基于IEC 61850的智能变电站系统的通信网络性能的研究
发布时间：2021-09-28 21:28
电力与通信技术的飞速发展与有机结合促使基于IEC 61850通信标准的新一代智能变电站成为了未来变电站的发展方向,通信网络作为智能变电站的信息交互渠道,其性能优劣直接影响了智能变电站相关功能的可靠实现。本文简单介绍了IEC 61850通信标准,概括了智能变电站的基本概念和功能特点并分析了其组成结构。介绍了智能变电站两网独立和全站统一两种组网方式以及总线型、星型和环型三种网络拓扑。从可靠性、安全性和实时性三个角度阐释了IEC 61850对于智能变电站通信网络性能的具体要求。吸取了以往研究中数据流模型过于简单、没有分别讨论不同报文时延等缺点,利用OPNET仿真软件,以D2-1型中等配电智能变电站作为研究对象,对其通信网络和各类数据流进行了分析、建模和仿真,从不同报文的角度详细分析对比了三种通信网络拓扑的实时性。基于仿真结果,针对以往研究中没有考虑到的链路利用率过高和虚拟局域网划分方式不恰当的问题提出了采用恰当划分的虚拟局域网和报文优先级技术的网络优化方案并进行了仿真对比,有效改善了D2-1型智能变电站的通信网络实时性。最后介绍了可靠性的相关概念及评价指标,基于可靠性框图的分析方法,以D2-...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站的自动化系统的体系结构
图 2-2 变电站自动化系统中的功能自由分布Fig.2-2 Functional free distribution in the substation automation system(2) 抽象通信服务接口通过归纳、总结变电站自动化系统中的各种功能，IEC61850 规定了各种独立层协议栈、位于应用层以上的通信服务和相应接口，这些服务和相应接口即象通信服务接口(ACSI)。IEC61850-7-2 中定义了 14 类抽象通信服务模型，分逻辑节点模型，逻辑设备模型，服务器模型，数据集模型，数据模型，应用关型，替换模型，控制模型，报告及记录控制块模型，整定值控制块模型，采样送模型，通用变电站事件模型，文件传输模型和时间同步模型。并且根据服式定义了两种标准通用服务模型，一种是客户/服务器式服务模型，如获取数务和控制服务等，另一种为点到点式服务模型，如采样值传输服务和继保设间的数据传输服务等对于通信系统性能要求比较高的服务。抽象通信服务接现了应用与通信协议的相互独立，充分屏蔽了底层协议栈对上层应用的影响(3) 特殊通信服务映射抽象通信服务的相关功能是采用报文的交换来完成的，不同功能对于相应报
上海交通大学硕士学位论文输来自过程层合并单元(MU)采集的状态信息和电压电流测量值；面相通变电站事件(GOOSE)对应快速报文和跳闸报文，用来传递保护动作信号态信息的变化等，这些报文都有着很高的时延要求，所以被直接映射到层（以太网）以缩短传输延时，并且一般采用多播的方式进行传输；时务对应的时间同步报文被映射至简单网络时间协议栈(SNTP)，向全站智备广播系统时钟信息，用以实现时间校对；ACSI 核心服务则对应中速报报文和文件传输报文被映射到制造报文规范(MMS)，用来在智能电子设器之间进行保护动作信息和录波信息等数据交互；通用变电站状态事件速报文则被映射到通用变电站状态事件(GSSE)协议栈；这些映射关系被殊通信服务映射，SCSM 将各类抽象通信服务模型映射到具体的通信协议当高层应用发生改变时，只需修改相应的映射规则即可应对这些变化，网络技术的迅猛发展。
本文编号：3412558
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站的自动化系统的体系结构
图 2-2 变电站自动化系统中的功能自由分布Fig.2-2 Functional free distribution in the substation automation system(2) 抽象通信服务接口通过归纳、总结变电站自动化系统中的各种功能，IEC61850 规定了各种独立层协议栈、位于应用层以上的通信服务和相应接口，这些服务和相应接口即象通信服务接口(ACSI)。IEC61850-7-2 中定义了 14 类抽象通信服务模型，分逻辑节点模型，逻辑设备模型，服务器模型，数据集模型，数据模型，应用关型，替换模型，控制模型，报告及记录控制块模型，整定值控制块模型，采样送模型，通用变电站事件模型，文件传输模型和时间同步模型。并且根据服式定义了两种标准通用服务模型，一种是客户/服务器式服务模型，如获取数务和控制服务等，另一种为点到点式服务模型，如采样值传输服务和继保设间的数据传输服务等对于通信系统性能要求比较高的服务。抽象通信服务接现了应用与通信协议的相互独立，充分屏蔽了底层协议栈对上层应用的影响(3) 特殊通信服务映射抽象通信服务的相关功能是采用报文的交换来完成的，不同功能对于相应报
上海交通大学硕士学位论文输来自过程层合并单元(MU)采集的状态信息和电压电流测量值；面相通变电站事件(GOOSE)对应快速报文和跳闸报文，用来传递保护动作信号态信息的变化等，这些报文都有着很高的时延要求，所以被直接映射到层（以太网）以缩短传输延时，并且一般采用多播的方式进行传输；时务对应的时间同步报文被映射至简单网络时间协议栈(SNTP)，向全站智备广播系统时钟信息，用以实现时间校对；ACSI 核心服务则对应中速报报文和文件传输报文被映射到制造报文规范(MMS)，用来在智能电子设器之间进行保护动作信息和录波信息等数据交互；通用变电站状态事件速报文则被映射到通用变电站状态事件(GSSE)协议栈；这些映射关系被殊通信服务映射，SCSM 将各类抽象通信服务模型映射到具体的通信协议当高层应用发生改变时，只需修改相应的映射规则即可应对这些变化，网络技术的迅猛发展。
本文编号：3412558
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