T/CECXXXX-XXXXSTYLEREF標(biāo)準(zhǔn)文件_文件編號T/CECXXXX—XXXXICSFORMTEXT點(diǎn)擊此處添加ICS號CCST/CECFORMTEXT點(diǎn)擊此處添加CCS號中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)T/CECFORMTEXTXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXT?????FORMTEXT變電站時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationsfortimesensitivenetworksinsubstations草案FORMTEXT?????FORMDROPDOWNFORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實施中國電力企業(yè)聯(lián)合會??發(fā)布變電站時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了變電站自動化業(yè)務(wù)場景下的時間敏感網(wǎng)絡(luò)總體要求、技術(shù)要求、測試要求等。本文件適用于220kV及以下電壓等級變電站。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T30155智能變電站技術(shù)導(dǎo)則GB/T42561信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換實時以太網(wǎng)適配時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求GB/T42586信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換時間敏感網(wǎng)絡(luò)配置GB/T44284.1信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換時間敏感網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)第1部分：體系結(jié)構(gòu)與接口要求GB/T5095.2504電子設(shè)備用機(jī)電元件基本試驗規(guī)程及測量方法第25-4部分：試驗25d：傳輸時延DL/T282合并單元技術(shù)條件DL/T1100.1電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)第1部分：技術(shù)規(guī)范DL/T1912智能變電站以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)規(guī)范ISO/IEC/IEEE8802-1Q:2024信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的要求第1Q部分：網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)（Telecommunicationsandexchangebetweeninformationtechnologysystems-Requirementsforlocalandmetropolitanareanetworks-Part1Q:Bridgesandbridgednetworks）IEEE802.1AS-2020局域網(wǎng)和城域網(wǎng)橋接局域網(wǎng)中時間敏感應(yīng)用的定時和同步（IEEEStandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks-TimingandSynchronizationforTime-SensitiveApplications）IETFRFC2544-1999網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備基準(zhǔn)測試方法（Benchmarkingmethodologyfornetwork）IETFRFC2889-2000局域網(wǎng)交換設(shè)備基準(zhǔn)測試方法(BenchmarkingmethodoloryforLANswitchingdevices)術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

主時鐘masterclock能同時接收至少兩種外部時間基準(zhǔn)信號（其中一種應(yīng)為無線時間基準(zhǔn)信號），具有內(nèi)部時間基準(zhǔn)（晶振或原子頻標(biāo)），按照要求的時間準(zhǔn)確度向外輸出時間同步信號和時間信息的裝置。[來源：DL/T1100.1-2018，3.12]

從時鐘slaveclock能同時接收主時鐘通過有線傳輸方式發(fā)送的至少兩路時間同步信號，具有內(nèi)部時間基準(zhǔn)（晶振或原子頻標(biāo)），按照要求的時間準(zhǔn)確度向外輸出時間同步信號和時間信息的裝置。[來源：DL/T1100.1-2018，3.13]

時間同步timesynchronization在一個系統(tǒng)內(nèi)，各個子系統(tǒng)的時鐘所指示的時間點(diǎn)在任意時刻都是一致的，時間的變化、更新也是一致的。[來源：GB/T42561-2023，3.5]時間同步誤差timesynchronizationerror在時間同步系統(tǒng)中，由于各種因素導(dǎo)致的設(shè)備內(nèi)部時鐘與目標(biāo)時間基準(zhǔn)之間的時間偏差。時間敏感網(wǎng)絡(luò)timesensitivenetworking基于IEEE802.1TSN任務(wù)組制定的一整套數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范構(gòu)建的支持時間同步、確定性調(diào)度等機(jī)制、提供可靠的、低延遲及確定性數(shù)據(jù)傳輸能力的以太網(wǎng)。[來源：GB/T42586-2023，3.1]

時間敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)timesensitivenetworkingswitch支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)（3.5）要求的交換機(jī)。傳輸時延propagationdelay信號在互連系統(tǒng)的兩個規(guī)定地點(diǎn)之間傳送所需的時間。[來源：GB/T5095.2504-2021，1.2.3]傳輸時延抖動propagationdelayjitter傳輸時延的變化值。[來源：GB/T5095.2504-2021，1.2.3，有修改]合并單元mergingunit用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時間相關(guān)組合的物理單元。合并單元可以是互感器的一個組件，也可以是一個分立單元，例如裝在控制室內(nèi)。[來源：DL/T282-2018，3.1]縮略語下列縮略語適用于本文件。CMS：內(nèi)容管理系統(tǒng)（ContentManagementSystem）CNC：集中式網(wǎng)絡(luò)配置器（CentralizedNetworkConfiguration）DUT：被測試設(shè)備（DviceUnderTest）GOOSE：面向通用對象的變電站事件（Generalobjectorientedsubstationevent）gPTP：廣義精準(zhǔn)時間同步協(xié)議（generalizedPrecisionTimeProtocol）IED：智能電子裝置(IntelligentElectronicDevice)MMS：制造報文規(guī)范（manufacturingmessagespecification）SV：采樣值（sampledvalue）TSN：時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TimeSensitiveNetworking）VLAN：虛擬局域網(wǎng)（VirtualLocalAreaNetwork）VID：虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識符（VLANIdentifier）總體要求組網(wǎng)原則應(yīng)具有高的運(yùn)行可靠性和長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)能、環(huán)保、集成、緊湊的設(shè)備和設(shè)計。應(yīng)符合易擴(kuò)展、易升級、易改造、易維護(hù)的應(yīng)用要求。應(yīng)遵循DL/T860的要求，遵循網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則，對不同類型的信息進(jìn)行安全分區(qū),以保障信息安全。應(yīng)支持零接觸配置和自動化配置工具，能夠快速完成新設(shè)備的部署和初始化。應(yīng)具備良好的擴(kuò)展性，支持新增設(shè)備和業(yè)務(wù)的接入，確保網(wǎng)絡(luò)的長期可用性。組網(wǎng)方式遵循GB/T30155,變電站時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)主要由智能高壓設(shè)備、繼電保護(hù)及安全自動裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、時間同步系統(tǒng)、電力系統(tǒng)動態(tài)記錄裝置、計量系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)、站用電源系統(tǒng)及輔助設(shè)施或系統(tǒng)組成，如圖1所示。遵循DL/T860，變電站時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按邏輯功能劃分為過程層、間隔層和站控層；站控層設(shè)備主要包括監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、綜合應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)等,完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備控制和運(yùn)行管理等功；間隔層設(shè)備主要包括測控裝置、繼電保護(hù)裝置、計量表計、智能高壓設(shè)備的監(jiān)測主IED等,實現(xiàn)或支持實現(xiàn)測量、控制、保護(hù)、計量、監(jiān)測等功能；過程層設(shè)備主要包括智能電力變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備、互感器等高壓設(shè)備,支持或?qū)崿F(xiàn)電測量信息和設(shè)備狀態(tài)信息的實時采集和傳送,接受并執(zhí)行各種操作與控制指令；在過程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)同時接入時間敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，站用時間同步系統(tǒng)也同時接入網(wǎng)絡(luò)。變電站時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)組網(wǎng)要求站控層網(wǎng)絡(luò)要求應(yīng)支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（如IEEE802.1Qbv、802.1AS）。采用確定性流量調(diào)度機(jī)制，為實時業(yè)務(wù)分配專屬帶寬通道，確保非實時業(yè)務(wù)不搶占關(guān)鍵流量資源。過程層網(wǎng)絡(luò)要求需與站控層、間隔層實現(xiàn)分層隔離，避免跨層流量干擾。非實時數(shù)據(jù)應(yīng)與實時數(shù)據(jù)分層傳輸，通過流量整形（如CBS、TAS）避免搶占實時帶寬。通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要求遵循GB/T30155,采用工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)的架構(gòu),滿足實時性和可靠性要求，必要時可采用雙網(wǎng)冗余方式。安全性要求遵循5.1.4原則，站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)劃分為安全Ⅰ區(qū)和安全Ⅱ區(qū)，安全Ⅰ區(qū)和安全Ⅱ區(qū)之間的通信應(yīng)通過防火墻隔離。安全Ⅰ區(qū)、安全Ⅱ區(qū)與調(diào)度(調(diào)控)中心之間的通信應(yīng)通過縱向加密認(rèn)證裝置。安全Ⅱ區(qū)與安全Ⅲ/Ⅳ區(qū)的設(shè)備或系統(tǒng)通信時應(yīng)通過正向和反向隔離裝置。技術(shù)要求功能要求時間同步站用時間同步系統(tǒng)應(yīng)遵循DL/T1100.1,并滿足下列要求：應(yīng)能接收北斗和GPS授時信號(優(yōu)先采用北斗)，實現(xiàn)時間同步,兩種授時互為備用,同時具有守時功能,條件具備時也可采用地面授時時鐘的授時信號；站用時間同步系統(tǒng)為全站IED和系統(tǒng)進(jìn)行授時,實現(xiàn)全站時間同步,授時精度滿足各IED和系統(tǒng)的要求；站用時間同步系統(tǒng)應(yīng)支持IRIG-B、SNTP、GB/T25931等一種或多種對時方式,IED和系統(tǒng)至少支持其中一種。優(yōu)先級隊列時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)應(yīng)根據(jù)適配幀PCP值分配不同的優(yōu)先級隊列。包括以下要求：交換機(jī)出口處隊列不足時可多個優(yōu)先級合并為一個隊列；每個隊列應(yīng)配置是否能夠中斷其他隊列的傳輸(幀搶占)；每個隊列的資源都應(yīng)受到保護(hù),并且互不占用其他隊列資源。傳輸選擇算法傳輸選擇算法應(yīng)根據(jù)特定算法標(biāo)準(zhǔn)決定其中一個隊列發(fā)送下一幀，可以通過基于隊列的優(yōu)先級、信用或剩余數(shù)據(jù)量作為參數(shù)。嚴(yán)格優(yōu)先級：必選算法。選擇最高優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸；基于信用的整形：可選算法，即設(shè)置每個隊列信用值,隊列中含有幀并且信用值為零或正數(shù)時，就可以發(fā)送幀；隊列中不含有幀時,則信用值設(shè)置為零；門控調(diào)度機(jī)制時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)應(yīng)具備門控調(diào)度機(jī)制，支持配置門控列表和定時條件去調(diào)度適配數(shù)據(jù)流。應(yīng)根據(jù)適配幀的特征、類型以及相關(guān)參數(shù)配置門控列表。幀搶占時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)應(yīng)根據(jù)時間感知計算適配幀的傳輸時間。發(fā)送或接收切片幀的設(shè)備應(yīng)支持幀搶占功能。所有鏈路速度下,同步和網(wǎng)絡(luò)控制類型適配幀都可使用幀搶占。性能要求時間同步誤差時間同步誤差應(yīng)符合GB/T30155、DL/T1100.1等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并滿足時間同步誤差精度小于1us的要求。傳輸時延傳輸時延應(yīng)滿足以下要求：SV報文傳輸時延：SV通過合并單元加網(wǎng)絡(luò)采集，應(yīng)符合DL/T·282的規(guī)定，SV報文平均傳輸時延應(yīng)小于55.6us；GOOSE報文傳輸時延，應(yīng)符合DL/T1912的規(guī)定，GOOSE報文平均傳輸時延應(yīng)小于10us*交換機(jī)跳數(shù)；MMS報文傳輸時延：MMS報文平均傳輸時延應(yīng)小于10us*交換機(jī)跳數(shù)。傳輸時延抖動傳輸時延抖動應(yīng)符合DL/T1912的規(guī)定，不同幀長下的平均傳輸時延抖動均應(yīng)小于1us。測試要求時間同步誤差測試測試環(huán)境按照圖A.1搭建時間同步誤差測試環(huán)境。測試工具時間同步測試儀應(yīng)滿足以下要求:可測量兩路時間同步(如:秒脈沖、IRIG-B等)信號之間的時間偏差，時間分辨率優(yōu)于20ns；支持PTP時間準(zhǔn)確度測試，時間分辨率優(yōu)于20ns，時間標(biāo)簽準(zhǔn)確度優(yōu)于50ns。測試方法時間同步誤差測試方法及判定如下：測試過程：應(yīng)按照以下內(nèi)容開展相關(guān)工作：時間同步測試儀通過IEEE802.1AS與時間敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及合智一體裝置進(jìn)行對時，對時穩(wěn)定后通過時間同步測試儀的SlaveClock端口接收時間同步報文；使用時間同步測試儀查看變電站自動化時間敏感網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的時間同步誤差精度。測試判定：時間同步誤差精度測試結(jié)果是否小于1us。傳輸時延測試測試環(huán)境按照圖A.2搭建傳輸時延測試環(huán)境。測試工具網(wǎng)絡(luò)測試儀網(wǎng)絡(luò)測試儀應(yīng)符合DL/T1940的要求，并滿足以下要求：支持100/1000Mbits以太網(wǎng)接口線速流量的產(chǎn)生；支持IETFRFC2544和IETFRFC2889測試功能，測試幀長、測試時間、時延類型、流量負(fù)載等參數(shù)可設(shè)置；支持流量編輯功能，可任意設(shè)置每條流量的帶寬、幀長和幀內(nèi)容(如頭類型、VLAN、QoS、凈荷等)；支持基于端口/流量的報文統(tǒng)計和分析功能，至少應(yīng)包括:發(fā)送、接收報文數(shù)量，最大、最小和平均時延，時延抖動和時延分布，正序或錯序等。時間同步裝置時間同步裝置應(yīng)符合DL/T1940的要求，并滿足以下要求：PTP主時鐘和PTP從時鐘符合DL/T1100.2的要求；PTP主時鐘和PTP從時鐘提供用于檢測的時間同步信號輸出（如：秒脈沖、IRIG-B等）。測試方法傳輸時延測試方法及判定如下：測試過程：應(yīng)按照以下內(nèi)容開展相關(guān)工作：在系統(tǒng)時鐘正常情況下，按照IETFRFC2544規(guī)定的方法，將時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)交換機(jī)任意兩個端口與網(wǎng)絡(luò)測試儀相連接，測試幀長度分別為64B、65B、128B、256B、512B、1024B、1280B、1518B，每個幀長測試時間為60s；計算并記錄測試數(shù)據(jù)的傳輸時延，記錄時延應(yīng)包含最大時延、最小時延和平均時延。測試判定準(zhǔn)則：SV報文傳輸時延、GOOSE報文傳輸時延、MMS報文傳輸時延判定準(zhǔn)則如下：SV報文平均傳輸時延是否小于55.6us；GOOSE報文平均傳輸時延是否小于10us*交換機(jī)跳數(shù)；MMS報文平均傳輸時延是否小于10us*交換機(jī)跳數(shù)。傳輸時延抖動測試測試環(huán)境按照圖A.2搭建傳輸時延抖動測試環(huán)境。測試工具網(wǎng)絡(luò)測試儀網(wǎng)絡(luò)測試儀應(yīng)符合DL/T1940的要求，并滿足以下要求：支持100/1000Mbits以太網(wǎng)接口線速流量的產(chǎn)生；支持IETFRFC2544和IETFRFC2889測試功能，測試幀長、測試時間、時延類型、流量負(fù)載等參數(shù)可設(shè)置；支持流量編輯功能，可任意設(shè)置每條流量的帶寬、幀長和幀內(nèi)容(如頭類型、VLAN、QoS、凈荷等)；支持基于端口/流量的報文統(tǒng)計和分析功能，至少應(yīng)包括:發(fā)送、接收報文數(shù)量，最大、最小和平均時延，時延抖動和時延分布，正序或錯序等。時間同步裝置時間同步裝置應(yīng)符合DL/T1940的要求，并滿足以下要求：PTP主時鐘和PTP從時鐘符合DL/T1100.2的要求；PTP主時鐘和PTP從時鐘提供用于檢測的時間同步信號輸出（如：秒脈沖、IRIG-B等）。測試方法傳輸時延抖動測試方法及判定如下：測試過程：在系統(tǒng)時鐘正常情況下，按照IETFRFC2544規(guī)定的方法，將時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)交換機(jī)任意兩個端口與網(wǎng)絡(luò)測試儀相連接，網(wǎng)絡(luò)測試儀兩個測試端口同時以線速互相發(fā)送數(shù)據(jù)，測試幀長度分別為64B、65B、128B、256B、512B、1024B、1280B、1518B，每個幀長測試時間為60s；記錄測試數(shù)據(jù)的時延抖動，記錄時延抖動應(yīng)包含最大時延抖動、最小時延抖動和平均時延抖動。測試判定準(zhǔn)則：不同幀長下的平均傳輸時延抖動是否均小于1us。

（資料性）

測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時間同步誤差測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時間同步誤差測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖A.1。圖A.1時間同步誤差測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸時延和傳輸時延抖動測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸時延和傳輸時延抖動測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖A.2。圖A.2傳輸時延和傳輸時延抖動測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參考文獻(xiàn)[1]NB/T10321-2019風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[2]DL/T1403-2015智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[3]IEC61850-3:2013Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation–Part3:Generalrequirements[4]IEC61850-8-1:2011Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation–Part8-1:Specificcommunicationservicemapping(SCSM)–MappingstoMMS(ISO9506-1andISO9506-2)andtoISO/IEC8802-3[5]IEC61850-10:2012Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation–Part10:Conformancetesting[6]IEC61869-9:2016Instrumenttransformers–Part9:Digitalinterfaceforinstrumenttransformers[7]IEC62351-1:2007Powersystems