2.2 GOOSE服务 2.2.1 GOOSE介绍
IEC61850标准中定义的面向通用对象的变电站事件(GOOSE) 以快速的以太网多播报文传输为基础，代替了传统的智能电子设备〔IED)之间硬接线的通信方式，为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法。
GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换，主要用于保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时性要求高的数据传输。GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上，同一GOOSE网中的任一IED设备，即可以作为订阅端接收数据，也可以作为发布端为其他IED设备提供数据。这样可以使IED设备之间通讯数据的增加或更改变得更加容易实现。
2.2.2 GOOSE功能
PCS系列装置使用独立的高性能DSP板卡来实现GOOSE功能，具有很高的实时性和可靠性。板卡自带的两个百兆全双工光纤以太网接口，可以分别对应不同的VLAN网络。GOOSE双网配置提高了系统的可靠性和稳定性。
（1） GOOSE收发机制
为了保证GOOSE服务的实时性和可靠性，GOOSE报文采用与基本编码规则(BER)相关的ASN.1 语法编码后，不经过TCP/IP协议，直接在以太网链路层上传输，并采用特殊的收发机制。
GOOSE报文发送采用心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制。在GOOSE数据集中的数据没有变化的情况下，发送时间间隔为T0的心跳报文，报文中的状态号（stnum）不变，顺序号（sqnum）递增。当GOOSE数据集中的数据发生变化情况下，发送一帧变位报文后，以时间间隔T1，T1，T2，T3进行变位报文快速重发。数据变位后的报文中状态号（stnum）增加，顺序号（sqnum）从零开始。
GOOSE接收可以根据GOOSE报文中的允许生存时间TATL（Time Allow to Live）来检测链路中断。GOOSE数据接收机制可以分为单帧接收和双帧接收两种。智能操作箱使用双帧接收机制，收到两帧GOOSE数据相同的报文后更新数据。其他保护和测控装置使用单帧接收机制，接收到变位报文（stnum变化）以后，立刻更新数据。当接收报文中状态号（stnum）不变的情况下，使用双帧报文确认来更新数据。
（2） GOOSE报警功能
GOOSE对收发过程中产生的异常情况进行报警，主要分为：GOOSE A网/B网断链报警，GOOSE配置不一致报警，GOOSE A网/B网网络风暴报警。
GOOSE A网/B网断链报警：在两倍的报文允许生存时间TATL（Time Allow to Live）内没有收到正确的GOOSE报文，就产生GOOSE A网/B网断链报警。
GOOSE 配置不一致报警：GOOSE发布方和订阅方中GOOSE控制块的配置版本号等属性必需一致，否则产生GOOSE 配置不一致报警。
GOOSE A网/B网网络风暴报警：当GOOSE网络中产生网络风暴，网络端口流量超过正常范围，出现异常报文时，会产生GOOSE A网/B网网络风暴报警。
（3） GOOSE检修功能
当装置的检修状态置1时，装置发送的GOOSE报文中带有测试（test）标志，接收端就可以通过报文的test标志获得发送端的置检修状态。当发送端和接收端置检修状态一致时，装置对接收到的GOOSE数据进行正常处理。当发送端和接收端置检修状态不一致时，装置可以对接收到的GOOSE数据做相应处理，以保证检修的装置不会影响到正常运行状态
的装置，提高了GOOSE检修的灵活性和可靠性。
2.3 SMV服务 2.3.1 SMV介绍
采样值的传输所交换的信息是基于发布/订户机制。在发送侧发布方将值写入发送缓冲区；在接收侧订户从当地缓冲区读值。在值上加上时标，订户可以校验值是否及时刷新。通信系统负责刷新订户的当地缓冲区。
在一个发布方和一个或多个订户之间有两种交换采样值方法。一种方法采用MULTICAST-APPLICATION-ASSOCIATION (多路广播应用关联控制块MSVCB)。另一种方法采用TWO-PARTY-APPLICATION-ASSOCIATION (unicast sampled value control, USVCB 双边应用关联即单路传播采样值控制块USVCB)。 按规定的采样率对输入进行采样。由内部或者通过网络实现采样的同步。采样存入传输缓冲区。
网络嵌入式调度程序将缓冲区的内容通过网络向订户发送。采样率为映射特定参数。采样值存入订户的接收缓冲区。一组新的采样值到达了接收缓冲区就通知应用功能。多点传送采样值服务的映射见表1。
表1 多点传送采样值服务的映射
MSVCB类服务 SendMSVMessage GetMSVCBValue SetMSVCBValue 服务 MSV 信息的传送直接映射到数据链路层 映射到MMS读服务 映射到MMS写服务 2.3.2 SMV和GOOSE常用的重要概念
（1） 以太网地址
用于采样值传输时，需配置ISO/IEC 8802-3多点传送的目标地址，采用唯一的ISO/IEC 8802-3源地址。
表2 建议的多点传送地址示例
服务 GOOSE GSSE MSV 开始地址(16进制) 01-0C-CD-01-00-00 01-0C-CD-02-00-00 01-0C-CD-04-00-00 建议的取值范围 结束地址(16进制) 01-0C-CD-01-01-FF 01-0C-CD-02-01-FF 01-0C-CD-04-01-FF
（2） 优先级标记
允许应用带有一组优先级限制，高优先级帧应设置其优先级为4～7，低优先级帧则为1～3。
8位位组 1
TPID 2 3
TCI User priority CFI VID 8 0x8100 7 6 5 4 3 2 1 8位位组 4
8 7 6 5 4 3 2 1 VID （3） 虚拟局域网（VLAN）
VLAN是一个在物理网络上根据用途，工作组、应用等来逻辑划分的局域网络，是一个广播域，与用户的物理位置没有关系。一个VLAN中的成员看不到另一个VLAN中的成员。
同一个VLAN中的所有成员共同拥有一个VLAN ID，组成一个虚拟局域网络；同一个VLAN中的成员均能收到同一个VLAN中的其他成员发来的广播包，但收不到其他VLAN中成员发来的广播包；不同VLAN成员之间不可直接通信，需要通过路由支持才能通信，而同一VLAN中的成员通过VLAN交换机可以直接通信，不需路由支持。
（4） 以太网类型
应用 以太网类型码取值 (16进制) IEC 61850-8-1 GOOSE IEC 61850-8-1 GSE 管理 IEC 61850-9-1 采样值 IEC 61850-9-2 采样值 88-B8 88-B9 88-BA 88-BA 0 0 0 0 0 1 0 1 APPID 类型
（5） ASN1编码 通常有三个部分构成：标签值（一个字节）+长度（一个或者两个字节）+内容。bit string内容部分，除了字符串内容外，需要填充为8位的整数倍，第一个字节为填充的bit数目，后续为bit真正内容。
（6） 时间
有两个时间概念需要区分，第一个MMS UTC 时间，也就是TIMESTAMP（时间标签）类型，值的格式应包括3部分：距离格林尼治标准时间1970年1月1日午夜的秒数（s）、秒的小数部分（f）和质量标记（q）。第二个MMS Btime6（天的时间），类型应是八位组串，该类型的值包含4个八位位组，值分为两个部分：第一部分表示从当天午夜之后的毫秒数（日期不在该数值中）；第二部分包含时间和日期，以从1984年1月1日之后的相对天数来表示。
3 模型文件
对于数字化变电站，我们常接触到四种文件——ICD、SSD、SCD、CID。
3.1 ICD模型文件信息和工程实施
ICD模型文件分为四个部分：Header、Communication、IED和DataTypeTemplates。ICD模型的逻辑节点和数据对象类型具体规范参考规约7-2和7-3部分。装置厂家通过自己的IED配置工具生成装置的描述文件ICD文件（为XML标准格式），见图6。ICD文件里描述装置的数据模型和能力：
（1） 装置包含哪些逻辑装置、逻辑节点 （2） 逻辑节点类型、数据类型的定义 （3） 数据集定义、控制块定义 （4） 装置通信能力和参数的描述
图6 ICD文件工程实施示意图
3.2 SSD模型文件信息和工程实施
通过系统配置工具生成变电站一次系统的描述文件SSD文件（为标准XML格式），实施示意见图7，SSD文件包含的信息包括：
（1） 包含一次系统的单线图 （2） 一次设备的逻辑节点 （3） 逻辑节点的类型定义
图7 SSD文件工程实施示意图
3.3 SCD模型文件信息和工程实施
以变电站包含的各种类型的二次设备的ICD文件和变电站的SSD文件为输入，通过SCD配置工具生成变电站的数据文件SCD文件，实施示意见图8。SCD文件应作为后台、远动以及后续其他配置的统一数据来源，应能妥善处理ICD文件更新带来的不一致问题，SCD文件信息包含：
（1） 变电站一次系统配置（含一二次关联信息配置）
（2） 二次设备配置（包含信号描述配置、GOOSE信号连接配置） （3） 通讯网络及参数的配置
图8 SCD文件工程实施示意图
3.4 CID模型文件信息和工程实施
使用装置厂家工具从SCD文件中导出装置运行所需的CID文件和goose.txt文件，工程
实施见图9。 CID文件是PowerPC插件IEC61850程序元件运行需要的信息，goose.txt是goose插件的goose程序元件运行需要的信息，CID文件信息包括：
（1） CID文件中包含的实例化信息、数据模板信息和ICD文件中的信息一致 （2） CID文件中也有和ICD文件不同的特有信息，包含SCD文件中针对该装置的
配置信息，配置信息包括MMS和GOOSE通信地址、IED名称、GOOSE输入等。
图9 CID文件工程实施示意图
CID模型文件在PCS系列高压保护装置的解析流程： （1） 读取LD名称（inst），创建LD链表节点并加入LD链表，然后以IEC61850_LD_STRUCT类型为其创建节点私有数据结构，用以存放LD名称；
（2） 遍历当前LD下面的LN（inst），用以创建模型链表；由于CID文件的IED部分仅存储LN类型和实例化的DO，因此必须同步从CID文件的模板部分读取LN和DO，DA等的数据模板，以创建完整的模型链表；
? 解析DA时，先从DA得到FC并在LN下创建FC链表，将该DA所属的DO加入该FC链表（如果有SDO，还要将SDO节点挂在DO下），然后才将DA挂在DO下并初始化其私有数据结构；
? 如果LN名称是LLN0，还要解析数据集，报告控制块和定制控制块;
? 每个LN解析完成后，要解析DAI的sAddr，为每个最底层的节点（DA或者SDA）创建UAPC_DATA_ITEM结构并将其加入到uapc_index链表中。