本文關(guān)鍵詞：基于IEC61850標準的變電站數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字化變電站 IEC61850標準 IEEE802.1Q/P OPNET

【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(guān)鍵問題。IEC61850標準的頒布和以太網(wǎng)技術(shù)的成熟為變電站的智能化發(fā)展提供了技術(shù)支持。本文結(jié)合D2型變電站實際情況,面向網(wǎng)絡(luò)研究增強基于以太網(wǎng)的變電站通信實時性的具體網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方法。主要內(nèi)容包括:(1)從IEC61850標準體系和數(shù)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(shù)學模型,分析數(shù)據(jù)傳輸時延產(chǎn)生的原因,從而提出改善網(wǎng)絡(luò)性能的辦法。對比變電站不同組網(wǎng)方式的優(yōu)缺點,選取三網(wǎng)統(tǒng)一式變電站通信網(wǎng)絡(luò)。(2)在分析VLAN(虛擬局域網(wǎng))和優(yōu)先級標記兩種技術(shù)在交換機中的實現(xiàn)機制的基礎(chǔ)上,提出了在智能電子設(shè)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(shè)備能夠根據(jù)所發(fā)報文對實時性要求的不同靈活設(shè)置數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級別,減少了交換機轉(zhuǎn)發(fā)報文過程中封裝和拆封時間,轉(zhuǎn)變了只有交換機實現(xiàn)方案中同一個智能電子設(shè)備內(nèi)的所有報文固定設(shè)置一種優(yōu)先級,增強了數(shù)字化變電站中智能電子設(shè)備綜合傳輸數(shù)據(jù)的能力,減少了重要報文端到端的時延。利用OPNET網(wǎng)絡(luò)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(shè)備交換機制下的網(wǎng)絡(luò)傳輸時延,仿真結(jié)果驗證了在網(wǎng)絡(luò)重載的情況下智能電子設(shè)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(wǎng))時變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)負載的基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)中核心交換機負載,降低總體鏈路利用率。又根據(jù)變電站中一次設(shè)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(wǎng)絡(luò)流量突然增大兩種情況下實時性傳輸?shù)哪芰ΑＭㄟ^和現(xiàn)有無VLAN組網(wǎng)方案對比,此組網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)資源的占用,當故障發(fā)生時,減少了母線間隔內(nèi)保護設(shè)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(jié)果驗證了所設(shè)計VLAN方案降低了電網(wǎng)正常運行時的網(wǎng)絡(luò)負載,增強了關(guān)鍵信息GOOSE跳閘報文在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性,確保電網(wǎng)高效、可靠、安全的運行。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)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(wǎng)絡(luò)性能研究15-17
• 1.4 本文工作、貢獻以及結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3 IEC61850 通信協(xié)議棧22
• 2.4 變電站內(nèi)報文分類22-23
• 2.5 變電站不同報文數(shù)學建模23-25
• 2.6 網(wǎng)絡(luò)報文傳輸時延25-28
• 2.7 本章小結(jié)28-30
• 第3章 IEC61850 變電站通信網(wǎng)絡(luò)性能與組網(wǎng)方案30-43
• 3.1 IEC61850 變電站通信服務(wù)映射30-36
• 3.1.1 面向?qū)ο蟮男畔⒔?/span>31-32
• 3.1.2 ACSI服務(wù)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(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)36-42
• 3.2.1 變電站站控層與過程層組網(wǎng)方案36-38
• 3.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)拓撲選擇38-39
• 3.2.3 數(shù)字化變電站拓撲結(jié)構(gòu)39-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于報文優(yōu)先級網(wǎng)絡(luò)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(nèi)數(shù)據(jù)流分類及其優(yōu)先級配置47-48
• 4.5.2 仿真模型構(gòu)建48-53
• 4.5.3 仿真結(jié)果及分析53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第5章 基于VLAN網(wǎng)絡(luò)流量控制實施方案57-64
• 5.1 未劃分VLAN變電站內(nèi)數(shù)據(jù)流57-58
• 5.2 基于VLAN網(wǎng)絡(luò)報文流量控制策略58-59
• 5.3 VLAN的網(wǎng)絡(luò)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(jié)果分析60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 總結(jié)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】

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本文編號：1071070