制装置等。

（3）过程层设备：包括合并单元、智能终端和智能组件等。智能变电站二次系统网络结

构示意图如下图1所示。

合并单元采集一次设备的电压、电流等电气量后，按照IEC61850-9-2的多路广播采样值

格式进行组帧，通过光纤以太网通信介质传输到间隔层二次设备（如测控和保护），或者按

照IEC60044-8标准通过光或电同步串行接口以FT3格式发送给间隔层设备。智能终端通过电

缆线与一次断路器等设备相连，通过光纤接口的以太网，采用GOOSE报文与间隔层设备快速交换信息。根据《智能变电站继电保护技术规范》规定，继电保护设备与本间隔合并单元智

能终端的连接模式使用点对点的光纤接口，而继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息

宜采用GOOSE网络的传输方式，测控装置宜采用GOOSE/SV混网或者GOOSE和SV网络独立

的传输方式。这是智能变电站中普遍采用的信息流传输设计方法。

2 智能变电站GOOSE网络分析

GOOSE（全称Generic Object-Oriented Substation Event）是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现智能电子设备（IED）之间的实时信息快速交互，包括传输开关刀闸位置、遥控、跳合闸、联闭锁等多种信号（命令），具有极高的传输成功概率。在通信过程中，GOOSE通过不断自检实现装置间的智能化监测，这是传统变电站无法实现的功能，提高了变

电站二次回路的可靠性。

GOOSE采用发布/订阅的通信模式，支持一个发送方和多个接收方之间的点对点通信，特别适合在数据量大且实时性要求强的变电站中使用。GOOSE网作为过程层和间隔层之间通信

连接的桥梁，可以传输多种信号：（1）传输直流量遥测信息；（2）传输开关刀闸位置、告

警异常信号；（3）传输遥控、复归信息；（4）传输保护跳合闸、启失灵信息；（5）传输

不同保护间的联闭锁信息。

智能终端、合并单元、保护和测控均是过程层GOOSE网设备的重要组成部分，智能终端

通过GOOSE上送位置信息、接收跳合闸和遥控命令，保护通过GOOSE输出跳合闸联闭锁，

测控通过GOOSE接收位置信号和遥控开出。合并单元具有PT并列和切换的功能，它需要通

过GOOSE网接收母联断路器和PT刀闸位置，来实现自动切换和并列，同时还需要上送检修、对时异常、切换并列信号给测控装置传输到后台，以便运行人员实时监控电网运行状态。在

现在的变电站网络结构中，220kV电压等级和主变间隔的GOOSE网一般采用A、B套双套双

网配置，以便与保护装置配合确保稳定的出口，测控采用单套跨双网模式，可以同时接收A、