智能变电站MMS、GOOSE、SV三网合一通信过载隔离抑制策略

在新条件下充分利用现有设备,尽力降低成本基础上,提出了针对智能变电站MMS、GOOSE、SV三网合一通信过载致命性故障的隔离抑制策略。采用简化拓扑,二层动态协议(IEC62439、私有环网、环路检测、STP/RSTP/MSTP、GMRP、IGMP Snooping),静态配置(VLAN、组播、三层路由、策略路由、ACL),过载监测,过载处理结合应用提高网络可靠性,分析了组合VLAN、三层交换、策略路由的隔离拓扑,策略路由支持核心交换机的负载分担,简化了保护测控装置的通信设计和配置。发明了通信设备创新性过载监测阻断解决方法,改变了传统抑制单一手段。分析了动态协议和静态配置在三合一网络中不足和优点,根据智能变电站等级和可靠性要求选用不同隔离策略。通信设备监测到过载时,先自恢复处理,通过硬接线告警,本地记日志,同时MMS发送网络告警信息到监控主机。若不能自恢复则进行过载隔离,切割降低过载影响范围,管理员及时干预处理。     

基于虚拟局域网的智能变电站热备份通信

虚拟局域网（VLAN）技术可提高智能变电站过程层网络通信实时性与安全性。为减小中心交换机的通信压力,针对跨交换机通信,设计了带热备份路由协议（HSRP）的双中心交换机通信方案。在仿真和实验中将添加了热备份路由协议的双交换机网状拓扑与传统单交换机星形网络拓扑结构进行对比,结果表明,采用双中心交换机热备份后,过程层网络中心交换机压力明显减小,并可以在链路发生故障时由备份交换机承担相应的数据通信任务,提高了智能变电站通信网络的可靠性。     

智能变电站MMS通信异常案例分析

MMS(制造报文规范)协议作为智能变电站中站控层网络的通信协议,对MMS报文参数的合理设置将直接影响站控层网络通讯的稳定性、可靠性,从而影响变电站一二次设备的监视与控制。以一起由于MMS报文参数设置不合理而导致的站控层网络通讯异常为例进行分析,总结MMS网络通信的技术特点,并针对案例中的异常提出了整改方案和措施,为智能变电站MMS通信异常的处理提供参考。     

基于QoS的变电站设备无线监测网络拓扑研究

随着无线传感器网络在智能变电站不同业务应用中的深化,网络的高数据率传输和网络的服务质量（qual-ity of service,QoS）问题成为无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）的新热点。针对智能变电站的设备状态监测应用,利用无线传感器网络技术,建立分簇的三层智能变电站设备无线监测网络结构;参考 Zigbee协议和 IEC 61850报文规定,对监测网络数据流进行建模;从用户感知 QoS、网络 QoS 和节点 QoS 三个方面,结合Opnet仿真功能,提出包括端到端时延、MAC层时延、MAC层吞吐率、MAC层丢包率、数据碰撞、丢包率、比特误码率、信噪比和接收功率的QoS指标。根据实际变电站设备监测配置,建立起仿真网络模型,仿真研究表明相比于树状拓扑、Mesh拓扑网络,设计的簇状拓扑网络具有更好的QoS综合性能。     

智能变电站MMS网络通讯中断问题探讨

在智能变电站中,MMS网络作为站控层设备与间隔层设备的通讯枢纽,其网络通讯的稳定性、可靠性直接影响变电站一二次设备的监视与控制。文章以浙江电网500 k V智能变电站白鹿变的MMS网络通讯故障为例进行分析,总结了各种智能变电站MMS网络通讯故障及处理方法,为智能变电站MMS网络通讯中断故障处理提供了参考。     

面向智能变电站通信网络可靠性研究

智能变电站通信系统故障时的零恢复时间和零数据帧丢失问题,传统的冗余机制无法解决。针对这一问题,以智能变电站通信网络的可靠性为研究对象,提出一种并行冗余协议和高可用性无缝环网协议相结合的系统模型。建立站控制层使用并行冗余协议,过程层使用高可用性无缝环网协议的模型,通过可靠性框图和成功流法进行可靠性评估。通过算例验证了所提方法的可行性。结果表明,所提方法能有效地提高通信网络的可靠性,为智能变电站的发展提供了参考和借鉴。     

智能变电站过程层网络虚拟局域网划分的应用

智能变电站二次回路电缆简化和减少的同时带来了过程层网络的光纤通信,网络通信存在网络流量和网络安全等问题。本文针对智能变电站过程层网络架构特点的分析和比较,提出了适用于智能变电站的两层扩展星型拓扑结构——树型拓扑结构,针对智能变电站过程层网络流量特点分析和比较了交换机组播过滤和交换机VLAN划分的两种报文过滤方法,提出了一种可读性强的VLAN ID划分方法和划分原则,并通过工程应用实例验证了其可行性,在工程应用过程中也证明了该方法配置简单、实用且具有可读性,易于工程设计和维护。     

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。     

智能变电站通信网络虚拟局域网建模与优化配置方法

目前虚拟局域网(VLAN)的配置主要由人工完成,工作量大,且缺乏统一的标准和评价指标,容易出现人为错误,给保护控制系统的可靠性带来隐患。分析了VLAN优化配置的约束条件,并基于智能变电站通信网络拓扑结构和设备间报文订阅关系等建立了VLAN配置的通信网络模型。结合VLAN模型,提出了报文最短路径的计算算法,进而实现了VLAN的自动配置与优化。以某实际智能变电站的VLAN优化配置为例,将所提优化方法与现有优化方法进行对比分析,结果证明了所提方案的有效性和实用性。     

220kV泸定智能变电站过程层网络的优化

220 kV泸定变电站是按照IEC 61850标准设计的智能变电站,智能变电站过程层网络的实时性、可靠性要求高。分析了智能变电站过程层网络的发布/订阅通信模型以及OSI模型第二层交换技术的特点,从网络拓扑结构、静态VLAN划分以及动态组播过滤技术对泸定变电站过程层网络进行优化,以完善和提高泸定变电站过程层网络的功能和性能。     

基于虚拟局域网的智能变电站通信网络实时性仿真

利用动态建模技术对IEC 61850-5中D2-1型变电站层次化建模。应用准确的数学模型对变电站内智能电子设备间传输的综合数据流进行全面时域建模。在基于端口的虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)划分基础上,运用优先级标签技术划分站内数据流传输优先级,分别对星型,环形拓扑结构变电站自动系统进行有无VLAN的跨间隔,跨层研究。OPNET仿真结果表明,采用星型,环形组网与VLAN技术,可以有效改善变电站通信网络实时性,较好地抑制广播信息泛滥问题。     

基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术研究

介绍了基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术。它是以IEC61850标准中的变电站自动化拓扑结构、功能层和逻辑接口、ACSI模型的基本模型规范和信息交互模型规范、公用数据属性类型中的品质要求为基础,结合VLAN、Subnet等网络技术的应用情况,对智能变电站站控层、过程层网络状态、链路结构、网络接口位置及接口信息等进行系统组态、流程化管理,以实现对站控层、过程层设备网络信息的实时、准确管理,达到对智能变电站通信故障准确定位快速查找的目的。介绍的故障定位技术,在110 kV智能变电站进行了测试应用,测试结果表明达到了故障定位快速查找和有效评估网络故障可能带来的安全风险的目的。     

智能变电站过程层网络数据流的分析与研究

在分析智能变电站过程层网络主要数据SMV、GOOSE、PTP1588报文共网传输的可行性基础上,指出过程层组网最佳方案是星形拓扑;对比VLAN与GMRP 2种报文过滤技术,以IEC 61850标准中的D2-1典型变电站为例,提出了一套基于间隔的VLAN局域网逻辑结构划分方案,对其中存在的各种数据流流量、通信时延及时延抖动进行了详细说明和计算,最后利用OPNET仿真软件对共网传输时数据流时延进行仿真,论证了采用VLAN技术共网传输的可行性。     

北京地铁1、2号线变电站自动化系统方案

基于网络化结构下的分层分布式系统的实践,使变电站自动化系统的结构和性能发生了重大的变化,提出一种实现变电站全站自动化的方案,应用于北京地铁1、2号线地铁变电站自动化系统。基于分层分布式系统下的系统构成,该系统按纵向分为网络管理层、数据传输层和基础设备层。重点介绍了通信网络的构成,网络管理层基于TCP/IP的以太网络通信,采用站内103通信规约,数据传输层以通信服务器为核心,向下采集其他智能设备数据,支持任何采用103规约及采用Modbus通信规约、pro-bus通信规约或采用TCP/Modbus协议的智能设备,并将采集到的数据转换成以太网双网数据,通过交换机上传至监控系统及调度中心。该系统采用NDT650监控系统软件,完成地铁变电站自动化系统实现的各种功能。     

基于连通状态矩阵的智能变电站安措校核方法

智能变电站采用网络通信模式,其二次安措具有操作对象复杂、隐含不直观的缺点,安措票的正确性难以保证。首先基于变电站配置描述(SCD)文件、IED能力描述(ICD)文件和光纤物理回路描述(SPCD)文件等模型文件,建立智能变电站二次设备的静态拓扑模型,然后读取二次设备的相应状态,进而提出基于二次设备连通状态矩阵的智能变电站安措校核方法。该方法读取安措操作的步骤集合,对安措操作的每一步进行操作校核,检验该操作是否会造成保护的误闭锁或误动作,在操作校核通过后,再进行安措隔离校核,检验检修设备和运行设备之间是否实现了有效隔离。通过某变电站事故和某220 kV智能变电站的算例,证明了所提安措校核方法的有效性。     

智能化变电站自动化系统通信网络实现方式探讨

自动化系统通信网络的标准化、深入化应用是实现变电站智能化的关键。介绍了智能化变电站对其自动化系统通信网络的要求与应用历程,对智能化变电站自动化系统多种网络选型、组网方式、通信标准、网络结构等作了分析对比,并提出了优选方案,最后介绍了宁波110kV城皇智能变电站的网络实现方案。     

智能变电站优化组网的通信网络研究

基于智能变电站对信息共享、网络优化的要求,全站信息一体化已成为未来变电站组网的发展趋势。运用共网技术将间隔层与过程层合并,形成2层1网的优化组网结构。围绕此组网方案,通过网络数据流量的逻辑运算和明确的虚拟局域网(VLAN)划分,在OPNET仿真环境下得到有无VLAN标签的仿真对比图,验证了其网络流量和故障延时满足继电保护对网络通信性能的要求。