This article contributes to the evaluation of the performance and the precision of the IEC 61850 protocol implementation for real-time simulation. The importance of this study stems from two facts. First, the simulation is a required stage of any design process including that of an IEC 61850 model of utilities, which may include an automation system from two or more vendors. Second, verification of the vendor’s claim to be compliant with a specific edition of IEC 61850 relies in part on the simulation. We validate the interfacing of the IEC 61850 generic object-oriented substation event (GOOSE) and sampled value (SV) packets through the I/O modules of the simulation environment. In addition, this protocol interfacing is applied to validate a distance protection relay model using the IEC 61850 modules of GOOSEs and SVs in the HYPERSIM real-time simulator taking advantage of an SGI parallel supercomputer. The distance protection relay is implemented in Simulink, tested and validated with MATLAB Simscape Power Systems and imported into HYPERSIM via the HYPERLINK module. The simulation result has been evaluated in terms of reliability and time delay which plays an important role for the communication and cyber systems in smart grids. This real-time simulation setup is valuable for prototyping, analysis, and validation of control algorithms compliant with IEC 61850.

中文翻译：

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基于IEC 61850协议的距离保护继电器实时建模与测试

本文有助于评估用于实时仿真的 IEC 61850 协议实现的性能和精度。这项研究的重要性源于两个事实。首先，仿真是任何设计过程的必要阶段，包括 IEC 61850 公用事业模型的设计过程，其中可能包括来自两个或多个供应商的自动化系统。其次，验证供应商声称符合特定版本的 IEC 61850 部分依赖于模拟。我们通过仿真环境的 I/O 模块验证了 IEC 61850 通用面向对象变电站事件 (GOOSE) 和采样值 (SV) 数据包的接口。此外，该协议接口用于在利用 SGI 并行超级计算机的 HYPERSIM 实时模拟器中使用 GOOSE 和 SV 的 IEC 61850 模块验证距离保护继电器模型。距离保护继电器在 Simulink 中实现，使用 MATLAB Simscape Power Systems 进行测试和验证，并通过 HYPERLINK 模块导入到 HYPERSIM。仿真结果在可靠性和时延方面进行了评估，这对智能电网中的通信和网络系统起着重要作用。这种实时仿真设置对于符合 IEC 61850 的控制算法的原型设计、分析和验证非常有价值。使用 MATLAB Simscape Power Systems 进行测试和验证，并通过 HYPERLINK 模块导入到 HYPERSIM。仿真结果在可靠性和时延方面进行了评估，这对智能电网中的通信和网络系统起着重要作用。这种实时仿真设置对于符合 IEC 61850 的控制算法的原型设计、分析和验证非常有价值。使用 MATLAB Simscape Power Systems 进行测试和验证，并通过 HYPERLINK 模块导入到 HYPERSIM。仿真结果在可靠性和时延方面进行了评估，这对智能电网中的通信和网络系统起着重要作用。这种实时仿真设置对于符合 IEC 61850 的控制算法的原型设计、分析和验证非常有价值。