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。     

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。     

采用虚拟局域网的数字化变电站数据通信仿真研究

在研究虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)对数字化变电站实时性与安全性的影响的基础上,进一步研究了VLAN的设置方法,根据通信网络的设备功能划分了11个不同VLAN,明确其所含设备和作用。同时,以D2-1型数字化变电站数据通信星型网络为例,利用网络仿真软件OPNET Modeler对其进行建模仿真,研究VLAN对变电站的影响。仿真结果表明,变电站采用VLAN是可行的,并且划分VLAN不仅可以抑制广播信息泛滥,还可以减少交换机的负荷和减少网络延时,满足IEC 61850对变电站内数据传输严格的时间要求,同时变电站安全性也得到提高。     

基于IEC61850标准的智能变电站过程层组网技术研究

选择适当的智能变电站过程层组网方式,采用虚拟局域网技术对过程层交换机进行合理的VLAN划分,可大大提高交换机的使用效能,避免产生网络阻塞。介绍了智能变电站系统基本结构和组网技术,研究了智能变电站的过程层网络拓扑结构,并根据VLAN技术,探讨了网络的VLAN划分方案,同时结合工程实例提出了220 kV智能变电站具体的组网方案及VLAN划分实现方式。通过220 kV马山变电站的实例应用证明,独立星型双单网方式及基于端口的VLAN划分能有效地保证智能变电站过程层网络数据传输的实时性和可靠性。     

VLAN技术在智能化变电站网络中的应用探讨

参照IEC61850标准通信体系要求,通过对单间隔传输流量的计算,给出了用VLAN技术解决过程层数据流量的技术方案,并从VLAN技术作用、定义方式、802.1p协议、划分原则等方面深入探讨VLAN技术在智能化变电站组网中的应用。结合智能化变电站工程实践,阐述VLAN技术在智能化变电站中的应用方案。说明了VLAN技术,满足IEC61850通信体系下的智能变电站组网要求。     

VLAN技术在智能化变电站网络中的应用探讨

参照IEC61850标准通信体系要求,通过对单间隔传输流量的计算,给出了用VLAN技术解决过程层数据流量的技术方案,并从VLAN技术作用、定义方式、802.1p协议、划分原则等方面深入探讨VLAN技术在智能化变电站组网中的应用.结合智能化变电站工程实践,阐述VLAN技术在智能化变电站中的应用方案.说明了VLAN技术,满足IEC61850通信体系下的智能变电站组网要求.     

基于IEC 61850-9-2的变电站通信网络仿真

以太网的通信能力是支撑基于IEC 61850标准的数字化变电站正常运行的重要因素.文中围绕全站统一环形网和星形网,采用仿真软件OPNET对变电站的各种典型数据流建模,采样值采用IEC 61850-9-2协议,考虑星形和环形2种网络结构、网络带宽、过程层网络传输采样值、环网断线故障、文件传输对采样值与跳闸报文的影响等因素,制定了多套仿真实验方案,针对一个实际的中型变电站进行了对比仿真实验与分析,为数字化变电站系统的构建提供一定的参考.     

数字化变电站组网技术

数字化变电站GOOSE、采样值传输对变电站网络传输性能提出了更高的要求。传统共享式的组播传输方式会造成网络冲突加剧,终端设备组播误收增加,已经不能满足数字化网络传输的工程化要求。对支持IEEE802.1Q的虚拟局域网(VLAN)划分技术、组播注册协议(GMRP)组网技术进行了探讨,指出支持IEEE802.1Q的VLAN划分技术通过隔离广播域的方法和GMRP通过动态组播注册技术都能从理论上解决数字化变电站存在的组播流量问题。相比支持IEEE802.1Q的VLAN划分技术,GMRP具有工程实施维护简单、流量控制精确等优点,在工程化方面具有一定的优势。     

基于SCD解析的智能变电站VLAN划分方法与实现

VLAN技术通过限制智能变电站报文的广播域,隔离多余报文,减轻交换机工作负荷,提高变电站网络传输效率和通信质量。但VLAN的划分主要由人工完成,缺乏统一的准则,没有正反校验,容易导致配置错误,存在划分方案非最优等问题。介绍了VLAN的特点,分析了VLAN划分存在的误区,提出基于SCD解析的智能变电站VLAN划分方法与实现,从充分必要条件阐述了划分方法的正确性,基于流量差异性肯定了VLAN划分方案的优势,最后给出VLAN划分方案的实例。     

变电站通信网络实时性能仿真分析

采用动态仿真建模技术对变电站层嵌入式以太网的实时性能进行了详细分析.首先分析了报文端对端传递时延的构成,揭示了报文传输的本质;其次系统地分析了变电站中数据流的分布,根据统计特征建立了各类数据流的数学模型.考虑变电站通信网络数据流的分布特点和信息到达规律,采用动态仿真方法具体研究了变电站层嵌入式以太网的平均时延、最大时延等链路时延指标.最后进一步分析了TCP/IP协议的开销对报文端对端传递时延的影响.     

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。     

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。     

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。     

火电厂辅助控制系统网络优化

针对火电厂辅助控制系统的可靠性问题,结合广东红海湾发电有限公司2台600MW机组的实况,对其存在的问题进行了分析,提出将网络物理拓扑结构由冗余环网更改为冗余星形网络,并通过升级核心交换机、划分VLAN等软硬件优化措施,提高了网络的可靠性。     

智能变电站全站统一式通信网络研究

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征。优良的网络性能对实现智能变电站的高级功能十分重要。文章针对全站统一式的网络报文传输延时进行了分析,并进一步研究了VLAN划分方法和原则,通过VLAN和优先级标记来降低网络负载和信息数字化数据传输延时。最后在OPNET环境下,验证了在故障的极端情况下,VLAN方案划分的合理性和在降低网络时延方面的有效性。     

面向智能变电站三网合一网络的PRP/HSR实现方案

分析了智能变电站站控层制造报文规范(MMS)网络、过程层面向通用对象的变电站事件(GOOSE)网络、过程层采样值(SV)网络三网合一的网络应用现状,针对目前三网合一网络应用中存在的通信实时性和可靠性的问题,提出了一种基于IEC62439-3并行冗余协议/高可用性无缝环网冗余(PRP/HSR)的智能变电站三网合一网络实现方案,总结了关键设备的研制要点。试验与测试结果验证了所提方案的可靠性。最后对基于HSR双向环网模式下实现分布式母差保护进行了应用设计与分析探讨。     

组网方式数字化变电站改造中的网络资源优化

从网络交换机资源的优化配置的角度分析,组网方式数字化变电站交换机VLAN（虚拟区域网）划分及配置将直接影响数字化变电站的安全稳定运行。     

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。