1、 數字變電站IEC61850GOOS報文解碼器的FPGA實現 ： In digital substation ， general object oriented substation event（ GOOS）E messages are used to transmit the switch commandand status information.The messages are applied to protecting the measuring and control devices ， and recording the real?time running state of the

2、 substation. The fast decoding to the messages can discover occasional malfunction. After analyzing the structure of IEC61850?GOOSEmessages， the FPGA?baseddesign scheme of GOOSE messages decoding is proposed by considering the real?time requirement of messages transmission.The design of two key stat

3、e machines in decoding module is described emphatically. The compiling of decoding module was realized on Qartus II software platform by using Verilog hardware description language. The rationality of this design was proved by function simulation of the decoding module and online debugging. Keywords

4、： digital substation ； hardware decoding ； GOOSE messag；e FPGA 0 引 言 變電站作為供電的樞紐， 在電力系統中有著重要的地位， 隨 著電力行業的發展， 對變電站的智能化要求也越來越高， 數字化， 網絡化成為其發展的趨勢。數字化變電站采用 IEC61850 標準進 行建模和通信， 實現了站內智能設備間的信息共享和不同設備的 統一管理1 , GOOS作為IEC61850標準中定義的變電站事件模 型之一，其報文傳輸可靠性高，實時性好，廣泛地用于傳輸保護 跳閘，信息閉鎖等重要信息。 數字變電站中傳輸的 GOOS報文是按照IEC61850標

5、準的相 關協議編碼的數據幀，接收信息的設備需要對數據幀進行解碼， 并將解碼的數據保存起來便于后期的數據分析。 目前，國內數字變電站對IEC6185O?GOOS報文的解碼主要 通過軟件形式在操作系統下實現， 相比硬件解碼而言， 這種方式 不僅處理速度較慢，而且還增加了成本。FPGA在數字信號處理 和控制領域都有著成熟的應用，研究基于FPGA寸GOOS報文的 解碼對于維護數字變電站的正常運行和保證通信的實時性有著 重要的意義。 1 IEC61850標準的GOOS協議 1.1 BER 編碼規則 根據標準規定，GOOS協議報文采用抽象語法記法（ASN.1） 的基本編碼規則（BER編碼2 , BER的語

6、法格式為TLV三元組。 標簽域（T）定義一種類型，長度域（L ）定義值域的長度，值域 （V）定義數據對象的值。根據 V域不同，編碼結構分為基本類 型和結構類型，基本類型只包含一個 TLV,而結構類型的V域至 少嵌套一個TLV,具體結構如圖1所示。 1.2 IEC61850?GOOSB的報文幀結構 GOOS服務的通信協議棧由應用層、表示層、數據鏈路層和 物理層組成 3 ，會話層、傳輸層和網絡層均為空，這樣可以縮 短報文的長度，減少傳輸的延時。應用層定義了 GOOS報文的應 用協議數據單元（APDU，表示層遵循 ASN.1 BER對APDU進行 編碼，數據鏈路層基于 ISO/IEC 8802?3 標準設置報文的傳輸優 先級，以太網類型，組播地址等，IEC61850?GOOS的報文幀結 構見圖 2。 2 系統的工作原理 遵循IEC6185O?GOOS協議的以太網數據幀通過 RJ45接口和 PHY以太網芯片后傳送給 MAC太網控制器4，正常工作時，MAC 對實時接收到數據幀進行卸裝，對地址匹配的數據幀去除前導 碼、定界符、填充數據和校驗序列后得到 MAC幀，再由輸出緩沖 器接口輸出給解碼模