Быстродействие передачи GOOSE-сообщений: декларации производителей
Сегодня малый объем использования GOOSE-коммуникаций для решения задач РЗА связывают с двумя факторами:
- Большое время передачи GOOSE-сообщений по сравнению с обменом сигналами через дискретные входы/выходы.
- Сложность организации оперативного вывода передачи сигналов по GOOSE-коммуникации.
Редакция журнала «Цифровая подстанция» решила обратить внимание на первый фактор и провела опрос ведущих производителей устройств РЗА с просьбой официально сообщить минимальное значение времени передачи GOOSE-сообщений между устройствами одной и той же линейки.
При этом мы определили следующие условия проведения испытаний:
- Оборудование, требуемое для проведения испытаний:
- Два идентичных устройства компании-производителя с поддержкой МЭК 61850-8-1 (GOOSE), оснащенные физическим интерфейсом 100Base-TX.
- Сервер времени с поддержкой протокола NTP.
- Промышленный коммутатор, соответствующий требованиям МЭК 61850-3, с интерфейсом 100Base-TX.
- Устройства соединяются с коммутатором для организации обмена данными в соответствии с рис. 1.
- Все устройства получают информацию от сервера времени по протоколу NTP.
- Устройство №1 настраивается на публикацию GOOSE-сообщения. GOOSE-сообщение должно содержать в себе только 3 атрибута данных (stVal, q, t) (FCDA). VLAN Priority = 4; VLAN ID = 0.
- Устройство №2 подписывается на GOOSE-сообщение устройства №1.
- Производится проверка, что в локальной сети отсутствует любая другая передача данных между устройствами №1 и №2 или фоновый трафик от других устройств. Организованная локальная сеть должна быть изолирована от других сетей.
- Воздействием на устройство инициировать появление GOOSE-сообщения со значением атрибута данных stVal, отличным от предыдущего.
- Загрузив журнал событий из устройств №1 и №2, зафиксировать метки времени формирования нового значения атрибута данных stVal на устройстве №1 и приема сигнала устройством №2. Зафиксировать разницу двух меток времени.
- Повторить опыт 20 раз. Принять минимальное значение.
Можно возразить и сказать, что в контексте задач, решаемых устройствами РЗА, более рационально было бы запросить у производителей информацию о максимальном и среднем значении времени передачи сообщений, а также среднеквадратическом отклонении данного параметра – да еще и в условиях, более приближенных к обстановке на реальных объектах. Но мы намеренно провели опрос именно таким образом. Во-первых, идентичный сценарий испытаний с определением минимального времени передачи GOOSE-сообщений между устройствами в условиях отсутствия фонового трафика есть в методике испытаний организации UCA (Test Procedures for GOOSE performance according to IEC 61850-5 and IEC 61850-10). Во-вторых, к таким идеальным показателям функционирования можно стремиться, правильно настраивая коммуникационное оборудование на объекте, и результаты фактических испытаний на объекте можно сравнивать с полученными от производителей показателями. В третьих, результаты отражают предельные возможности устройств РЗА, что станет подспорьем для многих производителей совершенствовать свои устройства, а для пользователей это есть демонстрация того, что идея передачи сигналов РЗА в цифровом формате принципиально работает, и довольно неплохо.
Итак, данные, которые мы получили, представленные в фирменном стиле нашего издания:
Вопрос: как была организована синхронизация терминалов? с точностью 1 мс ?
NTP+1PPS
Некоторые производители (например, Альстом) давали результат по тесту пинг-понг в соответствии с 10 главой стандарта.
Для полноты картины все таки стоило привести средние и максимальные значения.