船舶综合电力系统监控网络实时性分析.pdf

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1、第38卷第15期电力系统保护与控制v0I_38NO．152010年8月1日PowerSystemProtectionandControlAug．1．2010船舶综合电力系统监控网络实时性分析钱美，吴正国，韩江桂(1．海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉430033；2．海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033)摘要：针对船舶综合电力系统监控系统对数据传输的实时性需求，分析了数据流的特征，并按照实时性强弱进行了分类对基于CAN和以太网的两层网络结构，在CAN网络使用固定优先级，而在以太网使用严格优先级队列机制确保实时数据的优先传输。为了评估网络的实时性能，基于网络演算理论对

2、传输时延的上界进行分析计算，给出了各数据流的到达曲线和服务曲线，并得出最大时延的计算表达式。以一个典型的船舶电力系统为例验证了该方法的有效性，为构建合理的综合电力系统网络平台提供了理论依据。关键词：综合电力系统；监控网络；网络演算；时延上界ReabtimeperformanceanalysisofintegratedpowersystemmonitoringandcontrolnetworkinvesselQIANMei，WUZheng—guo，HANJiang—gui(1．ElectricalandInformationEngineeringInstitute，NavyUnive

3、rsit)『ofEngineering，Wuhan430033，China；2．DynamicalEngineeringInstitute，NavyUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Withthedemandofrea1．timedataflowtransmissioninpowersystemmonitoringandcongolnetwork．thispaperanalysesthecharactersofdataflow，andclassifiesitaccordingtorea1．timecharacter

4、．TothetwolayersnetworkarchitecturesofCANandEthemet．itgivesthemethodofrea1．timedataflowtransmissionwithfixpriorityinCAN．andstrictpriorityqueue(SPQ)inEthernet．Thenitanalysesandcalculatesthemaxdelayboundwithnetworkcalculus．Thearriva1curveandservicecurvearegiven．andthedelayboundexpressionsarealSOg

5、otten．Atlast．jtgivesanexampleoftraditionalpowersyrstemtoverifythevalidityofthemethod．ThispapersuppliesatheoreticalevidencefordesigningareasonableIPSnetworkplatform．Keywords：integratedpowersystem：monitoringandcontrolnetwork：networkcalculus；maxdelaybound中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674—3415(2010)15-00

6、38—05系统，组成了船舶电力系统控制、监测、管理及保0引言护一体化的网络型分布式IPS能量管理系统。随着船舶向大型化现代化发展，电力推进系统能量管理系统对网络的实时性要求非常高，系的广泛应用及大型高能设备的使用，船舶综合电力统可靠的操作和避免系统的灾难依靠最坏情况下通系统(~TheIntegratedPowerSystem，IPS)得到了迅信设施的性能。但由于网络时延是客观存在的，有速发展。IPS以计算机网络为基础，一般采用二层时会导致需要立即传输的数据请求得不到保证，这网络体系结构[1-21：下层为基于CAN现场总线的设需要采用一定的策略加以保证。另外预测一定优先备层，实现了数

7、据采集、状态监测、事故报警、系级的节点数据传输时延是很困难的，预测时延依赖统保护、设备管理等功能；上层为基于高速以太网同时传输的高优先级节点数的多少和网络的结构。络的管理层，它通过网关将各区域控制中心互联，使用随机模型方法例如队列理论和仿真方法得到的组成一个上层系统实现管理及智能操控。通过上、平均时延没有太大的意义，因为它们不能有效地表下二层网络将中央控制中心、分区管理站点互联成明硬实时数据在任何情况下是否满足其截止期的要求。基金项目：国家自然科学基金委创新研究群体基