本文關(guān)鍵詞：智能化變電站過(guò)程層通信冗余網(wǎng)絡(luò)的研究

  更多相關(guān)文章： 智能變電站 通信網(wǎng)絡(luò) IEC 62439 HSR 哈希算法

【摘要】：隨著我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)型智能電網(wǎng)的提出以及發(fā)展,傳統(tǒng)的常規(guī)變電站通過(guò)數(shù)字化變電站的過(guò)渡,逐步向智能變電站轉(zhuǎn)變。智能變電站是智能電網(wǎng)的重要支撐,通信技術(shù)的成熟與否是實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵。變電站內(nèi)的各種智能電子設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互銜接,通信網(wǎng)絡(luò)是變電站實(shí)時(shí)信息交換不可缺少的功能載體。因此,研究冗余通信在智能化變電站中應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)變電站網(wǎng)絡(luò)高效、可靠運(yùn)行具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)故障直接影響系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和安全性,對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)造成安全隱患。為了網(wǎng)絡(luò)故障帶來(lái)的不良影響,IEC 62439-3提出了并行冗余協(xié)議(PRP)和高可用性無(wú)縫冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)(HSR)。同時(shí),IEC 61850-9-2也指出:PRP和HSR網(wǎng)絡(luò)冗余結(jié)構(gòu)尤其適用于智能化變電站的過(guò)程總線。本文的研究對(duì)象為基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的通信冗余網(wǎng)絡(luò),主要結(jié)合IEC 62439中所提出的冗余網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能化變電站通信冗余進(jìn)行研究。介紹了6種網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議,對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行闡述,并對(duì)冗余方案進(jìn)行比較分析。結(jié)合IEC61850對(duì)變電站的分層結(jié)構(gòu)以及對(duì)通信接口之間數(shù)據(jù)的特征要求,提出了應(yīng)用于智能變電點(diǎn)過(guò)程總線PRP-HSR冗余網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案。高可用無(wú)縫冗余環(huán)網(wǎng)(HSR)具有零恢復(fù)、高可靠性以及良好經(jīng)濟(jì)型的優(yōu)點(diǎn)。在熟悉HSR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及工作原理之后,分析了HSR冗余網(wǎng)絡(luò)的通信規(guī)則和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),表明數(shù)據(jù)幀中目的地址、源地址和序列號(hào)是網(wǎng)絡(luò)處理重復(fù)幀和循環(huán)幀的主要依靠。通過(guò)對(duì)HSR網(wǎng)絡(luò)雙連接交換節(jié)點(diǎn)(DANH)和與單連接交換節(jié)點(diǎn)(SAN)相連冗余盒(RedBox)進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析,明確冗余控制體(LRE)是網(wǎng)絡(luò)終端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余,處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的關(guān)鍵。根據(jù)IEC 62439-3中HSR網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)幀的處理規(guī)則,本文給出了3種操作算法。最后,本論文對(duì)3種算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。考慮到算法中不同的探測(cè)序列,進(jìn)行了5類實(shí)驗(yàn)仿真,定義了拒絕率指標(biāo),并對(duì)5類方案中多播和單播情況下的仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析和討論。
【關(guān)鍵詞】：智能變電站 通信網(wǎng)絡(luò) IEC 62439 HSR 哈希算法
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM63;TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景和意義10
• 1.2 智能化變電站的發(fā)展10-15
• 1.2.1 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)10-11
• 1.2.2 數(shù)字化變電站11-13
• 1.2.3 智能化變電站13-14
• 1.2.4 通信系統(tǒng)的重要性及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 IEC 62439 標(biāo)準(zhǔn)分析17-32
• 2.1 IEC 62439 的主要內(nèi)容17
• 2.2 幾種基本的冗余結(jié)構(gòu)17-26
• 2.2.1 媒介冗余協(xié)議MRP17-19
• 2.2.2 并行冗余協(xié)議PRP19-20
• 2.2.3 高可用性無(wú)縫環(huán)網(wǎng)冗余HSR20-21
• 2.2.4 交叉冗余協(xié)議CRP21-23
• 2.2.5 信標(biāo)冗余協(xié)議BRP23-25
• 2.2.6 分布式冗余協(xié)議DRP25-26
• 2.3 冗余方案比較26-27
• 2.4 智能化變電站過(guò)程層PRP-HSR冗余網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架27-31
• 2.4.1 變電站分層27-28
• 2.4.2 PRP-HSR組網(wǎng)方案28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 高可用無(wú)縫冗余網(wǎng)絡(luò)32-43
• 3.1 HSR網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?/span>32-33
• 3.2 HSR工作原理33-34
• 3.3 HSR網(wǎng)絡(luò)中交換接收節(jié)點(diǎn)的通信規(guī)則34-35
• 3.3.1 發(fā)送規(guī)則34
• 3.3.2 接收規(guī)則34
• 3.3.3 轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則34-35
• 3.3.4 直通轉(zhuǎn)發(fā)(cut-through)35
• 3.3.5 壞幀處理方式35
• 3.4 HSR數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)35-38
• 3.5 HSR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及操作38-40
• 3.5.1 雙連接交換節(jié)點(diǎn)(DANH)38-40
• 3.5.2 單連接交換節(jié)點(diǎn)(SAN)40
• 3.6 重復(fù)幀處理40-41
• 3.7 HSR網(wǎng)絡(luò)中使用VLAN功能41-42
• 3.8 本章小結(jié)42-43
• 4 HSR冗余網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的操作算法43-59
• 4.1 一般規(guī)則43-44
• 4.2 算法 1：循環(huán)表44-46
• 4.3 算法 2：開(kāi)放尋址的哈希表46-55
• 4.3.1 哈希表46
• 4.3.2 哈希存儲(chǔ)的基本思路46
• 4.3.3 哈希函數(shù)的構(gòu)造方法46-47
• 4.3.4 解決沖突的方法47-50
• 4.3.5 開(kāi)放尋址法50-53
• 4.3.6 哈希函數(shù)的選擇53-54
• 4.3.7 內(nèi)存訪問(wèn)次序54-55
• 4.4 算法 3：帶循環(huán)表的哈希表55-57
• 4.5 3種算法比較57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 5 實(shí)驗(yàn)仿真59-79
• 5.1 仿真環(huán)境59-68
• 5.1.1 模擬節(jié)點(diǎn)59
• 5.1.2 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)59-61
• 5.1.3 環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)61
• 5.1.4 數(shù)據(jù)幀發(fā)生器61-62
• 5.1.5 查找表62-66
• 5.1.5.1 循環(huán)表62
• 5.1.5.2 開(kāi)放尋址的哈希表62-64
• 5.1.5.3 帶循環(huán)表的哈希表64-66
• 5.1.6 接收處理區(qū)66-67
• 5.1.7 仿真過(guò)程67-68
• 5.2 仿真相關(guān)配置68-69
• 5.2.1 仿真單位之間68
• 5.2.2 仿真內(nèi)容68-69
• 5.3 仿真結(jié)果及討論69-74
• 5.3.1 循環(huán)表的仿真結(jié)果70
• 5.3.2 開(kāi)放尋址哈希表的仿真結(jié)果70-73
• 5.3.2.1 線性探查70-71
• 5.3.2.2 二次探查71-72
• 5.3.2.3 雙重探查72-73
• 5.3.3 帶循環(huán)表的哈希算法仿真結(jié)果73-74
• 5.4 仿真結(jié)果討論74-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 6 結(jié)論與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果85-86
• 致謝86-87

【相似文獻(xiàn)】

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