**Лекция. Протоколы передачи данных:Sampled Values, IEC 61869-9, GOOSE, MMS — Transcript & SRT | SozAI**
Source: https://sozai.app/transcript/lektsiya-protokoly-peredachi-dannyh-sampled-values-iec-6-transcript/

Answers

## Questions about this video

Какие основные протоколы стандарта МЭК 61850 рассматриваются в лекции?

В лекции рассматриваются основные протоколы стандарта МЭК 61850: Sampled Values, GOOSE и MMS. Также упоминается протокол GSSE, схожий с GOOSE, но не требующий установки соединения для начала обмена.

На каком уровне сетевой модели OSI реализуются протоколы GOOSE и Sampled Values, и почему?

Протоколы GOOSE и Sampled Values реализуются на канальном уровне сетевой модели OSI, минуя транспортный и сетевой уровни. Это обусловлено критичностью времени доставки данных для этих протоколов.

Для чего предназначен протокол Sampled Values и кто может быть источником измерений?

Протокол Sampled Values предназначен для передачи мгновенных измерений фаз токов и напряжений от измерительных преобразователей на шину процесса цифровой подстанции. Источниками высокодискретных измерений могут быть оптические, электронные трансформаторы тока и напряжения, а также комбинированные устройства сопряжения.

## Full Transcript — Download SRT & Markdown

00:07

Speaker A

Добрый день. Приветствую вас на курсе применения технологий МЭК 61850 в электроэнергетике.

00:19

Speaker A

Материал текущего занятия посвящён протоколам передачи данных на цифровых подстанциях и является в основном справочным.

00:26

Speaker A

Настоящая лекция состоит из семи частей, в которых даётся расшифровка каждому типу сообщения для передачи данных.

00:37

Speaker A

Подробно рассматривается структура кадра сообщения Value стандарта МЭК 61850 и производится его сравнение с перспективным стандартом для электронных измерительных трансформаторов.

00:46

Speaker A

Вторая часть лекции описывает протоколы ГУС и ММС. Описание каждого из протоколов заканчивается слайдом, отражающим окно настроек контроллеров семейства Арис.

00:53

Speaker A

В качестве справочной информации описываются настройки и возможности утилиты Wireshark в части анализа состава пакета протокола.

01:00

Speaker A

В отдельном разделе лекции приводится оценка загрузки коммуникационной сети при передаче различных типов сообщений.

01:06

Speaker A

Основными протоколами стандарта МЭК 61850 являются протоколы Sampled Values, GOOSE и MMS.

01:12

Speaker A

В стандарте упоминается также протокол GSSE, который схож с протоколом GOOSE, однако для начала коммуникационного обмена не требует установки соединения.

01:20

Speaker A

Помимо протоколов передачи данных, в коммуникационной сети цифровой подстанции могут использоваться протоколы для передачи меток времени.

01:25

Speaker A

Рассмотрим три основных протокола подробнее.

01:28

Speaker A

Согласно ранее рассмотренной модели стека сетевых протоколов OSI, протоколы GOOSE и Sampled Values, для которых критично время доставки данных, реализуются на канальном уровне.

01:35

Speaker A

Минуя транспортный и сетевой уровни.

01:38

Speaker A

Сообщения MMS представляют собой стандартный клиент-серверный протокол поверх стека TCP/IP.

01:42

Speaker A

Сообщения Time Sync рассылаются всем интеллектуальным электронным устройствам поверх стека UDP/IP.

01:47

Speaker A

Все данные, передаваемые через указанные протоколы, отображаются в кадр Ethernet.

01:51

Speaker A

В рамках следующего материала рассмотрим протокол полевого уровня Sampled Values, или как его называют, SV протокол.

01:57

Speaker A

А также сравним его с протоколом, описанным в девятой главе стандарта IEC 61869, предназначенного для электронных измерительных трансформаторов.

02:05

Speaker A

Протокол Sampled Values предназначен для передачи мгновенных измерений фаз токов и напряжений от измерительных преобразователей на шину процесса цифровой подстанции.

02:13

Speaker A

Источником высокодискретных измерений могут выступать оптические и электронные трансформаторы тока и напряжения.

02:18

Speaker A

А также комбинированные устройства сопряжения.

02:20

Speaker A

Принимающие SV потоки устройства обрабатывают измерения внутренним вычислителем, раскладывая сигнал на модуль и угол.

02:27

Speaker A

Стоит отметить, что передача точных значений модуля и угла для выполнения синхронизации частей энергосистемы или генераторов также возможна посредством GOOSE сообщений.

02:34

Speaker A

Описание протокола Sampled Values приводится в главе 9.2 стандарта, которая содержит непосредственно сам коммуникационный профиль и структуру сообщения.

02:40

Speaker A

Позже стандарт был дополнен техническими требованиями 9.2 LE Light Edition.

02:44

Speaker A

Которые улучшили совместимость устройств между собой.

02:47

Speaker A

В технических требованиях появилась структура информационной модели устройства и был прописан набор передаваемых данных.

02:52

Speaker A

Кроме того, как было упомянуто в обзоре стандарта, технические требования, в зависимости от решаемой задачи, зафиксировали частоту дискретизации сигнала.

03:00

Speaker A

И наконец, были прописаны способы синхронизации устройств.

03:02

Speaker A

В последнее время в измерительное оборудование и программно-аппаратные комплексы реального времени постепенно начал внедряться международный стандарт IEC 61869.

03:10

Speaker A

В цифровой подстанции он позиционируется как логическое продолжение технических требований стандарта 9.2 LE, сохраняя схожую структуру кадра.

03:17

Speaker A

Основные отличия оцениваются следующими критериями.

03:20

Speaker A

В первую очередь, вместо жёстко регламентированных точек дискретизации на период и числа передаваемых точек в пакете, стандарт 61869 позволяет гибко настраивать эти параметры.

03:27

Speaker A

Корпоративным профилем ФСК ЕЭС определены следующие параметры передачи измерений, а именно: дискретизация 4800 Гц с двумя точками измерений в пакете для релейной защиты и автоматики.

03:35

Speaker A

И 14400 Гц с шестью точками измерений в пакете для учёта и анализа качества электрической энергии.

03:40

Speaker A

Другие отличия заключаются в поддержке гигабитных сетей для передачи измерений и сетевого протокола точной синхронизации PTP.

03:45

Speaker A

Также в стандарте 61869 регламентируются времена доставки данных для нужд вторичных устройств.

03:51

Speaker A

Передача потоков Sampled Values на канальном уровне требует настройки MAC-адресов.

03:57

Speaker A

В зависимости от числа точек дискретизации, диапазон адресов для пятого и шестого октетов, согласно стандарту МЭК 61850, представлен на слайде.

04:05

Speaker A

Поскольку корпоративный профиль ФСК опирается на стандарт IEC 61869, диапазон MAC-адресов задаётся не только в зависимости от частоты дискретизации сигнала.

04:12

Speaker A

Но и от набора передаваемых сигналов.

04:14

Speaker A

Идентификационная метка сообщения, указанная в столбце Application ID, позволяет разделять высокодискретные потоки.

04:20

Speaker A

Имеющие один и тот же источник с одним MAC-адресом.

04:23

Speaker A

Согласно главе 9.2 стандарта IEC 61850, структуру Ethernet-кадра можно разделить на три уровня.

04:29

Speaker A

Первый уровень - корневой.

04:31

Speaker A

Второй уровень, который вложен в первый, содержит блоки данных прикладного уровня.

04:36

Speaker A

Непосредственно измерения располагаются в третьем уровне, вложенном во второй.

04:40

Speaker A

Рассмотрим их подробнее.

04:42

Speaker A

Поскольку для передачи данных по протоколу Sampled Values используется Ethernet, кадр потока содержит все его основные составляющие, рассмотренные ранее.

04:48

Speaker A

Поле Preamble используется для синхронизации приёмопередатчиков.

04:52

Speaker A

Длина данного поля - 7 байт.

04:54

Speaker A

Каждый байт содержит последовательность битов.

04:56

Speaker A

Старший бит расположен в верхнем левом углу.

04:59

Speaker A

Младший - в нижнем правом.

05:01

Speaker A

Поле Start of Frame, восьмой байт пакета, содержит последовательность битов и указывает на начало пакета.

05:05

Speaker A

Далее следуют MAC-адреса приёмника и передатчика.

05:08

Speaker A

Область Priority Tagged используется для передачи метки приоритета.

05:12

Speaker A

В этой области поле TPID указывает, какой протокол используется для тегирования.

05:16

Speaker A

Поле User Priority используется для задания приоритета передаваемого трафика.

05:20

Speaker A

Поле CFI указывает на формат MAC.

05:22

Speaker A

Поле VID указывает, какой сети принадлежит область.

05:24

Speaker A

Поле EtherType определяет используемый тип сообщения.

05:27

Speaker A

Поле APPID используется для разделения сообщений.

05:30

Speaker A

Поле Length содержит значение суммарной длины следующих за ним полей, включая зарезервированные поля.

05:35

Speaker A

Область APDU содержит протокольные блоки данных прикладного уровня с измерениями.

05:39

Speaker A

Завершает кадр поле, содержащее контрольную сумму для проверки корректности передачи.

05:43

Speaker A

Каждое поле области APDU состоит из трёх значений: метки, длины и самого значения.

05:48

Speaker A

Количество передаваемых точек измерений в пакете содержится в полях Number of ASDU.

05:52

Speaker A

Далее следует область Sequence, содержащая информацию об измеренной точке и само измерение.

05:57

Speaker A

Число таких областей равно числу точек, передаваемых в кадре.

06:00

Speaker A

Основными полями области Sequence of ASDU являются: номер выборки, метка наличия, синхронизация.

06:05

Speaker A

И поле Sequence of Data, содержащее непосредственно значения измерений тока и напряжения.

06:10

Speaker A

Кроме того, область содержит идентификатор мгновенных значений, знание которого является необходимым при настройке подписки устройства на приём SV-потока.

06:16

Speaker A

Набор измерений Data Set внутри кадра содержит информацию о мгновенных значениях токов и напряжений фаз и нейтрали, а также об их качестве.

06:23

Speaker A

Каждое измеренное значение кодируется восьмибайтовым кодом вместе с измерением, кодируется значение масштабного коэффициента.

06:28

Speaker A

Позволяющего передавать измерения в первичных величинах.

06:33

Speaker A

Два других идентификатора OPB и Test отвечают, соответственно, за сервисные функции принудительной блокировки изменения значения.

06:39

Speaker A

И передачу тестовых значений измерений с блокировкой выходных устройств цепей.

06:43

Speaker A

С блокировкой выходных цепей устройства.

06:46

Speaker A

Структура данных типа Quality подразумевает наличие двух атрибутов качества.

06:50

Speaker A

Основной атрибут Validity может принимать один из трёх значений.

06:55

Speaker A

Значение Good означает, что неисправности не обнаружено.

06:59

Speaker A

Значение Invalid означает, что получаемая информация неверна и её нельзя использовать.

07:03

Speaker A

Значение Questionable означает проблемы с сервером, однако передаваемая информация может оставаться актуальной.

07:08

Speaker A

Вторым атрибутом является атрибут DetailQual, который уточняет причину некорректных данных.

07:12

Speaker A

На данном слайде, в виде справочной информации, представлена зависимость значения Validity от состояния идентификаторов атрибута DetailQual.

07:19

Speaker A

Для формирования первичного представления о реализации механизма подписки устройства на высокодискретные потоки, приведён скриншот настроек платы приёма измерений контроллера ARIS компании Prosoft Systems.

07:27

Speaker A

Если в коммуникационной сети уже присутствуют SV-потоки, то функция автоматического сканирования предложит подписаться на найденные из них.

07:32

Speaker A

В окне настроек контроллера видно, что он подписан отдельно на поток измерений токов и на поток измерений напряжения.

07:39

Speaker A

Для успешной подписки необходимо наличие в SV-кадре источника, идентификатора мгновенных значений SV ID, MAC-адреса, идентификационной метки APPID.

07:46

Speaker A

Дополнительно в настройках указывается число мгновенных выборок на период промышленной частоты SampleRate.

07:51

Speaker A

Информация о наличии потоков в сети может быть получена с использованием специальной утилиты Wireshark, установленной на подключённом к коммуникационной сети подстанции компьютере.

07:59

Speaker A

Утилита позволяет полностью расшифровывать состав передаваемых по сети пакетов SV-потоков и полезна при настройке приёма и передачи измерений между устройствами цифровой подстанции.

08:06

Speaker A

Для проверки правильности приёма выборок мгновенных значений, окно утилиты позволяет просматривать их значения.

08:12

Speaker A

Более подробно с работой данной утилиты и настройкой приёма-передачи потоков с её помощью можно познакомиться в ходе выполнения лабораторных работ.

08:19

Speaker A

Перейдём к рассмотрению протокола GOOSE, который описывается в главе 8.1 стандарта IEC 61850.

08:24

Speaker A

Данный протокол является наиболее универсальным и предназначен для передачи быстрых команд на отключение выключателей от терминалов релейной защиты и автоматики, команд телеуправления.

08:33

Speaker A

Для обмена сигналами между интеллектуальными устройствами, а также для передачи сообщений, содержащих информацию о положении контактов коммутационной аппаратуры и показаний датчиков.

08:40

Speaker A

В рамках полной трёхуровневой архитектуры протокол GOOSE может использоваться как на уровне шины процесса, так и на уровне шины станции.

08:45

Speaker A

Причём, для разгрузки коммуникационной сети все сообщения могут быть разделены на уровне настроек интеллектуальных устройств между двумя шинами.

08:51

Speaker A

Протокол GOOSE является основным протоколом для передачи информации между интеллектуальными устройствами.

08:56

Speaker A

Поскольку эта информация обладает особыми свойствами.

08:59

Speaker A

Во-первых, она характеризуется малым объёмом передаваемых данных, состоящих в основном из булевых значений.

09:04

Speaker A

Во-вторых, большая часть дискретных сигналов влияет на скорость ликвидации аварийной ситуации.

09:10

Speaker A

Поэтому для таких сообщений предъявляются особые требования к скорости передачи и доставки.

09:15

Speaker A

В-третьих, передаваемая между устройствами информация может быть одинаковой.

09:20

Speaker A

Поэтому ещё одним требованием является возможность передачи сообщений сразу нескольким адресатам.

09:25

Speaker A

Требования к скорости передачи GOOSE-сообщений приведены в пятой главе стандарта в виде классов быстродействия.

09:31

Speaker A

Так, предельное время передачи сообщения на отключение с типом 1А от терминалов релейной защиты и автоматики не должно превышать 3 миллисекунд.

09:39

Speaker A

Передаваемое устройством GOOSE-сообщение содержит набор данных, соответствующий принятой стандартной объектной модели.

09:44

Speaker A

Адрес к передаваемому параметру состоит из наименования логического узла.

09:47

Speaker A

Объекта данных и его атрибута.

09:50

Speaker A

Приём этого сообщения реализуется также, как и SV-потока, по подписке.

09:54

Speaker A

Если устройство не подписано на выбор данных из SV-сообщения, такое сообщение принимается устройством.

09:58

Speaker A

Но его обработка игнорируется.

10:00

Speaker A

Для разгрузки участка сети от коммутатора до принимающего устройства GOOSE-сообщение может быть отфильтровано на коммутаторе с функцией управления.

10:06

Speaker A

GOOSE-сообщения являются широковещательными и передаются без подтверждения об их принятии.

10:11

Speaker A

Поэтому требования к высокой вероятности доставки данных реализуются с помощью специальных механизмов.

10:16

Speaker A

Самым главным механизмом является циклическая передача GOOSE-сообщения, что также позволяет постоянно диагностировать коммуникационную сеть.

10:22

Speaker A

Кроме того, в состав пакета передачи входят специальные метки посылок, позволяющие также выполнять контроль целостности канала связи.

10:28

Speaker A

А ещё посылки содержат атрибут признака его качества, который позволяет идентифицировать аппаратный отказ устройства.

10:33

Speaker A

Время повторения цикла передачи GOOSE-сообщения не постоянно и меняется в зависимости от изменения передаваемых параметров.

10:39

Speaker A

Если изменений в составе передаваемого набора данных нет, сообщения передаются с нормальным интервалом передачи, который составляет, например, 5 секунд.

10:46

Speaker A

При изменении одного из атрибутов данных, включённых в состав передаваемого набора, формируется новый пакет, который содержит обновлённые данные.

10:53

Speaker A

После чего отправка этого пакета повторяется несколько раз с минимальной выдержкой времени.

10:57

Speaker A

При отсутствии дальнейших изменений данный интервал отправки постепенно увеличивается до нормального интервала передачи.

11:02

Speaker A

Передача GOOSE-сообщений на канальном уровне требует настройки MAC-адресов.

11:08

Speaker A

В зависимости от назначения сообщений, диапазон адресов для пятого и шестого октетов, согласно стандарту МЭК 61850, представлен на слайде.

11:14

Speaker A

Также на слайде представлена таблица, отражающая, помимо уже рассмотренных предельных времён передачи сообщений на отключение терминалами защиты и автоматики.

11:20

Speaker A

Передачу других сообщений, для которых требования к быстродействительности менее жёсткие.

11:24

Speaker A

Так как корпоративный профиль ФСК ЕЭС создавался в первую очередь для отечественных производителей оборудования, на следующих трёх слайдах, в качестве справочной информации, приводится настройки передачи для различных типов GOOSE-сообщений.

11:31

Speaker A

С указанием минимальных и максимальных интервалов между циклами передачи сообщений.

11:45

Speaker A

Указанные параметры передачи GOOSE-сообщений настраиваются в сервере передачи интеллектуального устройства.

11:50

Speaker A

На примере контроллера ARIS компании Prosoft Systems продемонстрировано окно с такими настройками.

11:55

Speaker A

В обязательном порядке требуется настроить MAC-адрес источника, указать уникальный идентификатор устройства.

12:00

Speaker A

А также минимальное и максимальное время передачи GOOSE-сообщения.

12:03

Speaker A

Если устройство используется в коммуникационной сети, в которой организованы виртуальные подсети, заполняются параметры VLAN ID и VLAN Priority.

12:09

Speaker A

Выбор набора данных для передачи осуществляется в дереве объектной модели устройства.

12:12

Speaker A

Расположенной в левой части окна настроек.

12:15

Speaker A

Пошаговая настройка сервера GOOSE-сообщения, а также его приёма, показаны в видеозаписи выполнения соответствующей лабораторной работы.

12:20

Speaker A

Как правило, в коммуникационной сети цифровой подстанции присутствует довольно много GOOSE-сообщений.

12:25

Speaker A

В таких условиях в утилите Wireshark найти трансляцию сообщения от нужного источника становится затруднительно.

12:33

Speaker A

Поэтому в Wireshark есть возможность применить фильтр по типу передаваемого сообщения для отображения только GOOSE-сообщений.

12:39

Speaker A

Также для быстрого поиска нужного сообщения в утилите можно настроить фильтр, содержащий уникальный идентификатор сообщения и MAC-адрес источника.

12:45

Speaker A

Краткая инструкция по настройке фильтра приведена на данном слайде.

12:48

Speaker A

Захваченное утилитой Wireshark GOOSE-сообщение можно детально проанализировать.

12:53

Speaker A

Цифрами на слайде указаны сноски с расшифровками полей, входящих в состав передаваемого пакета.

13:05

Speaker A

Протокол MMS.

13:07

Speaker A

Протокол передачи данных по технологии клиент-сервер.

13:10

Speaker A

Протокол MMS был разработан в 1980 году с целью его применения на автоматизированной сборочной линии автомобильного концерна General Motors.

13:16

Speaker A

Позже этот протокол начали использовать и другие компании не только для сборки техники, но и для расширения функций логических контроллеров.

13:22

Speaker A

В 1990 году протокол был стандартизирован международной электротехнической комиссией.

13:26

Speaker A

На сегодняшний день протокол MMS уже представлен во второй редакции.

13:30

Speaker A

В рамках цифровой подстанции протокол MMS используется для связи устройств с верхним уровнем подстанции.

13:36

Speaker A

С его помощью реализуются функции АСУ ТП в части передачи команд ТУ и сбора телесигналов и телеизмерений.

13:41

Speaker A

В отличие от рассмотренных протоколов Sampled Values и GOOSE, функционирующих по принципу издатель-подписчик, протокол MMS осуществляет коммуникацию по технологии клиент-сервер.

13:48

Speaker A

При таком способе взаимодействия устройств первым сеанс общения начинает клиент.

13:53

Speaker A

В ответ сервер формирует подтверждение об успешности передачи данных или команды и отправляет его клиенту.

13:59

Speaker A

Этим достигается гарантированность доставки данных или выполнения команды.

14:03

Speaker A

Набор правил коммуникационного обмена и формирования сообщений описывается стандартом в главе 8.1.

14:10

Speaker A

Правила кодирования информации и её передачи основываются на общей объектной модели, описанной в стандарте.

14:14

Speaker A

Протокол MMS является универсальным и может быть использован для передачи как отдельных файлов, так и наборов данных.

14:20

Speaker A

В цифровой подстанции протокол MMS используется для передачи журналов событий, различных файлов, в том числе и файлов осциллограмм в формате COMTRADE.

14:26

Speaker A

При передаче наборов данных допускается раздельная отправка элементов, входящих в иерархию объектной модели стандарта.

14:33

Speaker A

Так, возможно отдельно передавать логические узлы и их объекты данных.

14:38

Speaker A

Однако передача атрибутов данных должна осуществляться только в составе полной иерархической объектной модели подстанции.

14:43

Speaker A

Этим обеспечивается неизменность объектной модели каждого устройства внутри подстанции.

14:47

Speaker A

Главным достоинством протокола является использование современных коммуникационных технологий на базе протокола IP.

14:52

Speaker A

Однако производительность данного протокола, относительно скорости передачи данных в коммуникационной сети подстанции, остаётся небольшой.

14:57

Speaker A

Передача данных по протоколу возможна двумя способами: опросом и передачей отчётов.

15:01

Speaker A

Опрос на системе, после фазы установки соединения, клиент циклически запрашивает у сервера данные, получая их в ответ.

15:06

Speaker A

С помощью опросной системы клиент может считать полную информационную модель устройства, включающую в себя информацию о количестве логических устройств.

15:12

Speaker A

Логических узлов, объектов данных и атрибутов данных.

15:16

Speaker A

Кроме того, с помощью опросной системы может быть произведена выгрузка файлов с устройства.

15:19

Speaker A

А также быть реализована система управления.

15:22

Speaker A

Сервис отчётов предполагает формирование сообщения клиенту по изменению данных, данных конфигурации устройства.

15:27

Speaker A

В стандарте IEC 61850 описывается два типа отчётов для передачи наборов данных: небуферизируемый отчёт и буферизируемый отчёт.

15:32

Speaker A

Небуферизируемый отчёт отправляется клиенту при выполнении условий отправки и не сохраняется в памяти сервера.

15:37

Speaker A

При потере связи между клиентом и сервером информация теряется.

15:40

Speaker A

Буферизируемый отчёт при потере связи между клиентом и сервером сохраняется в циклическом буфере памяти и отправляется клиенту при восстановлении связи с сервером.

15:47

Speaker A

Использование отчётов для передачи данных позволяет существенно сократить нагрузку на сеть и устройство.

15:52

Speaker A

А также обеспечивает относительно быструю доставку сообщений.

15:55

Speaker A

Однако при реализации передачи данных в формате отчётов для них требуется точная настройка форм отчётов.

16:00

Speaker A

При выполнении определённых условий, заданных в конфигурации наборов данных, формируется необходимая информация для отправки в отчёт.

16:07

Speaker A

Стандарт IEC 61850 определяет специальные условия отправки отдельных отчётов и передачи всех данных из Data Set.

16:13

Speaker A

Рассмотрим условия передачи отдельных данных в наборе: при использовании условий отправки по изменению данных, в отчёт включаются только те данные, значения которых изменились.

16:20

Speaker A

При использовании условий отправки по изменению атрибута качества, в отчёт включаются только те данные, качество которых изменилось.

16:26

Speaker A

При использовании условий обновления данных, в отчёт включаются только те данные, значения которых обновились.

16:32

Speaker A

Передача всех данных в наборе возможна по двум условиям.

16:35

Speaker A

При использовании условия периодической отправки инициируется отправка всего набора данных вне зависимости от условий отправки, заданных дополнительно.

16:42

Speaker A

Либо при использовании условия общего опроса, запрос на отправку отчёта инициируется клиентом.

16:45

Speaker A

При этом в отчёт включается весь набор данных.

16:48

Speaker A

Глава 5 стандарта определяет предельное время доставки информации для MMS-сообщений различного назначения.

16:54

Speaker A

Наибольшие требования к доставке сообщений предъявляются к передаче сигналов о наступлении критических событий в системе.

16:59

Speaker A

Самым медленным может быть процесс передачи данных об информационной модели устройства.

17:03

Speaker A

Полный набор абстрактных коммуникационных моделей и сервисов определён в главе 7.2 стандарта.

17:08

Speaker A

В главе 8.1 определено назначение абстрактных моделей и сервисов протокола MMS.

17:13

Speaker A

Помимо передачи данных, в составе сообщения могут присутствовать и опциональные поля для передачи, позволяющие анализировать и диагностировать передачу.

17:20

Speaker A

Так, в передачу могут быть добавлены счётчик событий и метка времени формирования отчёта.

17:24

Speaker A

А также добавлен параметр, указывающий на причину инициализации передачи.

17:28

Speaker A

В качестве справочной информации, в соответствии с корпоративным профилем ФСК ЕЭС, на слайде приведена таблица.

17:33

Speaker A

В которой определены несколько основных групп сигналов для передачи по протоколу MMS.

17:39

Speaker A

Для данных групп определены используемые условия пуска и опциональные поля для передачи в посылке.

17:43

Speaker A

Настройка передачи буферизированного отчёта в контроллере ARIS включает в себя выставление чекбоксов напротив условий, при которых будет инициирована отправка этого сообщения.

17:50

Speaker A

А также выбор дополнительных параметров, включённых в передачу.

17:53

Speaker A

Помимо этого, в настройках передачи задаётся IP-адрес клиента, разрешающий его подключение к серверу.

17:59

Speaker A

Настройка времени буферизации и период отправления регламентируют временной цикл жизни отчёта и времени обновления информации в отчёте, соответственно.

18:04

Speaker A

Следующий раздел лекции посвящён оценке загрузки коммуникационной сети цифровой подстанции.

18:09

Speaker A

Решение задачи оценки загрузки коммуникационной сети необходимо при оценке её фактической пропускной способности.

18:15

Speaker A

И анализе временных задержек при передаче данных.

18:19

Speaker A

Исследования на эту тему показывают, что при нормальном режиме циклической передачи одно GOOSE-сообщение незначительно загружает коммуникационную сеть.

18:25

Speaker A

Однако в режиме изменения данных загрузка сети повышается до 1 Мбит/с.

18:29

Speaker A

Наибольшее влияние на загрузку коммуникационной сети оказывает передача протоколов Sampled Values.

18:34

Speaker A

Передача одного пакета размером 140 кБ с частотой выдачи в сеть, равной 4000 Гц, приводит к загрузке сети на 4,6 Мбит/с.

18:41

Speaker A

Таким образом, через 100-мегабитную сеть возможно передать от 22 до 24 таких потоков.

18:45

Speaker A

Несмотря на то, что собственная частота дискретизации SV-потоков, предназначенных для анализа качества электрической энергии, выше.

18:51

Speaker A

Чем SV-потоков для нужд релейной защиты и автоматики, частота выдачи их пакетов в коммуникационную сеть оказывается ниже.

18:55

Speaker A

И составляет 1600 Гц.

18:58

Speaker A

При этом, из-за наличия нескольких точек измерения в кадре, один поток для учёта и анализа качества электрической энергии приводит к загрузке сети в районе 10 Мбит/с.

19:04

Speaker A

Реализация современных дифференциальных защит на цифровых подстанциях, требующих сбора множества измерений с различных присоединений.

19:10

Speaker A

Значительно увеличивает трафик в коммуникационной сети и предъявляет повышенные требования к её пропускной способности и временным задержкам при передаче данных через сеть.

19:15

Speaker A

Примером такой защиты может служить дифференциальная защита шин.

19:18

Speaker A

Логика работы такой защиты, как правило, не требует большой частоты дискретизации сигнала.

19:24

Speaker A

А время обработки измерения, встроенного в терминал вычислителем, много меньше предельного времени передачи установленного стандарта.

19:30

Speaker A

С учётом этого, использование гибкого стандарта, предназначенного для цифровых измерительных трансформаторов.

19:35

Speaker A

Открывает новые возможности по его использованию для работы таких защит.

19:40

Speaker A

На рисунках показаны зависимости загрузки сети от частоты дискретизации сигнала при фиксированном количестве точек измерений в передаваемом пакете.

19:46

Speaker A

А также от числа передаваемых в пакете точек измерения при фиксированных собственных частотах дискретизации.

19:50

Speaker A

Из графика видно, что наибольшее влияние на снижение трафика оказывает уменьшение числа точек дискретизации.

19:54

Speaker A

Повышение размерности передаваемого пакета за счёт изменения количества точек измерений в кадре также влияет на снижение загрузки сети.

20:00

Speaker A

Однако с повышением числа передаваемых точек до четырёх, эффективность такого способа падает.

20:05

Speaker A

При этом возрастает задержка при обработке пакета с измерениями внутренним вычислителем устройства.

20:09

Speaker A

Максимального эффекта от использования стандарта IEC 61869 можно добиться одновременным повышением размера передаваемого пакета и снижением собственной частоты.

20:16

Speaker A

При реализации такого подхода необходимо также учитывать, что снижение частоты дискретизации влияет в первую очередь на стабильность срабатывания алгоритма.

20:21

Speaker A

Снижение задержек при передаче данных возможно с использованием технологий виртуальных сетей.

20:27

Speaker A

В одном из исследований проводилось измерение задержки при передаче SV-потоков в слабонагруженной сети и в сети, загруженной посторонним трафиком.

20:34

Speaker A

Передача SV-потоков и постороннего трафика осуществлялась через разные виртуальные сети.

20:39

Speaker A

Как видно из графиков, среднее время передачи пакетов в обоих случаях составляет 200 микросекунд.

20:43

Speaker A

Можно сделать вывод, что разделение сигналов по отдельным VLAN позволяет минимизировать влияние большого трафика в одной сети на другую.

20:49

Speaker A

Спасибо за внимание.


---
This is the markdown twin of https://sozai.app/transcript/lektsiya-protokoly-peredachi-dannyh-sampled-values-iec-6-transcript/ — the same content, without the markup.
Published by SozAI (https://sozai.app). Reuse and quotation are allowed with attribution and a link back.
Machine-readable index: https://sozai.app/llms.txt · data API: https://sozai.app/api/