發(fā)布時間：2017-10-21 03:35

  本文關鍵詞：基于IEC61850標準的變電站數據通信子系統(tǒng)研究

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【摘要】：目前,變電站自動化系統(tǒng)存在整體信息化水平不高、信息資源不能充分共享等關鍵問題。IEC61850標準的頒布和以太網技術的成熟為變電站的智能化發(fā)展提供了技術支持。本文結合D2型變電站實際情況,面向網絡研究增強基于以太網的變電站通信實時性的具體網絡實現(xiàn)方法。主要內容包括:(1)從IEC61850標準體系和數字化變電站本身的特點出發(fā),對變電站報文類型歸類,建立數學模型,分析數據傳輸時延產生的原因,從而提出改善網絡性能的辦法。對比變電站不同組網方式的優(yōu)缺點,選取三網統(tǒng)一式變電站通信網絡。(2)在分析VLAN(虛擬局域網)和優(yōu)先級標記兩種技術在交換機中的實現(xiàn)機制的基礎上,提出了在智能電子設備IED中實現(xiàn)這兩種協(xié)議機制的方案。該方案使智能電子設備能夠根據所發(fā)報文對實時性要求的不同靈活設置數據幀的優(yōu)先級別,減少了交換機轉發(fā)報文過程中封裝和拆封時間,轉變了只有交換機實現(xiàn)方案中同一個智能電子設備內的所有報文固定設置一種優(yōu)先級,增強了數字化變電站中智能電子設備綜合傳輸數據的能力,減少了重要報文端到端的時延。利用OPNET網絡仿真軟件比對變電站中SV(采樣值報文)、GOOSE(跳閘報文)兩種報文在有無智能電子設備交換機制下的網絡傳輸時延,仿真結果驗證了在網絡重載的情況下智能電子設備實現(xiàn)IEEE802.1Q/P協(xié)議機制方案更好地保證了GOOSE跳閘報文傳輸實時性。(3)在分析了沒有劃分VLAN(虛擬局域網)時變電站內網絡負載的基礎上,提出對變電站按間隔劃分VLAN,以此限制采樣值報文只在本功能間隔發(fā)送電流電壓的采樣值,減輕網絡中核心交換機負載,降低總體鏈路利用率。又根據變電站中一次設備聯(lián)動保護的配合要求提出跨間隔的VLAN劃分,增強了過程層中GOOSE報文在正常傳輸和網絡流量突然增大兩種情況下實時性傳輸的能力。通過和現(xiàn)有無VLAN組網方案對比,此組網方案增強了GOOSE跳閘保護報文通信的實時性,降低了電流電壓采樣值SV報文對網絡資源的占用,當故障發(fā)生時,減少了母線間隔內保護設備對饋線間隔中智能斷路器發(fā)出的保護控制命令的傳輸時延,能夠更好的滿足標準的要求。利用OPNET仿真結果驗證了所設計VLAN方案降低了電網正常運行時的網絡負載,增強了關鍵信息GOOSE跳閘報文在網絡傳輸的實時性,確保電網高效、可靠、安全的運行。
【關鍵詞】：數字化變電站 IEC61850標準 IEEE802.1Q/P OPNET
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM63;TM73
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 選題背景12-13
• 1.3 研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 IEC61850 的研究13-15
• 1.3.2 針對IEC61850 通信網絡性能研究15-17
• 1.4 本文工作、貢獻以及結構安排17-19
• 第2章 IEC61850 變電站通信機制研究19-30
• 2.1 IEC61850 綜述19-21
• 2.2 變電站通信網絡邏輯結構21-22
• 2.3 IEC61850 通信協(xié)議棧22
• 2.4 變電站內報文分類22-23
• 2.5 變電站不同報文數學建模23-25
• 2.6 網絡報文傳輸時延25-28
• 2.7 本章小結28-30
• 第3章 IEC61850 變電站通信網絡性能與組網方案30-43
• 3.1 IEC61850 變電站通信服務映射30-36
• 3.1.1 面向對象的信息建模31-32
• 3.1.2 ACSI服務向MMS的映射32-33
• 3.1.3 GOOSE報文和SV報文的通信映射及通信模型33-36
• 3.2 變電站通信網絡組網36-42
• 3.2.1 變電站站控層與過程層組網方案36-38
• 3.2.2 通信網絡拓撲選擇38-39
• 3.2.3 數字化變電站拓撲結構39-42
• 3.3 本章小結42-43
• 第4章 基于報文優(yōu)先級網絡控制策略研究43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 IEEE802.1Q和IEEE802.1P協(xié)議43-44
• 4.3 IEEE802.1Q/P交換機實現(xiàn)方案研究44-46
• 4.4 IEEE802.1Q/P在IED中實現(xiàn)方案46-47
• 4.5 OPNET仿真47-55
• 4.5.1 變電站內數據流分類及其優(yōu)先級配置47-48
• 4.5.2 仿真模型構建48-53
• 4.5.3 仿真結果及分析53-55
• 4.6 本章小結55-57
• 第5章 基于VLAN網絡流量控制實施方案57-64
• 5.1 未劃分VLAN變電站內數據流57-58
• 5.2 基于VLAN網絡報文流量控制策略58-59
• 5.3 VLAN的網絡流量控制策略實例59-60
• 5.4 OPNET仿真60-62
• 5.4.1 仿真場景搭建60
• 5.4.2 仿真結果分析60-62
• 5.5 本章小結62-64
• 總結與展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 作者簡介69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況69-70

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：1071070