本文關(guān)鍵詞：智能變電站數(shù)據(jù)流分析及其網(wǎng)絡通信性能研究

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【摘要】：智能變電站是電網(wǎng)運行重要的節(jié)點支撐及能量傳輸樞紐,承擔著電力傳輸?shù)霓D(zhuǎn)移與分配任務。作為變電站“神經(jīng)系統(tǒng)”,通信系統(tǒng)管理著以電子互感器、保護、測控等IED (Intelligent Electronic Device)設備為基礎(chǔ)搭建的變電站自動化平臺,通信性能的優(yōu)劣將直接影響著變電站的安全可靠運行。但是目前對智能變電站分析與研究的手段較少,智能變電站網(wǎng)絡架構(gòu)的組網(wǎng)方式主要依賴設計人員的經(jīng)驗判斷與流量估算。通信網(wǎng)絡運行與維護依靠主要自身性能“盡力而為”,缺乏與電力系統(tǒng)相適應的網(wǎng)絡優(yōu)化控制策略與方式,可靠性只能通過依賴于投入大量冗余設備來保障,造成資源上的浪費。因此,研究上述問題對智能變電站通信網(wǎng)絡性能的影響與解決方案具有重要的理論價值和實際意義。本文取得的成果與主要研究工作如下：(1)研究了智能變電站通信標準IEC61850的基本內(nèi)涵與關(guān)鍵技術(shù)。(2)定性分析了變電站通信數(shù)據(jù)流的來源、種類、功能等特點,根據(jù)其時序發(fā)送機制,引入概率分布知識,建立切合度最高的數(shù)學模型。(3)研究了過程總線組網(wǎng)拓撲,分析了星型拓撲、環(huán)型拓撲、總線拓撲和網(wǎng)狀拓撲各自優(yōu)缺點。探討了網(wǎng)絡擁塞及流量控制的關(guān)鍵技術(shù)。(4)本文提出了基于OPNET的智能變電站數(shù)據(jù)流動態(tài)性能建模與仿真方法,分析了IEC61850協(xié)議、IED、交換機、仿真場景、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵對象的建模要求,利用OPNET模型庫和自定義建模方法,建立了智能變電站數(shù)據(jù)流動態(tài)仿真平臺。以智能變電站實際工程案例為對象,研究了網(wǎng)絡拓撲、GOOSE與SV報文共網(wǎng)及分網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)等關(guān)鍵因素對變電站網(wǎng)絡通信性能的影響,為智能變電站通信網(wǎng)絡分析設計提供有效的工具。
【關(guān)鍵詞】：智能變電站 網(wǎng)絡通信 IEC61850 擁塞控制 VLAN OPNET仿真
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM76;TM63
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 本課題的研究背景和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排15-17
• 1.3.1 本文的主要內(nèi)容15-16
• 1.3.2 本文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 IEC61850通信標準的內(nèi)涵與技術(shù)特征17-27
• 2.1 IEC61850標準的內(nèi)涵17-20
• 2.2 IEC61850標準的五大技術(shù)特征20-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 智能變電站數(shù)據(jù)流定性分析與定量估算27-38
• 3.1 智能變電站數(shù)據(jù)流來源27-28
• 3.2 智能變電站數(shù)據(jù)流的分類及性能要求28-29
• 3.3 智能變電站數(shù)據(jù)流的數(shù)學建模29-34
• 3.4 SV和GOOSE報文的流量定量計算34-37
• 3.4.1 SV數(shù)據(jù)流量評估34-36
• 3.4.2 GOOSE數(shù)據(jù)流量評估36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 過程層通信組網(wǎng)方式與網(wǎng)絡擁塞控制措施38-49
• 4.1 過程總線通信原理38
• 4.2 過程層組網(wǎng)方案38-41
• 4.3 網(wǎng)絡擁塞分析41-44
• 4.3.1 網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象41-42
• 4.3.2 網(wǎng)絡擁塞原因42-44
• 4.4 擁塞控制策略44-48
• 4.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)44-46
• 4.4.2 MAC地址過濾技術(shù)46
• 4.4.3 全雙工通信方式46-47
• 4.4.4 優(yōu)先級技術(shù)47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 智能變電站通信網(wǎng)絡性能仿真分析49-69
• 5.1 網(wǎng)絡性能仿真平臺OPNET簡介49-51
• 5.1.1 仿真平臺簡介49-50
• 5.1.2 仿真平臺技術(shù)特征50-51
• 5.2 智能變電站關(guān)鍵設備建模51-56
• 5.2.1 合并單元模型51-52
• 5.2.2 保護單元模型52-54
• 5.2.3 測控單元模型54-55
• 5.2.4 智能終端模型55-56
• 5.3 基于220KV智能變電站工程案例的仿真平臺搭建56-60
• 5.3.1 工程案例簡介56
• 5.3.2 變電站各間隔組網(wǎng)方案及其建模56-60
• 5.4 過程層網(wǎng)絡仿真結(jié)果分析60-68
• 5.4.1 10M和100M通信鏈路下通信性能比較60-61
• 5.4.2 單間隔GOOSE和SV數(shù)據(jù)流量仿真分析61-62
• 5.4.3 星型、環(huán)型及網(wǎng)狀拓撲方式下通信實時性研究62-64
• 5.4.4 過程層GOOSE和SV報文分網(wǎng)與共網(wǎng)的實時性研究64-66
• 5.4.5 基于VLAN技術(shù)的仿真研究66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻71-76
• 致謝76

【參考文獻】

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本文編號：1000922