基于链路层交换节点的数字化变电站通信网络构架研究.pdf

第３９卷第１０期２０１１年５月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｂ１．３９Ｎｏ．１０Ｍａｙ１６，２０１１基于链路层交换节点的数字化变电站通信网络构架研究陈原子，徐习东（浙江大学电气学院，浙江杭州３１００２７）摘要：为了增强数字化变电站报文传输的实时性和可靠性，使数字化变电站通信网络具有更高的强壮性以应对突发流量的冲击，研究了基于交换节点的数字化变电站通信网络构架。针对数字化变电站内传输的大量报文是不经传榆层和网络层，直接从应用层映射到链路层进行传榆的特点，提出了链路层交换节点的概念，组建了由接入网交换节点和传输网交换节点构成的传输网络，设计了链路层交换节点交换机的转发逻辑和所需维护的ＭＡＣ地址映射表，并设计了配合链路层交换节点的组成逻辑信道的物理信道的选取原则。结合数字化变电站通信需求和设备分布，给出了基于链路层交换节点的数字化变电站通信整体网络构架方案。通过与传统链路层协议下网络构架的比较，指出了基于链路层交换节点的网络构架的优势。关键词：数字化变电站；ＩＥＣ６１８５０；链路层交换节点ＡｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅＣＨＥＮＹｕａｎ－ｚｉ，ＸＵＸｉ－ｄｕｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈ￣ｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｅｓｓａｇｅｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｏｆｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎｃａｓｅｏｆｔｈｅｉｍｐａｃｔｂｙｓｕｄｄｅｎｄａｔａｆｌｏｗ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｈａｔｍｏｓｔｍｅｓｓａｇｅｓｉｎｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓａｔｅｄｉｒｅｃｔｌｙｍａｐｐｅｄｆｒｏｍａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌａｙｅｒｔｏｌｉｎｋｌａｙｅｒｗｉｔｈｏｕｔｐａｓｓｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｒａｎｓｆｅｒｌａｙｅｒａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｆｉｎｅｓｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｓｈｎｏｄｅａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｃｃｅｓｓｓｗｉｓｈｎｏｄｅｓａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｓ．ＴｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｌｏｇｉｃｏｆｔｈｅｅｘｃｈａｎｇｅｒｏｆｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅａｎｄｔｈｅＭＡＣａｄｄｒｅｓｓｍａｐｐｉｎｇｔａｂｌｅｎｅｅｄｅｄｔｏｍａｉｎｔａｉｎａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｐａｔｈｃｏｍｐｏｓｉｎｇｌｏｇｉｃａｌｓｉｇｎａｌｐａｔｈｔｏｍａｔｃｈｕｐｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅａｒｅａｌｓｏｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｈｅｍｅｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｄｅｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｏｖｅｒｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｎｋｌａｙｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｓｓｈｏｗｎｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ＩＥＣ６１８５０；ｌｉｎｋｌａｙｅｒｓｗＲｃｈｎｏｄｅ中图分类号：ＴＭ７３文献标识码：Ａ——文章编号；１６７４３４１５（２０１１）１０－０１３５０５０引言数字化变电站作为智能电网的重要组成部分，在数字化变电站通信标准ＩＥＣ６１８５０发布后，引起了广泛的研究。文献［１．２】研究了构架网络时采用双网互备策略，提出虚端子的概念以使得二次设计改变最小，并且提出了要防止交换机端口缓冲区溢出造成的报文丢失。文献【３】对总线型、环型和星型这三种构架方案进行了比较研究，指出总线型性能较差，环网在自愈时使用ＲＳＴＰ（快速生成树协议）［４１可能产生网络风暴，星型网络在合理规划下可以具有较高的可靠性；同时研究了Ｇ０ＯｓＥ双网，分析了网络延迟情况，指出用ＯｏＳ来解决高优先级报文优先发送的问题。但是目前通过交换机的ＱｏＳ服务来实现优先传输并不可靠。文献［５］给出了站控层和间隔层之间采用双环网冗余，间隔层和过程层之间采用星型结构的构架方案，在传统交换协议下具有一定的先进性。文献【６．７］指出在实际应用中，对采样值到合并单元之间采取硬接线，从而使合并单元成为数据源。文献［８】研究了ＧＯＯＳＥ报文的过滤方法，指出ＶＬＡＮ划分可以采取静态和动态两种方式。其中动态方式又有ＧＭＲＰ（ＧＡＲＰ多播注册协议）和ＩＧＭＰＳｎｏｏｐｉｎｇ（Ｉｎｔｅｍｅｔ组管理协议监听）两种。文献［９】给出了ＶＬＡＮ的功能和控制描述。文．．１３６．．电力系统保护与控制献［１０】研究了ＧＯＯＳＥ报文双网同时发送的策略以保障重要ＧＯＯＳＥ信号及时可靠的传输。文献【ｌ１】研究了ＩＥＥＥ１５８８时钟同步技术在数字化变电站对时中的应用。文献［１２】提出了ＩＥＣ６２４３９标准在数字化变电站过程层通信网络中的应用方案，提高了传输网的可靠性。文献［１３】提出了数字化变电站整体的功能构架和设计原则。以上文献都是针对应用传统交换协议下的交换机构架网络时结合ＩＥＣ６１８５０标准的研究。综上，变电站实现数字化所面临的主要问题是采用传统交换协议组成的传输网络难以达到所需的实时性和可靠性。如果在工程实践中有意规避交换机传输，重要信号通过装置之间的直接连线传输，实际上不利于数据的共享，也增加了物理接线复杂度。因此需要加强对网络本身的研究，以满足数据传输需求。文献［１４】提出了一种应用于广域网的基于网络层的层次交换网络，使用交换机组代替单交换机作为传输单元，并采用层次化的ＩＰｖ６地址寻址从而省去了路由环节，提出了一种快速转发并提供冗余的机制。而数字化变电站重要的ＧＯＯＳＥ报文和采样值（ｓＡＶ）报文都是直接映射到链路层进行传输，因此层次交换网理论不适应数字化变电站需求。为满足数字化变电站对通信网络可靠性和冗余度的要求，结合ＩＥＣ６１８５０标准的框架，考虑开发新的网络构架方案和与之配套的通信协议。为此提出了基于链路层交换节点（链路层交换节点以下简称交换节点）的数字化变电站通信网络构架方案。１交换节点１．１交换节点组成本文提出的交换节点是一组交换机和一台作为节点内服务器的计算机（服务器为可选部件）组成的数据传输单元。将传统传输协议下网络中的单交换机交换单元拓展成多交换机加服务器组成的交换单元，该交换单元对外仍能呈现单一树节点的特性。将传统网络中单信道拓展成多物理信道组成的逻辑信道，该物理信道对外呈现单一树枝的特性。交换节点示例如图１所示。图中的交换节点由三台交换机和一台计算机作为节点内服务器组成。通过服务器可以对交换节点内交换机进行地址映射表配置和网络监控。每台交换机都与其他交换节点或终端设备有物理连接，这些物理连接共同组成逻辑信道，提供了冗余路径。其他交换节点或终端设备图１交换节点和逻辑信道Ｆｉｇ．１Ｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅａｎｄｌｏｇｉｃａｌｓｉｇｎａｌｐａｔｈ节点１．２转发过程由于ＧｏＯＳＥ报文和ＳＡＶ报文是基于ＭＡＣ地址进行传输的，不含ＯＳＩ结构中的传输层和网络层结构，而这两种报文又占了报文总量的绝大部分，所以需要针对数字化变电站的这种特殊通信需求进行设计。根据功能不同，将交换节点分为接入网交换节点和传输网交换节点。接入网交换节点是指直接连接终端设备的交换节点。传输网交换节点是指连接交换节点的交换节点。这两种交换节点的转发过程有所不同。１．２．１接入网交换节点转发过程报文接收端在本交换单元内时使用接入网交换节点转发过程。交换节点内部的报文转发需要明确从确定交换机的确定端口进行转发。为此，接入网交换节点内的交换机需要维护内部转发表。内部转发表仅包含本交换节点内物理设备的信息。内部转发表的参数如表１所示。表１接入网交换节点内部转发表．１Ｉｎｔｅｒｎａｌｓｗｉｔｃｈｔａｂｌｅｏｆａｃｃｅｓｓｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅ源目的Ｓ１＋Ｐ１状Ｓ２＋Ｐ２状Ｓ３＋Ｐ３状ＭＡＣＭＡＣ态态态ＮＯＭＡ－ＴＣＨ从交换机端口接收报文的报头中获取源ＭＡＣ和目的ＭＡＣ，作为查表的依据。ＳＩ＋Ｐ１（交换机标识ｌ＋端口标识１，ＳｗｉｔｃｈｌＤｌ＋ＰｏｒｔｌＤ１）表示交换机目的输出端口和接收待传输报文的端口在同一台交换机上的情况，其中Ｐｌ是该报文的目的输出端口号。￥２＋Ｐ２表示与目的ＭＡＣ设备相连的本交换陈原子，等基于链路层交换节点的数字化变电站通信网络构架研究．１３７．机输出端口不可用时，或目的ＭＡＣ设备不与本交换机直接相连时，待转发报文将通过本交换机发送到本交换节点内其他交换机进行转发的情况。Ｓ２为本交换节点内其他与目的ＭＡＣ设备直接相连的交换机标识，Ｐ２为该交换机与连接目的ＭＡＣ设备的端口号。￥３＋Ｐ３是另一组非直接相连路径。状态位用０表示可用，１表示不可用。状态位由交换机各端口之间相互发送的Ｈｅｌｌｏ报文自动填写，是动态变化的。转发时，本交换机端口具有最高优先级，仅当不能通过本交换机端口直接达到目的ＭＡＣ设备时才选用通过本交换节点域内其他交换机转发，这就为每条逻辑信道提供了三条可选的物理信道，其中两条为备用。根据数字化变电站本身特点，连接到一个交换节点的物理设备不会很多，因此表１规模很小，交换机端口的高速Ｃａｓｈ可以将其完全包含，查询迅速。通过查询表１，获得了ＳｗｉｔｃｈＩＤ和ＰｏｒｔｌＤ，若本交换机含有有效的目的输出端口，即ＳＩ＋Ｐ１的路径状态是有效（状态位为Ｏ），可直接进行转发。若需要使用本交换节点内其他交换机进行转发，则需要使用ＳｗｉｔｃｈＩＤ和ＰｏｒｔＩＤ这两个参数对报文进行一次封装。这样将报文从本交换机转发到下一目的交换机时，封装中的ＳＩＤ与下一目的交换机的ＳＩＤ是匹配的，下一目的交换机通过ＰＩＤ就会明确报文的目的输出端口，而不需再次查表。由于ＳＩＤ＋ＰＩＤ的封装处理量很小，可以考虑对所有待转发报文都进行封装，在报文进入离开交换机的端口队列之前进行拆封判断。判断的依据是：封装中的ＳＩＤ与本机ＳＩＤ相同，则拆除封装。这样在拆封时不必判断是否被封装过，省去了封装状态位标识。当遍历内部转发表而没有ＭＡＣ匹配项时，进入ＮＯＭＡＴＣＨ项，将报文上传至传输网交换节点处理。交换节点中每台交换机都预留上传交换端口与传输网交换机相连，各端口也都以ＳＩＤ＋ＰＩＤ的格式标识。上传过程中从表１中ＮＯＭＡＴＣＨ项对应端口选取。１．２．２传输网交换节点转发过程传输网交换节点仅用于连接交换节点，不连接终端设备。传输网交换节点中的交换机接收到的报文是拆除了ＳＩＤ＋ＰＩＤ封装的。传输网交换节点的任务就是利用报文中的目的ＭＡＣ地址确定将报文送往哪个交换节点。转发过程需查询传输网节点选择表，如表２所示。每个接入网交换节点都有全局唯一的交换节点号。鉴于ＩＥＣ６ｌ８５０标准对数字化变电站通信网络结构的划分９进行合理布局，不会出现需经过２个传输网交换节点转发报文的情况，因此对传输网交换节点无需编号。表２中Ｓｆ＋（ｉ＝１，２，３）表示同一连接接入网交换节点的逻辑信道中包含的物理信道。状态位用０表示可用，１表示不可用。状态位由交换机各端口之间相互发送的Ｈｅｌｌｏ报文自动填写，是动态变化的。经过查询，获得目的输出交换机端口（ＳＩＤ＋ＰＩＤ），此后的转发逻辑与接入网交换节点相同。当目的ＭＡＣ不在表中时，将报文丢弃。表２比表１规模稍大。表２需明确与之相连的接入网交换节点下属物理设备的ＭＡＣ地址。即使如此，经过合理规划，表２的查询会是很迅速的。表２传输网节点选择表Ｔａｂ．２Ｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔａｂｌｅｏｆｔｒａｎｓｆｅｒｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅ目的交换节Ｓ１＋Ｐ１状Ｓ２＋Ｐ２状Ｓ３＋Ｐ３状ＭＡＣ点号态态态２利用交换节点构架数字化变电站通信网络每个交换节点可由３台交换机和１台服务器（可选）组成。服务器的作用是对交换节点内的交换机地址映射表进行本地配置，同时可以实现网络监控功能以及其他扩展功能。交换机配置也可通过站控层人机界面配置，但需要额外占用网络资源。根据数字化变电站设备按间隔布置和数据共享需求，可以考虑为每一个间隔设置一个接入网交换节点。需要跨间隔数据交换的两个接入网交换节点用一个传输网交换节点通过逻辑信道相连。站控层功能主要使用ＴＣＰ／ＩＰ协议实现ＡＣＳＩ服务报文的传输，这一过程与间隔内的ＧＯ０ＳＥ报文和ＳＡＶ报文的方式不同，是面向连接的，对实时性要求不高，根据这一特点，使站控层交换机与每台传输网交换机通过两条互各的物理通道相连即可满足需求。全站网络拓扑如图２所示。根据功能关联，需要对网络进行ＶＬＡＮ划分。对此，需建立ＶＬＡＮ成员ＭＡＣ地址映射表，如表３所示。第一类组播地址对应ＶＬＡＮ成员在本间隔的情况，使用报头中的组播ＭＡＣ地址查找ＶＬＡＮ编号（Ｖ１ＡＮＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ，ＶＩＤ），将报文以组播形式转发至连接本ＶＬＡＮ成员交换机端口，收到组播报文的端口对目的地址选路转发即可。第二类组播地址对应跨间隔ＶＬＡＮ的情况，特殊之处在于组内包含间隔外设备的ＭＡＣ地址（对应ＮｏＭａｔｃｈ项），需经．１３８．电力系统保护与控制过传输网交换节点进行传送。ＶＬＡＮ成员的加入和退出可由交换节点内的服务器进行配置，或由交换机运行的ＧＭＲＰ协议或ＩＧＭＰＳｎｏｏｐｉｎｇ协议进行动态生成。鉴于数字化变电站接入设备比较固定，建议使用节点内服务器对节点内交换机进行配置，以减少维护ＶＬＡＮ组成所需的网络流量。—ｒ站控层交换机——逻辑信道——（，传输网交换节点双线互备接入网交换节点图２基于交换节点的全站拓扑原理Ｆｉｇ．２Ｓｔａｔｉｏｎｔｏｐｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｏｎｓｗｉｔｃｈｎｏｄｅｓ表３ＶＬＡＮ成员到ＭＡＣ地址映射表Ｔａｂ．３ＭａｐｐｉｎｇｔａｂｌｅｏｆＶＬＡＮｍｅｍｂｅｒｔｏＭＡＣａｄｄｒｅｓｓⅥ组播Ｄ目的Ｓ１＋状Ｓ２＋状Ｓ３＋状ＭＡＣＭＡＣＰ１态Ｐ２态Ｐ３态第一类第二类ＮＯＭＴＣＨ对于组播，ｂ／ＩＡＣ地址的选取，通信标准ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ［４１中给出值的范围：ＧＭＲＰ（ＧＡＲＰ多播注册Ⅵ协议）地址为０１．８０．Ｃ２．００．００．２０，Ｇ（通用属性注册协议）地址为Ｏ１．８０．Ｃ２．００．００．２１，从０１．８０．—Ｃ２．００．００．２２至０１．８Ｏ．Ｃ２．００００．２Ｆ为保留字段。这种情况下，可以在保留字段中选取两个地址，用以区分ＶＬＡＮ成员是否跨间隔。此时每个组播地址只作为组播形式标识，不能区分多播目的是哪个ＶＬＡＮ，因此需要对ＶＬＡＮ进行编号，指定独立的ⅥＤ，由组播ＭＡＣ查找ＶＩＤ，确定组播成员。ＩＥＣ６１８５０标准【ｌｚＪ给出基于ＭＡＣ集成电路哈希算法的目的地址建议，组播Ｇ０ＯＳＥ从０１－０Ｃ．ＣＤ．０１．００．００至０１－０Ｃ．ＣＤ．０１．０１．ＦＦ；组播采样值从０１．０Ｃ．ＣＤ．０２．００．００至０１．０Ｃ．ｃＤ．０２．０１一ＦＦ。这种情况下可以为每个ＶＬＡＮ指定一个组播ＭＡＣ地址，可根据独立的组播地址直接确定ＶＬＡＮ成员，对应表３中可以省去ＶＩＤ一栏。建议采用第二种组播地址方案。为保证报文传输的实时性，不允许出现需要经过两个或更多传输网交换节点进行转发的情况。因此，对于需要多个间隔数据的保护装置，需要单独设置一个传输网交换节点连接所有与之相关接入网交换节点。３可靠性分析第一，网络后备原理上具有优势。使用交换节点构成的网络在后备物理路径上比双星型互备丰富。在双星型互备模式中，对处于转发状态的网络造成冲击的网络流量，会对网络拓扑结构相同的后备网络产生同样的冲击，可能造成后备网络同样失效。交换节点的后备是通过实时变化的节点内可用连接路径配合优先级实现的，实际上改变了局部网络拓扑和报文传输路径，这比双星型互备更有优势。第二，减轻交换机ＭＡＣ地址映射表维护负担，减轻路径投切对网络的影响。现行数字化变电站网络构架下，每台交换机需要维护全网物理设备的ＭＡＣ地址映射表，该表较为庞大，且出现连接切换时，需要以泛洪方式更新所有交换机的ＭＡＣ地址映射表，对整个网络造成影响。采用基于交换节点的网络构架时，可以将连接信息限制在交换节点内部，每台交换机不必维护全网设备的ＭＡＣ地址映射表，拓扑改变仅需更新与变更部分直接相连的交换节点内交换机的ＭＡＣ地址映射表。不会出现频繁的路径投切，造成全网流动拓扑变更通知信息。第三，采用交换节点构架的通信网络可以极大地减轻单物理信道失效和单交换机失效对整个网络的影响。由于提供了充足的后备，首选物理信道失效可以通过次选物理信道发送。交换节点内单交换机失效，剩余的物理连接也保证了每个物理设备的连接性，同时仍然留有后备，不会造成网络中部分区域不可到达，这种失效造成的信道投切也被局限在交换节点内部，不会对全网其他部分造成冲击。４结语传统链路层通信协议下的通信网络在满足数字化变电站数据传输的实时性、可靠性要求上显现了一定弱点。本文提出的基于交换节点的通信网络采用接入网交换节点连接间隔内物理设备，采用传输层交换节点转发跨间隔报文，并设计了与之配合的ＭＡＣ地址映射表，对数字化变电站有较强的针对性，提供了更高的可靠性，减轻了网络负担，优化了通信线路结构。陈原子，等基于链路层交换节点的数字化变电站通信网络构架研究．．１３９．．参考文献［１］徐成斌，孙一民．数字化变电站过程层ＧＯＯＳＥ通信方—案［Ｊ】．电力系统自动化，２００７，３１（１９）：９１９４．ＸＵＣｈｅｎｇ－ｂｉｎ，ＳＵＮＹｉ．ｍｉｎ．ＡｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐｒｏｃｅｓｓｌａｙｅｒＧＯＯＳＥｉｎｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００７，３１（１９）：９１－９４．［２］朱炳铨，等．基于ＩＥＣ６１８５０ＧＯＯＳＥ技术的继电保护工程应用［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（８）：１０４．１０７．ＺＨＵＢｉｎｇｑｕａｎ，ｅｔａ１．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌＥＣ６１８５０ＧＯＯＳＥｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｒｅｌａｙｉｎｇ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆ—ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（８）：１０４１０７．［３］王松，陆承字．数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案『Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（３）：５１－５４．ＷＡＮＧＳｏｎｇ，ＬＵＣｈｅｎｇ－ｙｕ．ＡＧＯＯＳＥｎｅｔｗｏｒｋｓｃｈｅｍｅｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（３）：５１－５４．［４３ＩＥＥＥ８０２．１Ｄｌｏｃａｌａｎｄｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ：ｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ｂｒｉｄｇｅｓ［Ｓ］．ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ２００４．［５］ＩｑｂａｌＡｌｉ，ＴｈｏｍａｓＭＳ．Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｃ］．／／ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩＥＥＥＰｏｗｅｒＩｎｄｉａＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００８：１－８．［６］邱志勇，陈建民，朱炳铨．基于ＩＥＣ６１８５０标准的５００ｋＶ三层结构数字化变电站建设ｆＪ１．电力系统自动化，２００９，３３（１２）：１０３．１０７．ＱＩＵＺｈｉ－ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉａｎ－ｍｉｎ，ＺＨＵＢｉｎｇ－ｑｕａｎ．Ｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇ５００ｋＶｔｈｒｅｅ．１ｅｖｅｌｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＩＥＣ６１８５０［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（１２）：１０３・１０７．［７］ＢｏｇｄａｎＫａｓｚｔｅｎｎｙ，ＤａｖｉｄＭｃＧｉｎ，ＭａｒｋＡｄａｍｉａｋ．ＡｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒＩＥＣ６１８５０ｐｒｏｃｅｓｓｂｕｓ［Ｃ］．’／／ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＣｏｎｆｅｆｅｎｃｅ，２００９，ＰＳＣ０９：１．１１．［８］王松，黄晓明．ＧＯＯＳＥ报文过滤方法研究【Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（１９）：５４．５７．ＷＡＮＧＳｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－ｍｉｎｇ．ＦｉｌｔｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆＧＯＯＳＥｍｅｓｓａｇｅｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００８，３２（１９）：５４・５７．［９］ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｌｏｃａｌａｎｄｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ：ｖｉｒｔｕａｌｂｒｉｄｇｅｄｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｓ］．ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ２００５．［１０］王海峰，丁杰，徐伟．数字化变电站中双网控制策略［Ｊ】．电力系统自动化，２００９，３３（８）：４８．５０．ＷＡＮＧＨａｉ－ｆｅｎｇ，ＤＩＮＧＪｉｅ，ＸＵＷｅｉ．Ａｄｕａ１．ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｄｉｇｉｔｉｚｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（８）：４８－５０．［１１］汪祺航，吴在军，赵上林，等．ＩＥＥＥ１５８８时钟同步技术在数字化变电站中的应用［Ｊ］．电力系统保护与控蒂０，２０１０，３８（１９）：１３７－１４１，ｌ６９．ＷＡＮＧＱｉ－ｈａｎｇ，ＷＵＺａｉ－ｊｕｎ，ＺＨＡＯＳｈａｎｇ－ｌｉｎ，ｅｔａ１．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩＥＥＥ１５８８ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｎｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１９）：１３７．１４１，１６９．［１２］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，２０１０，３８（２１）：１－５．ＹＩＹｏｎｇ．ｈｕｉ，、）ｌＮＧＬｅｉ－ｔａｏ，ＴＡＯＹｏｎｇ￣ｉａｎ．Ｐｒｏｃｅｓｓｌｅｖｅｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｎｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２１）：１－５．［１３］李瑞生，李燕斌，周逢权．智能变电站功能架构及设计原则［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２１）；２４．２７．ＬＩＲｕｉ・ｓｈｅｎｇ，ＬＩＹａｎ－ｂｉｎ，ＺＨＯＵＦｅｎｇ－ｑｕａｎ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｆｒａｍｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２１）：２４．２７．［１４］钱华林，葛敬国，李俊，等．层次交换网络体系结构［Ｍ】．北京：清华大学出版社，２００８．ＱＩＡＮＨｕａ－ｌｉｎ，ＧＥＪｉｎｇ．ｇｕｏ，ＬＩＪｕｎ，ｅｔａ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｌｙｓｗｉｔｃｈｅｄｎｅｔｗｏｒｋ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００８．［１５］ＩＥＣ６１８５０ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｉｎｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ［Ｓ］．ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ，２００３．收稿日期：２０１０－０５－２８：修回日期：２０１０－０７－２９作者简介：陈原子（１９８４－），男，硕士研究生，主要研究方向为数字化变电站、智能电网：徐习东（１９６６－），男，副教授，主要研究方向为电力系统继电保护。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｘｄ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃａ（上接第１３４页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ１３４）［６］张弘，宁康红，虞海泓．２２０ｋＶ三相ｖ／ｖ接线一体化牵引变压器的研究及应用［Ｊ］．电力建设，２００８，２９（３）：２２－２４，２８．ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ，ＮＩＮＧＫａｎｇ－ｈｏｎｇ，ＹＵＨａｉ－ｈｏｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ２２０ｋＶｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｒａｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ】．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００８，２９（３）：２２．２４，２８．［７３陈昕，刘江涛．变压器一次接线对微机型主变差动保护的影响［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（２Ｏ）：１２５．１２９．ＣＨＥＮＸｉｎ，ＬＩＵＪｉａｎｇ－ｔａｏ．Ｉｍｐａｃｔｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐｒｉｍａｒｙｗｉｒｉｎｇｏｎｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ－ｂａｓｅｄｍａｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（２０）：１２５．１２９．收稿日期：２０１０－０１－０２；修回日期：２０１０－０５－２５作者简介：刘巍（１９７２一），男，本科，高工，研究方向为铁道电气化