本文關(guān)鍵詞：智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)實時性與安全性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南交通大學(xué)》 2015年

基于IEC 61850的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)實時與可靠性研究

施孟陽  

【摘要】：智能變電站是智能電網(wǎng)的重要核心節(jié)點,而站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)是變電站各類信息交換的物理路徑,其實時性、可靠性直接影響著整個變電站的正常運行。因此,對變電站通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性進行建模分析顯得尤為必要。論文分析了采用標準通用傳輸協(xié)議報文的傳輸時延構(gòu)成,并對時延的不確定性進行了研究。根據(jù)報文數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方不同,將變電站內(nèi)存在的數(shù)據(jù)流分為五類,并就不同類別數(shù)據(jù)流的傳輸過程進行了分析。在OPNET平臺上建立了智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的仿真模型以研究其實時性。根據(jù)時延構(gòu)成和不確定性分析,通過典型的變壓器間隔模型仿真,研究了過程層網(wǎng)絡(luò)報文傳輸?shù)膶崟r性影響因素,包括通信網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)負載、交換機包處理速度、通信機制；通過中等規(guī)模變電站站層網(wǎng)絡(luò)模型仿真,研究了正常情況和故障情況下的通信時延以及智能設(shè)備的CPU利用率對實時性的影響,發(fā)現(xiàn)百兆以太網(wǎng)情況下CPU利用率提高至95%時,報文端到端時延有23%的增加,說明在網(wǎng)絡(luò)帶寬充裕的情形下CPU背景利用率的影響開始顯現(xiàn)。通過D2-1變電站統(tǒng)一組網(wǎng)和獨立組網(wǎng)模型仿真,研究了不同組網(wǎng)方式以及虛擬局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對變電站通信實時性的影響,發(fā)現(xiàn)獨立組網(wǎng)的實時性要高于統(tǒng)一組網(wǎng),VLAN技術(shù)減小了站內(nèi)報文通信延時,并削減了不同組網(wǎng)方式的實時性差距。引入了成功流法這一新穎的可靠性建模技術(shù)到智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)可靠性建模中。通過建立D2-1變電站的星型、雙星型、環(huán)型、雙環(huán)型結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)可靠性模型,基于元件可靠性數(shù)據(jù),計算分析了不同拓撲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的輸出信號可靠性指數(shù)。根據(jù)計算結(jié)果可知：單星型結(jié)構(gòu)可靠性最低,IED全部冗余的雙星型結(jié)構(gòu)和雙環(huán)型結(jié)構(gòu)可靠性最高但元件耗費也最大,核心交換機(主交換機)冗余的雙星型結(jié)構(gòu)在可靠性、實時性方面都要優(yōu)于單環(huán)型結(jié)構(gòu)。最后依據(jù)成功流法推導(dǎo)得出的全局可靠性參數(shù)表達式,分析了不同種類元件的可靠性重要度,為變電站通信網(wǎng)絡(luò)的合理配置、檢修優(yōu)先級的確定以及提高系統(tǒng)可靠性提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM63;TM76
【目錄】：

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