基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式:点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性.分析了共网传输模式下的主要业务数据类型:SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素:存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析.结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值.     

基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式：点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性。分析了共网传输模式下的主要业务数据类型：SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素：存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析。结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值。     

智能变电站中SMV网和GOOSE网共网可能性探讨

简述目前智能变电站的常用网络架构,分析采样值(sampled measured value,SMV)网和面向对象的变电站通用事件(generic object oriented substation event,GOOSE)网共网所面临的网络设备和智能设备的处理能力、数据实时性和网络可靠性、网络故障情况下对变电站的影响等技术问题.在此基础上对SMV网和GOOSE网共网进行可行性探讨,对所分析的问题逐一提出解决方法,最终得出了基于报文优先级控制、交换机端口数量限制、虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)和GARP组播注册协议(GARP multicast registration protocol,GMRP)分类流量控制等应用的SMV网和GOOSE网共网解决方案.并且搭建试验台对SMV网GOOSE网共网和分网方案进行了对比试验和分析,其结果具有参考价值.     

基于OPNET的数字化变电站继电保护通信网络仿真研究

以500 kV变电站的过程层网络为例,研究3/2接线方式下数字化变电站内的保护和控制设备的通信网络的实时性。简要介绍了OPNET modeler仿真软件。根据数字化变电站不同间隔中的合并单元、控制设备、保护之间的联系,建立OPNET网络仿真模型。根据一次接线形式和继电保护配置特点,划分多个虚拟局域网（VLAN）,仿真比较划分VLAN前后的网络吞吐量和GOOSE报文的时延。通过仿真验证了使用虚拟局域网技术可以有效提高通信网络实时性能的正确性。     

基于OPNET的数字化变电站继电保护通信网络仿真研究

以500 kV变电站的过程层网络为例,研究3/2接线方式下数字化变电站内的保护和控制设备的通信网络的实时性.简要介绍了OPNET modeler仿真软件.根据数字化变电站不同间隔中的合并单元、控制设备、保护之间的联系,建立OPNET网络仿真模型.根据一次接线形式和继电保护配置特点,划分多个虚拟局域网(VLAN),仿真比较划分VLAN前后的网络吞吐量和GOOSE报文的时延.通过仿真验证了使用虚拟局域网技术可以有效提高通信网络实时性能的正确性.     

提高数字化变电站关键报文传输可靠性方法研究

数字化变电站关键报文传输要求处理过程简单、时延小和具备一定的差错控制能力.以报文载体教据帧为研究对象,分析了关键报文的传输可靠性要求及其帧结构.依据报文帧的具体字段,分别分析了通过基于地址字段优化报文寻址、基于优先级字段设置减少时延、基于类型字段配置增加报文识别处理速度及基于内容字段的组成技术增加系统效率来保证报文传输可靠性的技术措施,展现了提高报文传输可靠性的途径与方法.结合基于以太网技术搭建的光纤过程层通信网络方案,说明了目前关键报文的传输可靠性满足数字化变电站的技术要求,可以满足实时性要求较高的技术应用.     

基于OPNET的GOOSE双网性能分析

为研究GOOSE网络结构对快速报文传输实时性、可靠性的影响,利用OPNET软件对智能电子设备（intelligent electronic devices,IED）进行建模型,构建了双端口IED的节点模型,并在此基础之上构建GOOSE网络结构。分别对正常运行的双星型网络、星型网络以及通信网络故障动态情况下的双星型网络进行了仿真,分析了三种情况下快速报文传输延迟时间的差异,并对影响双网报文传输延时的因素进行了比较。结果表明：在满足快速报文传输实时性和可靠性要求的情况下,采用GOOSE双星型网络结构的优越性高于星型网络。     

提高数字化变电站关键报文传输可靠性方法研究

数字化变电站关键报文传输要求处理过程简单、时延小和具备一定的差错控制能力。以报文载体数据帧为研究对象,分析了关键报文的传输可靠性要求及其帧结构。依据报文帧的具体字段,分别分析了通过基于地址字段优化报文寻址、基于优先级字段设置减少时延、基于类型字段配置增加报文识别处理速度及基于内容字段的组成技术增加系统效率来保证报文传输可靠性的技术措施,展现了提高报文传输可靠性的途径与方法。结合基于以太网技术搭建的光纤过程层通信网络方案,说明了目前关键报文的传输可靠性满足数字化变电站的技术要求,可以满足实时性要求较高的技术应用。     

GOOSE报文过滤方法研究

面向通用对象的变电站事件（GOOSE）是IEC 61850标准用于解决智能电子设备（IED）之间实时信号通信的多播通信机制,但标准中推荐的多播报文过滤方法在实际工程中不具备可操作性。分析和比较了3种多播报文过滤机制的特点,认为静态配置交换机多播过滤是目前IEC 61850变电站应用GOOSE切实可行的方案,提出了交换机配置定值化管理的概念。交换机配置定值化管理是数字化变电站的必然趋势。IEC 61850标准应采纳统一的动态多播地址管理协议实现交换机动态多播地址过滤,以简化变电站网络设备的管理。     

数字化变电站采样值传输规约的综述与对比分析

全面介绍了用于数字化变电站过程层网络的四种采样值传输规约规范:FT3规约、IEC 61850-9-1规约、IEC 61850-9-2及IEC 61850-9-2 LE版规约;在通信网络与传输方式、编码,数据模型与配置、服务与映射,工程应用等方面进行了对比分析,研究了它们各自不同的多个特性及这些特性在工程应用中的优劣势.研究结果有利于数字化变电站的过程层网络的规约选择、IED产品研发和实际工程应用.     

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.     

现阶段的数字化变电站网络架构设计

数字化变电站是常规变电站的发展方向,网络架构作为数字化变电站的核心内容应对其进行深入研究.文中分别从功能结构和物理结构两方面对数字化变电站的基本网络进行分析,指出可行方案.以实际建设的数字化变电站为对象,分析了网络流量并提出了合适的网络带宽;结合常规保护装置的配置原则,提出了一种较为合适的网络冗余方案,并给出了实际典型间隔的网络架构图.最后提出了简单可行的虚拟局域网划分方法.为现阶段提供了一种实用的网络架构方案,为数字化变电站的大规模应用打下了坚实基础.     

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。     

基于网络通信的变电站数字视频远程监控系统

借助于计算机网络和数字视频技术的发展，研究开发了一种基于以太网数据通信，采用TCP／IP协议和组网技术的变电站数字视频远程图像监控系统。该系统具有较大的灵活性和可扩展性．能适应不同规模监控系统网络和不同数量监控对象的要求，为智能化无人值班变电站的发展提供了务件。中对该监控系统的组成、功能、结构特点(包括监控中心、站端监控系统、数据传输等)以及软件编程基础等进行了详细分析。     

基于虚拟局域网的变电站综合数据流分析与通信网络仿真

根据IEC61850标准,归纳分析了数字化变电站内的各种典型数据流,运用明确的数学模型对其进行了详细描述,最终得出各类报文的数据包生成图。以IEC 61850-5规定的D2-1典型变电站为例,对其中存在的各种数据流及其流量大小进行了详细说明;利用OPNET仿真软件,应用优先级标签技术,对基于虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)的集成型变电站综合通信网络进行了仿真分析,进一步研究了变电站通信网络中VLAN的配置方法和原则,对有无VLAN的星型网络进行了对比研究。结果表明,VLAN技术可以较好地解决变电站中的网络资源竞争以及部分安全性问题。     

数字变电站通信网络业务的自相似特性研究

文章在研究了基于IEC61850标准的数字化变电站通信网络的结构和通信数据流,分析了自相似业务的特点和建模方法的基础上,提出变电站的突发性业务流具有自相似特点.利用OPNET仿真在自相似业务模型下数字变电站通信网络的业务特性,结果表明变电层工程师站收到的保护动作反馈信息具有明显的自相似特性和突发性(H=0.677＞0.5),并且在这种自相似业务下,通信网络时延起伏较大,呈现出突发性和长相关性.     

电力综合自动化系统中数字化变电站特点和网络选型

讨论了全数字化变电站自动化系统的特点、结构,叙述了变电站内数据流和信息传输的特点及应用方案,分析了数字化变电站自动化系统的通信网络结构、优点、应用前景以及潜在市场。     

基于变电站GOOSE网络的OPNET与NS2仿真比较

在网络拓扑参数设置相同的情况下,通过网络仿真软件OPNET和NS2,定量地仿真分析了变电站GOOSE网络的网络流量和延迟等特性,得到了一致的仿真结果。分析了OPNET和NS2在仿真智能变电站通信网络的不足,为以后的电力系统通信网络性能分析系统研究提供借鉴。     

数字化变电站GOOSE链路状态监测方法探讨

研究数字化变电站面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)报文传输及通信状态判断机制,提出应用二维表解决GOOSE通信链路监测手段匮乏、不够直观等问题的方法,实现数字化变电站保护、测控、故障录波器、智能汇控柜等装置的GOOSE通信链路可视化监测。阐述了实际220 kV数字化变电站工程中的应用方案,为站内智能电子设备通信状态监测提供有效技术手段。     

基于OPNET的智能变电站过程层网络建模方法

智能变电站过程层网络的性能,会直接影响继电保护等高实时性应用的有效实现。为了定量研究过程层网络的可靠性和实时性,提出了一种基于OPNET的过程层网络建模方法。根据过程层网络设备结构、报文种类及流量特征,搭建了合并单元、智能终端、保护测控装置等各智能电子设备（IED）模型。在此基础上,建立了每个间隔模型;并以D2-1型变电站为例,采用星型拓扑组建了过程层网络模型。最后以组建的网络模型为平台,开展了虚拟局域网（VLAN）划分方式的研究,仿真及测试结果说明了模型的有效性。