基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，變電站自動化系統(tǒng)存在整體信息化水平不高、信息資源不能充分共享等關(guān)鍵問題。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的頒布和以太網(wǎng)技術(shù)的成熟為變電站的智能化發(fā)展提供了技術(shù)支持。本文結(jié)合D2型變電站實際情況，面向網(wǎng)絡(luò)研究增強(qiáng)基于以太網(wǎng)的變電站通信實時性的具體網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方法。主要內(nèi)容包括:
　　(1)從IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系和數(shù)字化變電站本身的特點出發(fā)，對變電站報文類型歸類，建立數(shù)學(xué)模型，分析數(shù)據(jù)傳輸時延產(chǎn)生的原因，從而提出改善網(wǎng)絡(luò)性能的辦法。對比變電

2、站不同組網(wǎng)方式的優(yōu)缺點，選取三網(wǎng)統(tǒng)一式變電站通信網(wǎng)絡(luò)。
　　(2)在分析VLAN(虛擬局域網(wǎng))和優(yōu)先級標(biāo)記兩種技術(shù)在交換機(jī)中的實現(xiàn)機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了在智能電子設(shè)備IED中實現(xiàn)這兩種協(xié)議機(jī)制的方案。該方案使智能電子設(shè)備能夠根據(jù)所發(fā)報文對實時性要求的不同靈活設(shè)置數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級別，減少了交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)報文過程中封裝和拆封時間，轉(zhuǎn)變了只有交換機(jī)實現(xiàn)方案中同一個智能電子設(shè)備內(nèi)的所有報文固定設(shè)置一種優(yōu)先級，增強(qiáng)了數(shù)字化變電站中智能電子設(shè)備綜合傳

3、輸數(shù)據(jù)的能力，減少了重要報文端到端的時延。利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件比對變電站中SV(采樣值報文)、GOOSE(跳閘報文)兩種報文在有無智能電子設(shè)備交換機(jī)制下的網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，仿真結(jié)果驗證了在網(wǎng)絡(luò)重載的情況下智能電子設(shè)備實現(xiàn)IEEE802.1Q/P協(xié)議機(jī)制方案更好地保證了GOOSE跳閘報文傳輸實時性。
　　(3)在分析了沒有劃分VLAN(虛擬局域網(wǎng))時變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的基礎(chǔ)上，提出對變電站按間隔劃分VLAN，以此限制采樣值報文只在本

4、功能間隔發(fā)送電流電壓的采樣值，減輕網(wǎng)絡(luò)中核心交換機(jī)負(fù)載，降低總體鏈路利用率。又根據(jù)變電站中一次設(shè)備聯(lián)動保護(hù)的配合要求提出跨間隔的VLAN劃分，增強(qiáng)了過程層中GOOSE報文在正常傳輸和網(wǎng)絡(luò)流量突然增大兩種情況下實時性傳輸?shù)哪芰ΑＭㄟ^和現(xiàn)有無VLAN組網(wǎng)方案對比，此組網(wǎng)方案增強(qiáng)了GOOSE跳閘保護(hù)報文通信的實時性，降低了電流電壓采樣值SV報文對網(wǎng)絡(luò)資源的占用，當(dāng)故障發(fā)生時，減少了母線間隔內(nèi)保護(hù)設(shè)備對饋線間隔中智能斷路器發(fā)出的保護(hù)控制命令的傳