基于OPNET的智能变电站通信网络研究

发布时间：2017-10-31 00:30

  本文关键词：基于OPNET的智能变电站通信网络研究

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【摘要】：在整个电力系统中,变电站处于电力传输的枢纽位置,承担着电能的传输以及任务的分配。为了使变电站可以在电网的安全、可靠运行中发挥更加充分强大作用,引入变电站自动化系统SAS、智能电子设备IED等高科技手段。但是,随着电网结构复杂化、信息容量扩张化、实时信息传输增大化,智能变电站暴露的问题也随之增多,而能够为SAS提供有力保障的是快速、安全并且开放的通信网络,以及完善的通信网络及系统标准。因此,在IEC61850国际标准基础上,对变电站通信网络的实时性及信息安全性进行研究,具有一定的理论和应用价值。本文首先从IEC61850标准入手,对基于此标准的智能变电站总体框架、逻辑组网方式以及实际拓扑结构深入分析研究,对比了两种组网方式、三种基本网络拓扑的特点,给以后实际网络选型提供参考。以D2-1型变电站为主要研究对象,根据实际变电站内部通信的数据传输,实现其精确业务模型的有效配置,再结合相应拓扑建模、设备建模及链路建模,实现其在OPNET中仿真模型的建立。主要内容包括以下四方面:(1)基于不同拓扑结构的通信网络进行对比建模仿真;(2)以馈线1间隔为例,基于节点设备分别采用SCSM简化协议模型和OSI传统模型的子网进行建模对比仿真;(3)采用控制变量法,对馈线1间隔内影响报文传输时延不确定性的因素展开研究;(4)在考虑实时性的基础上,通过对比研究,得出解决变电站通信网络信息安全性的最优策略—划分虚拟局域网(VLAN)。并将VLAN划分方案,应用于不同规模变电站,在有无设置VLAN的不同场景中,对比统计变量中央交换机的转发数据速率及以太网时延,验证VLAN技术能够有效兼顾数据传输实时性、安全性。
【关键词】：智能变电站通信网络 OPNET仿真 实时性 安全性
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63;TM73
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 选题背景和意义11
• 1.2 变电站通信网络数据传输实时性研究现状11-13
• 1.3 变电站通信网络信息安全性研究现状13-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-16
• 第2章 智能变电站通信网络及其性能研究16-28
• 2.1 IEC61850标准介绍16-17
• 2.2 基于IEC61850的智能变电站通信网络17-25
• 2.2.1 智能变电站的总体框架17-19
• 2.2.2 智能变电站的组网方式19-20
• 2.2.3 智能变电站的通信网络拓扑结构20-23
• 2.2.4 智能变电站的抽象通信服务接. ACSI23-24
• 2.2.5 智能变电站的特殊通信服务映射SCSM24-25
• 2.3 基于IEC61850的变电站通信网络的性能要求25-26
• 2.3.1 变电站通信网络实时性要求25-26
• 2.3.2 变电站通信网络信息安全性要求26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 基于OPNET的智能变电站实现28-37
• 3.1 OPNET软件简介28-29
• 3.2 OPNET仿真流程29-31
• 3.3 基于OPNET的网络建模31-34
• 3.3.1 网络模型31
• 3.3.2 节点模型31-33
• 3.3.3 进程模型33-34
• 3.3.4 链路模型34
• 3.4 基于OPNET的业务建模34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 基于OPNET的智能变电站通信网络实时仿真研究37-58
• 4.1 变电站通信网络数据传输过程时延不确定性分析37-40
• 4.2 基于OPNET的智能变电站建模仿真40-56
• 4.2.1 节点建模40
• 4.2.2 网络建模40-45
• 4.2.3 业务建模45-50
• 4.2.4 仿真结果分析50-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第5章 考虑实时性的智能变电站通信网络安全性解决策略58-76
• 5.1 智能变电站通信网络中主要存在的安全威胁58-59
• 5.2 基于IEC62351的智能变电站信息安全解决策略59-63
• 5.2.1 IEC62351标准在智能变电站通信网络中的应用59-60
• 5.2.2 基于IEC62351的智能变电站信息安全解决策略60-63
• 5.3 基于VLAN的智能变电站信息安全解决策略63-75
• 5.3.1 VLAN在智能变电站通信网络中的应用63-64
• 5.3.2 基于VLAN的智能变电站通信网络仿真研究64-68
• 5.3.3 仿真结果分析68-75
• 5.4 本章小节75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 丁津津;高博;刘宁宁;郭力;;智能变电站网络结构分析与VLAN划分方式探讨[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2013年03期

2 王慧;;虚拟局域网(VLAN)的实际应用[J];黑龙江科技信息;2011年36期

3 汪哲民;张帆;;基于OPNET Modeler的变电站层通信网络实时性能仿真[J];微型机与应用;2010年21期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 许铁峰;数字化变电站通信网络仿真及可靠性研究[D];浙江大学;2012年

2 张剑;基于OPNET仿真建模方法研究[D];武汉理工大学;2005年

3 王洪炼;基于IEC61850的IED配置器设计与实现[D];西南交通大学;2008年

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5 刘丹;基于IEC61850的变电站通信仿真研究[D];华南理工大学;2013年

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本文编号：1120048