基于并行冗余网络的数字化变电站通信网络构架

为适应采用交换机网络进行通信对传输网本身可靠性提出的要求,介绍了IEC62439标准描述的高实用性自动网络通信协议。采用并行冗余协议进行网络构架。在站控层和间隔层之间采用环形双网,在间隔层和过程层之间采用星形双网。互备的双网同时运行,并在链路层实现冗余数据帧的处理。与传统互备组网方式所用规约进行了对比,指出了并行冗余方式的优越性。     

IEC62439 PRP冗余丢弃算法设计

智能变电站GOOSE、SV、MMS三网合一信息充分共享,双星型网架可靠性较高,相应电力装置需支持高效、健壮冗余丢弃算法。针对PRP推荐双窗口丢弃算法较复杂、乱序报文效率较低、时序考量不严谨、无设备重启等异常处理,总结了丢弃算法基本要求,分析了时序可靠丢弃、安全接收原则,提出基于节点对节点链路序列号状态HASH算法和固定单滑动窗口相结合的方法。详细分析起止点在与不在滑动窗口、接收序列号在窗口前中后情形,并给出算法伪码供借鉴使用。健壮性指出超过一定时限,序列号相同,报文内容未必相同;在同一个时限内,FCS(帧校验序列)完全一样,报文内容未必相同。本方法能快速准确判断丢弃接收重复报文,为智能变电站电力装置支持PRP/HSR奠定坚实算法基础。     

IEC 61850新型网络冗余报文捕获解析工具开发

以设计解析新型报文工具为目的,分析了网络冗余下的新型并行冗余双网原理,在解读新型报文格式的基础上,采用Wireshark网络开发包,基于Windows平台,结合GTK界面设计工具,开发出含有并行冗余双网的采样值报文捕捉、解析工具。并采用WinPcap库接口函数模拟装置发送报文,验证协议解析工具的可行性。结果表明,该解析工具能正确地分析数据包的负载内容,对IEC 61850第2版的推广具有重要意义。     

基于PRP和HSR技术的数字化变电站设计

为满足数字化变电站对于可靠性和经济性的基本设计要求。提出了一个数字化变电站实用设计方案,并介绍了其全站通信网络、配置方法和对装置的具体要求。该方案采用了基于并行冗余协议（parallel redundancy protocol, PRP）和高可用性无缝环网结构（high availability seamless ring, HSR）的冗余通信技术,并使用了从系统到装置的一站式配置工具。提出的设计方案不仅能满足数字化变电站可靠性、经济性的要求,而且具有较好的可维护性和可扩展性。     

变电站通信网络和系统协议IEC 61850标准分析

标准化通信解决方案是不同厂家的变电站自动化系统设备实现互操作性，达到信息共享，实现开放系统的重要保证。介绍了IEC已制定关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC 61850的主要内容，详细分析了IEC 61850标准信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等主要特点。目前，IEC 61850正式版本还没有公布，但研究其技术内容和分析其主要特点，对于了解变电站自动化技术发展的国际趋势和研究开发新系统颇具指导意义。     

基于IEC61850的变电站通信方式解析

IEC 61850标准"变电站通信网络与系统"是针对变电站自动化系统通信体系结构的一个国际标准。文中通过一些例子简要概述IEC 61850的一些概念及应用分析。     

IEC 61850通信冗余实施方案

由于IEC 61850没有对通信冗余的实现加以具体的规定,目前已经提出了几种不同的通信冗余实现方案。IEC 61850的理想方案是在智能电子设备（IED）的逻辑访问点的地址层下实现通信冗余,即IED单一IP地址实现通信冗余。但是目前提出的单一IP地址实现方案,无论是在协议栈附加特定通信服务映射（SCSM）参数方案,还是基于以太网交换机的单环网方案,都存在不能完全互操作的问题。双星形独立子网是文中重点讨论的另外一种通信冗余实现方案。虽然该方案也存在互操作问题,但是该方案具有更高的可靠性,可用于保护功能相关的双重化通信,并能与以往的IEC 60870-5-104通信冗余实现保持一致。文中推荐在将来的IEC 61850通信冗余实现上使用这种方案,并建议在将来的IEC 61850版本中对具体通信及通信冗余的实现进行更详尽的描述,以满足在通信冗余下IED之间互操作性的要求。     

高可用性无缝环网在数字化变电站通信网络的应用

数字化变电站对通信网络可靠性要求极高,IEC62439-3标准提出了高可用性无缝环网结构.介绍了双连接的交换节点以及处理重复报文的机制,通过删除环网内循环复制的广播报文,能够抵抗广播风暴形成.对几种冗余协议进行了故障恢复时间、可靠性、经济性等性能比较,并设计了应用高可用性无缝环网的变电站三层通信网络结构.高可用性无缝环...     

基于IEC 61850的变电站自动化系统通信网络

基于IEC 61850标准的变电站自动化系统通信网络不仅需要基于标准中特殊通信服务映射所规范的网络技术,而且网络设备和数据信息的建模需要利用面向对象技术,遵循标准中提供的模型,并通过一致性测试的检验,使设备具有互操作性,实现数据的共享。文章介绍了IEC 61850——变电站通信网络和系统系列国际标准的制定背景,分析了标准的内容和主要特点,总结了IEC 61850标准与现有其它电力系统通信协议的关系与区别,提出了以IEC61850为基础的电力系统无缝通信体系结构。     

基于高可用自动化网络的保护系统及其可靠性分析

随着基于IEC 61850的数字化变电站系统的进一步发展,传统变电站内的信号和控制电缆将逐步被过程总线所代替。IEC已经将工作重心逐渐转移到过程总线上,结合制订IEC 61850 Ed 2.0,IEC 开始深入研究并制订诸如IEC 62439-3、IEEE 1588-2008等标准。阐述了IEC 62439-3标准的典型技术特征,及其支持网络无扰恢复的技术原理。将IEC 62439-3应用于过程总线,并与传统保护系统相比,分析采用不同过程总线的全数字化保护系统的结构,利用可靠性框图对不同结构的保护系统可靠性参数进行详细的计算和分析。针对过程层总线宜采用的网络结构给出了建议。     

基于IEC61850和嵌入式以太网的变电站网络通信系统

针对我国现行变电站网络通信系统中存在的不足之处,提出了一种新型的基于IEC61850通信协议和嵌入式以太网技术的变电站网络通信系统结构。介绍了IEC61850通信协议的主要特点,提出了以太网和knWorks现场总线相结合的以太网应用模式,给出了IED（Intelligent Electronic Device）的硬件结构图。实验结果表明,与传统变电站网络通信系统相比,该新型变电站网络通信系统的网络带宽大大增加了,能够实现变电站的间隔层至远动控制中心的无缝通信连接。并且易于和PC机和广域网相连,具有很好的应用前景。     

浅析IEC61850在变电站通信网络中的应用

IEC61850是国际电工委员会(IEC)制定的变电站内通信网络和系统标准体系,目的是实现不同厂家生产的控制、监视和保护设备的信息共享,使变电站自动化系统成为开放系统,同时不同设备间具有互操作性。在分析IEC61850标准的信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等概念的基础上,建立符合IEC 61850标准的变电站内通信系统的框架模型;分析由于应用IEC 6 1850标准带来变化及如何面对突出的网络安全问题。     

智能变电站通信网络架构研究

目前智能变电站根据安全及业务不同划分了几个不同的区域网络,由于智能变电站对业务的融合实现一体化监控系统的发展需求,为了满足对各区业务进行统一管理需要,需要对不同区域的功能进行融合。在智能变电站过程层组网结构分析的基础上,对过程层报文进行了分析,提出了过程层网络融合技术方案。     

变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议(PRP)的制造报文规范(MMS)/采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余(HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。     

基于EPOCHS的数字化变电站通信网络仿真分析

针对变电站自动化系统全站统一式通信网络结构,在电力通信同步仿真平台(EPOCHS)上建立了基于IEC 61850标准的数字化变电站的通信网络动态仿真模型.依据网络仿真需求,在网络模拟器NS2中实现了物理子网间的连接,并添加虚拟局域网多播和报文优先级处理机制.对采样值(SAV)和通用面向对象的变电站事件(GOOSE)传输的实时性进行了仿真分析,仿真结果为网络带宽、虚拟局域网划分以及报文优先级处理提供了依据.     

变电站嵌入式以太网通信平台的设计与实现

设计了一种变电站嵌入式以太网通信平台,硬件设计基于TMS320F2407DSP,软件设计基于嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ。阐述了以太网接口的实现与操作系统的移植过程,然后对嵌入式TCP／IP协议栈进行了合理的设计,并通过实验测试验证了该通信平台的可行性。