基于优先级标签的变电站过程层交换式以太网的信息传输方案

为了解决变电站过程层信息综合传输中的流量冲突问题,作者提出了基于优先级标签在网络端节点内控制信息传输的信息综合传输方案.通过采用IEEE 802.1标准中定义的用户优先级标签,为变电站过程层交换式以太网(SESPL)中不同类型的信息分配不同的优先级别,在交换机和端节点内分别采用先到达先服务(first-come-first-served,FCFS)和静态优先队列(static priority queuing,SPQ)调度算法实现.阐述了在网络端节点的网络协议栈中引入优先级机制的具体实现方法,并且以一个典型变电站馈线间隔模型为例进行仿真验证,仿真结果表明了该方案的有效性和可行性.     

基于权重与预丢弃策略的变电站信息综合传输

针对现有变电站信息传输的不足,提出了基于类的权重公平调度策略和加权随机预侦测的信息传输策略.通过模糊层次分析法计算不同等级的信息的传输权重因子,根据结果划分相应的最小带宽及分组丢弃概率来实现数据传输的服务质量(QoS)要求.并采用网络仿真法,对方案的有效性进行了定量评估.仿真结果表明了该策略的有效性.     

用于电力系统信息综合传输的改进加权公平队列调度算法

为保证电力系统信息综合传输中各种信息业务的服务质量,提出一种改进的最坏情况下公平的加权公平队列(improved worst-case fair weighted fair queueing plus,IWF2Q)调度算法。该算法通过在WF2Q算法的虚拟开始时间和虚拟完成时间计算公式中引入"虚拟延迟时间",解决了电力系统信息综合传输中由WF2Q算法导致的推迟传输高优先级信息业务分组的问题。以NS2为工具,建立了基于区分服务体系结构模型的IEEE 14母线系统信息综合传输网络仿真模型,运用网络仿真方法定量评估了以IWF2Q算法实现基于区分服务体系结构模型的电力系统信息综合传输时各类信息业务的实时性和公平性。仿真结果表明,IWF2Q算法降低了高优先级信息业务分组延时,同时兼顾综合传输的各类信息业务间的公平性,证明了IWF2Q算法的有效性和可行性。     

变电站信息综合传输中的流量控制实现

为了解决变电站信息综合传输中的流量冲突问题，提出了依据实时侦测的网络资源状况信息，对站内传输的各类数据信息进行有效的流量控制，使系统在充分利用网络资源的情况下，能对不同服务质量(QoS)要求的信息业务提供不同的服务带宽，实现信息的综合传输。阐述了变电站信息源端自侦测的流量控制原理：采用扩展Ping方式采集网络资源状况信息；并通过简单统计算法对采集数据进行实时分析，做出网络资源状况评估；依据资源状况评估等级，变电站中各信息源端依据业务类型的QoS分级实施相应的流量控制措施。实例系统仿真结果表明，该方式可以有效地解决变电站信息综合传输中的各类数据业务流量冲突的问题，保障敏感信息的可靠实时传输。     

变电站信息网络传输仿真研究

为考察变电站各种信息在通信网络中的传输性能,建立了完整的变电站信息网络传输模型,包括相应业务类型的信息源建模和数据传输通道建模。同时介绍了一种新型的网络仿真工具OPNET,并采用该软件对典型变电站信息的网络传输进行了实例仿真。     

基于OPNET的智能变电站网络性能优化建模与仿真分析

智能变电站网络性能对变电站继电保护的实时性、信息传输的完整性和应用的有效性有直接影响。从仿真建模角度探究智能变电站网络实时性,为变电站通信网络系统运行提供分析手段和优化方法。首先剖析智能变电站通信网络系统结构,利用OPNET模拟智能变电站通信网络运行场景。接着在深入分析智能变电站通信网络实时性情况的基础上,提出基于DiffServ机制的交换式局域网网络性能优化方案。最后通过OPNET仿真平台模拟和分析该方案的运行场景。结果表明所提方案能够有效提高智能变电站的网络性能。     

智能变电站过程层组网分析与应用

为了验证智能变电站过程层信息共同组网的可行性,分析并指出星型网是智能变电站过程层组网最佳方案。在分析过程层信息流量及传输延时、组网技术的基础上,指出过程层网络采用SMV采样信息、GOOSE变电站通用事件信息、IEEE1588（或SNTP）对时信息共同组网的技术方案,即引入VLAN标签技术减少网络中广播数据,提高网络带宽利用效率;引入IEEE 802.1P流量优先权控制技术,保证信息传输的及时性和有序性;引入快速生成树技术实现网络重构,避免网络风暴。通过仿真测试和验证,其性能指标完全满足变电站技术规范,能够保证变电站安全、可靠的运行要求,其技术方案可靠、可行。     

全维度智能变电站设备状态监测关键技术研究

近年来,在电网的节能化和智能化过程中应用大量的物联网(IoT)设备,解决了因变电站设备繁多而引起的信息孤立、难共享、难整合等问题。将物联网技术引入到变电站设备状态监测中,提出了变电站设备IoT全维度体系架构和变电站设备无线监测网络拓扑方案。在GSO算法基础之上,优化算法对信息模型进行扩展,建立可以承担海量数据的变电站设备状态监测全维度信息模型,并设计了变电站设备监测网络结构。针对不同节点系统进行综合仿真研究,结果表明,该算法有效降低了变电站功率损耗,改善了电压分布,为智能变电站建立全维度设备状态监测系统提供参考。     

变电站过程层报文分网传输性能的仿真分析

基于IEC61850标准的变电站过程层网络是一次设备与二次设备间的信息交换桥梁,承载着各种智能电子设备IED(intelligent electric device)交换数据的实时传输任务。针对目前智能变电站采样值SMV(sampled measured value)与面向对象的变电站通用事件GOOSE(generic object oriented substation event)报文的分网传输结构,利用OPNET仿真平台建立过程层网络以及IED设备的仿真节点模型和网络模型,研究分网传输报文方式下的网络性能及其影响因素。仿真结果表明,采用100 Mbps带宽的以太网和虚拟局域网VLAN技术实现SMV和GOOSE报文分网传输时,实时性较好且时延抖动小,适于现阶段智能变电站的工程实际。     

基于漏桶和服务分类机制的数字化变电站信息传输方法

针对基于IEC61850的数字化变电站的通信要求，提出了基于漏桶和服务分类机制的信息传输新方法。通过建立数字化变电站各种信息流的漏桶模型，在交换机内采用服务分类机制和严格优先级队列调度算法实现信息流的合理调度，并应用网络演算方法求解传输时延上界。最后以典型配置的变电站为例，验证了该方法的有效性和可行性。     

基于贪心流量调度的智能变电站过程层网络拓扑高可用无缝冗余配置方法

泛在电力物联网背景下,智能变电站中负责运行状态上传与控制命令下达的过程层网络负载将急剧升高。传统IEC61850标准协议中的高可用性无缝冗余(High-Availability Seamless Redundancy,HSR)通信链路配置方法由于数据副本在存在环路的网络内循环产生额外流量与额外传输延时,存在信息传输实时性差的缺点。因此,提出基于贪心流量优化算法的过程层网络拓扑高冗余无缝配置方法。首先,在分析采用HSR技术的智能变电站过程层网络工作原理的技术上,提出两种高可用性无缝冗余配置方案:交叉(Cross-Links,CLs)方案与四连通环(Four-Connected Rings,FCRs)方案。其次,为避免过程层网络在流量汇聚时易产生拥塞导致传输时效性变差,提出基于贪心算法的流量调度策略。最后,基于Opnet的变电站仿真算例表明,与传统网络拓扑配置方案相比,所提方案的数据平均传输跳数与传统拓扑方案比下降50%,而采用贪心算法的过程层网络流量调度策略在数据拥塞时的传输延时、丢包率和吞吐量衰退服务分别降低32.7%,63.5%和33.3%。因此,所提方案能够显著提升智能变电站过程层网络性能。     

智能变电站过程层组网改进方案

提出了一种智能变电站过程层组网改进方案。在利用虚拟局域网(VLAN)技术实现网络报文精确控制、确保网络传输性能的同时,参照站内总的网络数据流量和网络记录分析仪以及故障录波装置单光口推荐的接收容量,将经单光口发送至网络记录分析仪以及故障录波装置的数据,借助VLAN技术分为几个光口分别进行传输,有效解决了当智能变电站网络传输流量较大,特别是网络传输流量超出网络记录分析仪以及故障录波装置的百兆以太网光口容量时的数据可靠接收问题。与现有解决方案相比,所提改进方案充分发挥了智能变电站站内信息共享的优势,有效避免了投资成本的大幅增加及直连光纤和光接收模块的大量消耗,并已广泛应用于湖南电网。     

基于信息物理融合的智能变电站过程层网络异常流量检测

智能变电站过程层网络中存在的随机报文与突发报文,伴随可能的信息设备物理故障以及入侵病毒拒绝服务攻击等导致的异常流量,使得基于简单阈值的检测方法无法适用。基于信息物理融合的广义信源及基于网络演算法的通信网络流量计算模型,提出了一种基于信息物理融合和差分序列方差的新型智能变电站过程层网络异常流量检测方法。首先,基于差分序列方差的异常检测方法和流程,提出了变电站过程层流量异常隶属函数以及基于信息物理融合的参数确定方法。其次,为增加异常检测的可靠性,提出了考虑智能变电站过程层报文特点的一种攻击条件阈值以及阈值计算方法。最后,对T1-1型变电站网络进行仿真,验证了所提方法不仅能够对过程层中存在的随机和突发通用面向对象变电站事件报文进行识别,也可识别拒绝服务攻击。     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

An Intelligent Backup Scheme for Current Source Converter-High Voltage Direct Current Systems Based on Artificial Neural Networks

This paper presents an intelligent and integrated backup scheme based on artificial neural networks for current source converter-high voltage direct current (CSC-HVDC) systems. Taking advantage of the properties of ANNs to identify and classify patterns, the proposed scheme is able to detect and correctly locate a fault occurring either at the rectifier substation, the DC line or at the inverter substation. In this scheme, only local signals are used at the rectifier substation and no communication link is necessary, thus improving the system's protection reliability and reducing the required capital cost. Moreover, the proposed scheme could be promptly applicable in practical situations, as the hardware requirements and response times are not critical issues. All steps of the proposed scheme for the aforementioned purpose are accurately discussed in addition to all the information about the CSC-HVDC system under analysis. Finally, a detailed analysis of the influence of the main fault parameters on the algorithm's performance is also conducted.     

基于OPNET的SMV与GOOSE报文共网传输的数字化变电站技术研究与分析

介绍了现有数字化变电站的2种组网模式。分析了IEC 61850-9-1的采样值点对点传输方案以及IEC61850-9-2的采样值网络传输方案;提出了一种应用VLAN技术的IEC 61850-9-2采样值网络和GOOSE网络共网传输的方案,从技术,经济角度分析了其可行性;并对过程层的采样值,GOOSE数据报文进行了流量分析。结合某数字化变电站试点工程,采用OPNET仿真软件对共网传输中IED设备的端到端延时进行了仿真分析,结果表明采用VLAN技术的共网传输方案可行。     

IP网络在配电自动化中的应用

在分析配电自动化(DA)通信系统需求的基础上,提出了建设分层的IP通信网络的方案.将整个网络分为主干网络和分支网络,主干网络连接位于控制中心的主站与位于变电站的配电子站,分支网络连接配电子站与配电终端.对分支网络的组网技术,以及IP通信网络的性能和数据流量进行了分析.采用OPNET软件进行仿真,仿真结果和现场实际应用结...     

变电站过程总线采样值传输仿真系统

为验证基于IEC61850-9-2过程总线的继电保护方案,提出一种基于采样值传输的过程总线仿真系统.仿真系统包括网络平台、流量源和流量控制3个部分.系统底层采用网络数据包过滤器(NPF)内核组件设计,配置高精度定时器,工作在数据链路层,可定性、定量地产生采样值报文,为继电保护实验提供稳定的电压、电流信号.为了对采样值及其传输控制进行验证,构建了基于IEC61850-9-2/LE的采样值传输模型,并在工控机上实现了对信号源的仿真,验证了采样值数据完全符合标准.     

智能变电站过程层组网方案分析

智能变电站是智能电网建设的重要环节,过程层网络则是智能变电站的重要基础,直接关系到全站数据采集和开关控制的可靠性和实时性。总结分析了智能变电站建设过程层设备所涉及的网络报文,针对数据采样和通用面向对象变电站事件（GOOSE）通信的不同组合方式所形成的网络方案进行了对比分析,讨论了采用IEEE 1588标准对时的三网合一...     

数字化变电站对时方法的研究

针对数字化变电站的结构特点,分析了其同步对时的要求以及存在的问题,提出了一种适用于数字化变电站的同步对时方案。该方案依据过程层设备、间隔层设备、变电站层设备的对时特点,分别采用了不同的具体对时方式,以满足各层设备的不同对时要求。在此基础上,提出了间隔层与过程层实现数据同步的方法。对时方案结构清晰,逻辑简单,便于在各智能电子设备中实现,可以有效实现数字化变电站的全站信息同步。