GOOSE报文与SCD文件间对应关系的应用研究
巴西官方语言-赢读后感
网络出版时间：2013-12-11
11:57
网络出版地址：http:
第41卷 第24期
电力系统保护与控制
Vol.41 No.24
2013年12月16日
Power System Protection and Control
Dec.16, 2013
GOOSE报文与SCD文件间对应关系的应用研究
刘希峰，韩振峰，李 颖
（山东电力集团公司检修公司，山东 济南 250021） 摘要：面向通用对象的变电站事件（GOOSE）是智能变电站的核心技术。针对GOOSE工作机制与变电
站配置文件（SCD）在现
场应用中两者关系尚不清晰的问题，首先对SCD中GOOSE相关配置部分
的格式、内容予以描述，进而深刻剖析GOOSE的工作
机制，并结合某变电站实例详细分析了报文与配
置的对应关系。在此基础上提出了与GOOSE相适应的配置方法，以及判别其
正确性的手段。最后，现
场应用表明本研究有其合理性和有效性。
关键词：GOOSE；SCD；工作机制；配置方法
Application research of relationship between
GOOSE message and SCD files
LIU Xi-feng, HAN
Zhen-feng, LI Ying
(Shandong Electric Power
Maintenance Company, Jinan 250021, China)
Abstract: Generic Object Oriented Substation
Event (GOOSE) is the focus in the smart
substation. The relation between the
operation
mechanism of GOOSE and the substation
configuration document (SCD) is not clear yet.
According to the problem, the
format and
issues of GOOSE configuration in the SCD are
described firstly. Then, the operation mechanism
of GOOSE is analyzed
combining the document
and configuration in the real smart substation
application. On the basis, the allocation method
matching
GOOSE is proposed as well as the
measure that judging one is right or wrong.
Finally, the practical application shows that the
study is
rational and effective.
Key
words: GOOSE; SCD; operation mechanism; allocation
method
中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号：
1674-3415(2013)24-0095-06
0 引言
面向通用对象的变电站事件 (Generic Object
Oriented
Substation Event，GOOSE）是遵循IEC61850
系列标准智能变电站的核心
技术，该技术的应用使
得信号传输能够采用光纤数字化通信，从而很大程
度上代替传统电缆连接
，因此在智能变电站建设中
得到广泛的应用与实践。GOOSE通信与传统模式
有着极大的差别
，明确其工作机制及其与变电站配
置文件（SCD）的关系对系统调试、测试实验、故
障排查有
重要作用。
目前国内已经针对GOOSE进行大量的研究工
作，文献[1]对GOOSE通信
报文进行格式解析，文
献[2]探讨GOOSE的配置、调试流程，文献[3]详细
介绍SCD
的文件形式和现场通讯模型的建立方式，
但是现有研究对现场应用中如何准确理解GOOSE
工
作机制与SCD文件之间的对应关系、分析配置变
更对GOOSE通信的影响等方面存在不足。本文通<
br>过对SCD中GOOSE配置部分的深入研究，解析了
GOOSE的工作机制，并揭示其通信报文
与SCD和
组播发布订阅方式之间的对应关系，并通过实例介
绍了现场调试检修工作中检查配置
正确性的方法，
对正确理解和有效利用该机制有着重要意义。
1 关键技术
1.1 GOOSE工作机制
GOOSE通信一般由一个发送方和多个接收方
通过以
太网传递GOOSE报文实现
[4-9]
。在GOOSE
通信模型中，逻辑装置LD带
有多个GOOSE发送
控制块（GSEControl）和1个接收数据集（Inputs）。
每个发送控制块对应一个需发送的数据集合
（DataSet），当数据集合中引用的成员状态发生变<
br>化或满足其他触发条件时，该控制块制造并发送
GOOSE报文，从而在逻辑装置间进行通信。G
OOSE
报文没有指定的接收方，根据网络设备的设定可能
有多个逻辑装置接收到报文，每个装
置都只解析包
- 96 -
电力系统保护与控制
含接收数据集中规定的数据的报文，丢弃无关报文，
这种通信方式称为发布订阅。
制
造并发送GOOSE报文需要通信参数、控制
块参数和发送数据集合内的全部数据根据一定格式
和编码合成以太网报文帧，每个控制块只能产生一
种报文帧；接收GOOSE报文需要装置正确配置接<
br>收数据集。下文将详细阐述以上各部分如何配置。
1.2 SCL文件
变电站配置描述语言 (Substation Configuration
Langua
ge，SCL)是IEC61850-6定义的用于描述智
能电子设备IED及其通信模型的一种语言，
是一种
信息集成的描述工具和转换工具，专用于变电站
IED设备、变电站系统和变电站网络通
信拓扑结构
的配置，最终目的是为了对不同制造厂商的配置工
具交换系统的配置信息，实现互操
作。
SCL语法基于XML语法
[10]
，XML是标签型语
言，基本格式形如：
<标签名称 属性A=值 属性B=值 ……>内容
<标签名称>
其中的内容部分可嵌套包含子标签，无具体内
容的标签格式形如：
<标签名称
属性A=值 属性B=值 …… >
SCL文档用于描述变电站配置，解析程序根据
标签名
称和从属关系进行定位，根据标签属性和内
容进行判断和数据处理。
变电站配置文件（Substation Configuration
Descripti
on，SCD），是智能变电站最重要的SCL
语言文件之一，变电站所有配置信息均集成在此文
件中。SCD文件的修改一般可借助设备厂家提供的
配置工具，也可直接使用XML文本编辑器进行编
辑。
type=
type=
图1 通信配置结构图
Fig. 1 Communication configuration
2.2 子网
智能变电站根据网络设备配置情况可分为多个子网，根据子网中传输的数据类型不同，有
GOOSE子网，SV子网，MMS子网。子网之间逻
辑独立，物理上可独立也可共网，标签带有两个属
性，如表1。
表1 子网属性解析
Table 1 Subnet attributes
属性
name
type
子网名称，可自定义
子网类型，GOOSE子网类型名为“IECGOOSE”
说明
2 GOOSE通信配置
通信配置位于SCD文件中Communication部
[11]分，其中配置了GOOSE发送控制块的以太网参
数和报文发送周期。以太网参数是GOOSE报文 能
够在以太网中正确传输的基础，其中的组播地址是
GOOSE控制块的唯一地址，也是接收方 判断报文
是否被其订阅的主要依据。
2.1 文件结构
SCD文件中的Communication部分各标签的从
属和嵌套关系如图1所示。
以某保护装置PXL1103部分通信设置为例，其
文件内容如下：
根据同一个物理装置在不同的网 络层次中的
功能不同，装置定义了多个接入点，将装置的某个
接入点标签及其内容放入子网标签 内容中即宣告该
接入点加入此子网。一个接入点中可能包含多个
GOOSE控制块，其具体通信 参数也在此定义。
标签带有两个属性和多个GSE成员，其含义如
表2所示。
刘希峰，等
GOOSE报文与SCD文件间对应关系的应用研究 - 97
-
表2 接入点及GOOSE控制块通信属性解析
Table 2 Access
points and GOOSE control block communicate
attributes
属性
iedName
apName
内容
属性
ldInst
cbName
内容
GSE
Address
2 VLAN号
3 网络应用id，全站唯一
4
VLAN数据优先级，缺省为4
MinTime
MaxTime
报文最小发送周期
报文最长发送周期
说明
IED装置名称，与相应装置的工程名称相同
AccessPoint接入点名称
说明
说明
逻辑装置LD名称
GOOSE控制块名称
说明
1 组播地址01-0C-CD-01-XX-XX
同样以保护装置PXL1103部分配置为例，其对
应的文件内容如下所示：
3 GOOSE装置配置
装置内部的GOOSE配置位于SCD文件中IED
部
分，现场每台装置都有一个IED标签与之对应。
这部分配置决定了每个逻辑装置的发送数据集合、接收数据集合、GOOSE控制块的基本参数及其与
发送数据集的关联情况。
3.1
文件结构
根据IEC61850-6，装置模型分为智能电子装置
（IED），逻辑装置（L
D），逻辑节点（LN），数据
对象（DO），数据属性（DA）5个层次，SCD文件
中的I
ED部分各标签的从属和嵌套关系如图2所
示，其中接入点和GOOSE控制块部分与上文通信
配置部分通过name属性值形成一一对应关系。
一般逻辑装置LD都有一个LN0标签，该标签<
br>定义了名为LLN0的特殊逻辑节点，LLN0中定义
有发送数据集DataSet、接收数据集
Inputs、GOOSE
控制块GSEControl，GOOSE在装置中的配置在这
三个
标签中。
3.2 发送数据集
发送数据集由多个带功能约束的数据属性
FCDA标
签组成，以某保护装置PXL1103配置为例，
该数据集的名称为dsGOOSE1，根据其所在的物
理
装置、逻辑装置该数据集的引用映射为PXL1103PI
LLN0$$dsGOOSE1，其文件形式和部分文件内容如
下：
……
图2
装置配置结构图
Fig. 2 Device configuration
FCDA标签
各参数的定义如表3所示，FCDA
行通过前6个参数可组成一个装置内部的数据属性
引用名<
br>[12]
，引用格式为
LDInstprefix+lnClass+（1）
- 98 -
电力系统保护与控制
表3 FCDA属性解析
Table 3 FCDA
attributes
属性
ldInst
prefix
lnClass
lnInst
doName
daName
fc
逻辑装置LD
可选属性，逻辑节点LN前缀名
逻辑节点LN定义名
逻辑节点LN后缀名
数据对象名
数据值名
功能约束词：ST代表状态信息，MX代表测量值，CO
代表控制等。
属性
iedName
ldInst
prefix
lnClass
lnInst
doName
daName
intAddr
外部物理装置名
外部装置的逻辑装置名
可选属性，外部逻辑节点LN前缀名
外部逻辑节点LN定义名
外部逻辑节点LN后缀名
外部数据对象名
外部数据值名
对应的内部数据引用，不包含功能约束
说明
上述内容描述
了智能终端IXL1103接收上文中
保护装置PXL1103一组跳闸出口的接收数据集配
置
。ExtRef行通过8个属性（含义见表4）参数建
立了需要接收的外部引用与内部引用的对应关系。
表4 ExtRef属性说明
Table 4 ExtRef attributes
说明
因此上述DataSet第一个FCDA的内部数据引
用名为l
通过内部引用名，可在SCD文件中找到与之对
应的数据实例，格式如下所示：
由式（1）知，上述输入的
外部引用名为
l，在上文保护装置PXL1103的
发送数据集中能找到同名引用，其功能限制
为ST。
内部引用名，在
其中sAddr为物理装置的内部地址。亦即通过
SCD的数据类型定义DataTypeTemplates部分查找
FCDA的描述建立了模
型到引用实例再到物理地址
GOINGGIO6的类型说明可知该属性功能限制同为
的一一映射
关系。
ST，说明GOOSE连线类型正确。GOOSE连线两
根据IEC61850-8.
1的规定，内部引用地址转换
侧的虚端子名为
为带功能约束的通讯映射格式为：LDInstprefix+
发送:
PXL1103PIPTRC2$$ST$$Tr$$General
lnClass+lnInst$$fc$$doName$$daName
接收: IXL1103RPIT2GOINGGIO6$$ST$$SPCSO
则其映射名，同时也是虚端子号为PIPTRC2
1$$stVal
$$ST$$Tr$$General
3.4 GOOSE控制块
3.3
接收数据集和GOOSE连线
GOOSE控制块与通讯接入点中GSE设置一一
接收数据集合
由多个外部数据引用ExtRef标
对应，这里只需配置4个基本参数，其格式如表5。
签组
成，它描述了逻辑装置LD需要从外部接收的
数据的引用的集合，以及外部引用与内部数据之间
的关联，又称为GOOSE连线。以某智能终端
IXL1103配置为例，其文件内容如下：
表5 GOOSE控制块属性说明
Table 5 GOOSE control
block attributes
属性
name
datSet
confRev
appID
说明
GOOSE控制块名称，应与通讯GSE设置一致
数据集名称，应与DataSet的name一致
版本，缺省值为1
GOOSE应用标识，又称GoId，应唯一，缺省值是
GOOSE控制块的引用地址
4 GOOSE组播发布订阅文件
上述配置中隐式的定义了GOOSE发送控制块
与接收数据集之间订阅关系，为了这一关系更明显，
刘希峰，等 GOOSE报文与SCD文件间对应关系的应用研究
- 99 -
设备厂家负责定义GOOSE组播发布订阅的私有文
件，该文件是利用配置软件
在SCD文件中查找装置
接收数据集中的外部引用在其他装置中发送数据集
的位置，继而直接确
定本装置需要订阅的GOOSE
报文组控制块参数、需要接收的数据在报文数据集
中的序号、内
部地址和数据类型等，并生成包含上
述信息的文件，提高了配置的可读性，便于功能实
现和排查
配置错误。
该文件由SCD生成，最终与由SCD导出的CID
文件一起下装IED装置。
匹配，则应检查并修改发送方控制块参数、发送数
据集或接收方接收数据集性。
5
现场GOOSE调试
GOOSE报文能够直接验证GOOSE配置是否
正确，在现场系统调试
及检修过程中出现GOOSE
通信异常时，可使用软件获取报文并对报文格式进
行解码
[13]
，解码后报文中的各项主要内容与前文所
述GOOSE配置之间的关系如图3所示，以
保护装
置PXL1103的逻辑装置PI所发报文为例，调试及
检修人员可通过查看报文快速定
位错误原因，并找
到相应的配置位置进行检查和修改。
图4 GOOSE订阅配置
Fig. 4 GOOSE subscription
6 结语
本文给出了直
接从变电站配置文件SCD中修
改GOOSE配置的方法，并通过某变电站实例详细
描述了配置
与报文之间的对应关系，有助于实际检
修调试工作中对GOOSE传输机制的正确理解和调
试效
率的提高。
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从而验证其正确性。智能终
端IXL1103装置的逻辑
装置RPIT2订阅了上述报文，其订阅文件格式如图
4，其组播
地址、接收数据集引用、控制块引用、
Appid等均应与GOOSE报文对应。若发现参数不
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收稿日期：2013-03-29； 修回日期：2013-05-20
作者简介：
刘希峰（1974-），男，工程师，从事电力生产管理及自
动化工作；
韩振峰（
1987-），男，通信作者，助理工程师，从事电
力系统自动化技术管理工作；E-mail:
hanzhenfeng@ foxmail.