随着能源短缺和环境污染问题的日渐突出,智能电网的理念得到了广泛认可和快速发展,为推进智能电网的建设进程,作为智能电网中的重要网络节点,智能变电站的建设和发展具有重要的现实意义。相比于传统变电站,智能变电站在自动化、智能化、数字化等方面的优势更加突出。然而,由于智能化需求的提高,数据流信息急剧增加,这对智能变电站通信可靠性提出了更高的要求。目前,基于简化、智能控制等手段的智能变电站可靠运行方法众多,但当这些方法都不能进一步提高系统可靠性时,冗余设计将成为提升变电站可靠性的唯一手段。本文针对智能变电站通信服务的冗余方案进行研究,力图通过面向通用对象的GOOSE(Generic Object Oriented Substation Events)服务和采样测量值SMV(Sampled Measured Value)服务的冗余设计进一步提升变电站运行的可靠性。首先,为探讨冗余设计在智能变电站可靠性提升中的可行性,基于二次设备可靠性评估方法,对比分析了串并联结构下冗余方案加入前后的设备工作寿命,以此验证冗余设计在可靠性提升中的作用。随后通过分析当前保护设备的冗余设计,发现现阶段冗余方案只应用了部分链路资源,这使得基于冗余设计提升变电站的可靠性切实可行。其次,为实现SMV的冗余设计,以采样数据同步为目标,分析了不同步和伪同步问题产生的原因,并提出一种基于数据保存和插值计算的SMV采样同步问题冗余设计方案,相应的数据品质保护原则也被给出。然后,为实现GOOSE的冗余设计,基于通信实现流程,设计了GOOSE服务的发送、接收、故障处理机制,并以此为基础研究了过程层GOOSE通信和与SMV共网传输时的冗余设计方案。对于过程层GOOSE通信,仅基于双网数据冗余就可以实现;对于共网传输,针对最为突出的闭锁问题,提出基于虚拟时标的无闭锁冗余方案。最后,为验证冗余设计方案的有效性,在PCS915母线保护机的基础上搭建了测试平台,分别在直采网采和共网传输场景下针对合并单元数据同步品质是否正常开展测试,测试结果表明:在所设计的SMV和GOOSE冗余方案下,保护在点对点光纤开断和恢复过程中,装置内部标志显示保护全程都不会出现闭锁问题,从而使母线保护能够正常动作而不受链路异常的影响,提升了智能变电站运行的可靠性。