技術領域

本發明屬于網絡通信領域，特別涉及一種GOOSE網組網技術，適用于地鐵及城市輕軌10kV或35kV中壓供電系統牽引(降壓)變電站，以及對GOOSE鏈路可靠性要求較高的其它領域。

背景技術

近年來，我國的地鐵事業取得了快速發展。按照現有規劃，我國即將進入地鐵建設的高峰期。目前，有33個城市正規劃建設地鐵，已經有28個城市獲得國務院批復，2020年前全國地鐵總里程將達到6100公里。

基于IEC61850系列規范的數字化變電站技術目前已經在國內地鐵得到了大量應用，其中應用最多的是GOOSE(Generic?Object?Oriented?Substation?Event，面向通用對象的變電站事件)網絡通信技術。上海地鐵、廣州地鐵、深圳地鐵、長沙地鐵都先后建立了地鐵中壓供電系統保護裝置GOOSE網，用于實現網絡選跳保護、數字電流保護、失靈保護等。隨著GOOSE應用的便利性得到用戶的進一步認可，聯閉鎖信號傳遞和備用電源自投等功能也將放棄傳統硬接線方式而轉用GOOSE通信方式實現。由此可見，高可靠性的GOOSE網已經成為地鐵中壓環網供電系統的一項關鍵技術。

目前地鐵GOOSE網多采用GOOSE網和監控網“共網”的方式組建。所謂共網是指GOOSE網和監控網采用同一套網絡硬件實現，保護裝置的某一個數據接口控制器和交換機即完成GOOSE報文的發送和接收，也完成監控報文的發送和接受。采用該方式組建的地鐵GOOSE網，風險比較集中，單一網絡故障會導致GOOSE網和監控網同時退出運行。

目前電力系統的數字化變電站采用了GOOSE網和監控網獨立的組網方式，這種組網方式要求：監控網和GOOSE網采用不同的交換機組建，繼電保護裝置接入不同網絡時應采用相互獨立的數據接口控制器，且GOOSE網絡應采用雙網冗余配置。采用該方式組建的地鐵GOOSE網，相比于現行方式可靠性顯著提高，GOOSE網單網故障不影響GOOSE通信。但是該組網方式也有一些不足：當GOOSE雙網同時斷網時，建立在GOOSE通信基礎上的保護等功能則必須退出。地鐵是長年連續運營的公共交通體系，其供電系統僅在每日的凌晨1點至4點間提供檢修窗口時間，而3個小時的檢修時間對于網絡故障的排查明顯不足，因此地鐵GOOSE網組網技術必須解決GOOSE雙網斷鏈對地鐵安全運行的影響。

基于以上分析，本案由此產生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，根據地鐵中壓供電系統對GOOSE功能的需求，提供一種地鐵GOOSE網三網冗余架構及其組網控制方法，其具有可靠性高的特點。

本發明為解決以上技術問題，所采用的技術方案是：

一種地鐵GOOSE網三網冗余架構，包括獨立冗余的GOOSE雙網和監控網，保護裝置采用完全獨立的數據接口控制器連入GOOSE雙網和監控網，所有保護裝置既連接GOOSE網，又連接監控網。

上述GOOSE雙網采用星型網絡結構與交換機連接，滿足IEC61850要求的交換機冗余配置，雙網間無擾動切換。

一種地鐵GOOSE網三網冗余組網控制方法，包括如下內容：GOOSE雙網正常工作時，GOOSE通信報文由冗余GOOSE雙網傳遞；當GOOSE雙網全部斷鏈時，保護裝置對GOOSE通信鏈路進行重構，GOOSE通信報文改由監控網傳遞；當GOOSE雙網中任意一網絡通信恢復，GOOSE鏈路再次重構，鏈路重構完成后，GOOSE通信報文改由GOOSE雙網傳遞。

保護裝置利用GOOSE斷鏈信號觸發GOOSE雙網與監控網間的切換；GOOSE按一定周期重復發送的每一幀報文都包含“報文最大可能延時時間”參數，該參數標明下一幀報文的最大等待時間；超過最大等待時間仍未接收到下一幀報文，接受裝置判定為GOOSE鏈路丟失。

GOOSE雙網斷鏈被監測后，立刻閉鎖利用GOOSE通信實現的數字保護和聯閉鎖功能；GOOSE鏈路經監控網重構后，相關功能重新開放；當獨立GOOSE雙網中任意一網絡通信恢復，GOOSE鏈路再次重構，相關功能再次被短期閉鎖，待GOOSE鏈路重構完成后重新開放。

當GOOSE網絡未發生雙網斷鏈時，監控網僅傳送監控報文；當GOOSE網絡發生雙網斷鏈后，監控網同時傳遞監控報文和GOOSE報文，采用優先級協議EEE802.1P。