基于iec61850的数字化变电站通信系统性能研究

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1、分类号TM92密级公开单位代号10256学号15105023硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree基于IEC61850的数字化变电站通信系统性能研究学位申请人：方子璐指导教师：杨俊杰（教授）学科专业：电气工程智能电网信息与通信工程学位类别：工学硕士所属院系：电子与信息工程学院2018年3月分类号TM92密级公开单位代号10256学号15105023上海电力学院硕士学位论文基于IEC61850的数字化变电站通信系统性能研究学位申请人：方子璐指导教师：杨俊杰（教授）学科专业：电气工程智能电网信息与通信工程学位类别：工学硕士论文定稿日期：2018.3中文摘要基于I

2、EC61850的数字化变电站通信系统性能研究摘要变电站通信系统是保障站内智能电子设备信息交换的枢纽。近年来，随着IEC61850标准的引入，为智能变电站的推行提供了强大的技术支持。目前，针对基于IEC61850数字化变电站通信系统实时性与可靠性研究还存在不足。因此，本文以基于IEC61850的D2-1型变电站为对象，旨在通过研究改善其通信实时性与可靠性。本文的主要研究内容如下：（1）分析IEC61850标准研究现状，介绍了基于该标准的数字化变电站三层两网系统结构，重点分析智能变电站通信网络实时性，可靠性研究现状。（2）对变电站内数据流进行时域分类，建立数据流的数学模型，智能电子设备模型。考

3、虑到各数据流特性与通信系统性能密切相关，对关键参数进行网络仿真，提高模型精度。（3）建立基于IEC61850的D2-1型数字化变电站模型，包括合并单元、测控设备、保护设备等元件；增添应用配置与业务主询模块完成通信功能。（4）针对改善变电站通信网络实时性问题，分析通用传输协议报文端到端时延不确定因素，通过网络仿真变电站四类拓扑，网络负载，协议映射机制，确定提高通信实时性的最优方案。提出按间隔划分虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork，VLAN）结合优先级标签技术方案，仿真验证该方案的有效性。（5）最后针对变电站可靠性问题，依据故障零切换时间要求，分别以并行冗余协议（Par

4、allelRedundancyProtocol，PRP），高可用性无缝环网协议（High-availabilitySeamlessRedundancy，HSR）构建保护系统模型。建立站控层采用PRP，过程层采用HSR模型，通过可靠性框图法，成功流法建模，由算例论证PRP-HSR方案的可行性与有效性。关键词：IEC61850，变电站，实时性，可靠性，虚拟局域网，成功流法I上海电力学院硕士学位论文STUDYTHEPERFORMANCEOFTHECOMMUNICATIONSYSTEMOFDIGITALSUBSTATIONBASEDONIEC61850ABSTRACTThesubstationco

5、mmunicationsystemisthehubinrealizingtheexchangeofintelligentelectronicdeviceinformation.Inrecentyears,withtheintroductionoftheIEC61850standard,ithasprovidedstrongtechnicalsupportfortheimplementationofsmartsubstations.Atpresent,therearestilldeficienciesintheresearchonreal-timeandreliabilityofIEC618

6、50digitalsubstationcommunicationsystem.Therefore,thisarticleisbasedontheD2-1substationastheobject,aimedatimprovingitsreal-timeandreliabilityperformance.Themaincontentsofthispaperareasfollows:(1)AnalyzedthestatusquoofIEC61850standardresearch,introducedthestructureofdigitalsubstation,itcontainsthree

7、-layerandtwo-network,andemphaticallyanalyzedthereal-timeandreliabilityresearchstatusofintelligentsubstationcommunicationnetwork.(2)Dataflowtransmittedinsubstationareclassifiedintheperspectiveoftime-domain.Establi