区域保护控制系统站间通信组网方案研究

为解决区域保护与控制系统分布式业务的对等通信业务需求,实现变电站间保护控制业务的对等通信机制,在现有电力系统同步数字体系(synchronous digital hierarchy,SDH)设备组网方案基础上,研究基于SDH设备实现对等通信的组网方案;同时,紧跟IP化传输技术的发展方向,研究适用于电力系统的基于分组传送网(packet transport network,PTN)设备的对等通信组网方案;同时,研究基于高可靠性无缝冗余(high-availability seamless redundancy,HSR)环网技术的对等通信组网方案,并对各种组网方案进行对比,以为将来区域保护控制系统的建设提供指导。     

区域保护与控制系统网络拓扑方案研究

为解决区域保护与控制系统分布式业务的对等通信业务需求,实现变电站间保护控制业务的一发多收机制,同时方便在现有的电力系统传输网上实现,提出了基于SDH的Eo S板卡实现对等通信的解决方案。目前传输网技术正加快向IP化方向发展,为紧跟未来IP化的发展趋势,PTN设备将可能成为下一代电力系统传输网的骨干组网设备,研究了基于PTN传输设备实现站间对等通信的解决方案。从而在区域保护与控制系统业务需求和通信技术发展的双重前提下,实现业务与技术的高度融合,彻底解决对等通信的网络拓扑问题。     

基于GOOSE的区域保护控制系统站间通信技术

传统的电力系统安全稳定控制系统站间通信方案已不能适应区域保护与控制系统的要求,基于此,根据电力系统通信网络的发展现状和区域保护控制系统的架构和通信需求,借鉴智能变电站过程层面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)通信报文机制,提出在广域网实现基于GOOSE的站间组播通信。依据GOOSE报文的特性,分析站间通信的组网方案、带宽控制和系统配置方案等,以广州荔城区域保护与保护控制系统为典型案例进行验证,结果表明基于GOOSE的站间组播通信方案稳定可靠、传输数据量大、重用性和互操作性好,符合当前技术发展趋势,满足区域保护控制系统站间信息交互的需求。     

电力通信网中MSTP向PTN平滑演进的研究

随着智能电网建设的逐步推进,PTN技术已经成为解决电力通信系统网络宽带化、业务IP化和多元化的合理选择。但考虑到保护现有MSTP通信网络投资,以及电力通信网对TDM业务的可靠性依赖,必然存在由MSTP网络向PTN网络演进的过程。文章着眼于现有的电力通信网,首先分析了传统MSTP网络存在的问题,然后对MSTP和PTN技术进行对比,最后给出现有MSTP网络向PTN网络的平滑演进方案,为PTN在电力系统中的应用提供参考。     

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。     

上海电力通信基于SDH的多业务传输平台的建设

随着上海电网规模的日益扩大和上海市电力公司企业信息化进程的推动，上海电力的通信数据业务和应用种类快速增长，使得现有传输网络越来越无法适应新的需求。分析了现有的上海电力通信传输设备的局限性，介绍了MSTP(多业务传输平台)技术的特点及功能，指出利用MSTP技术建设上海电力通信传输网络，具有能利用传统的网络体系，实现高容量、多业务、高可靠性传输的特点，适于上海电力传输网的发展需求。对上海电力建设基于SDH的多业务传输平台的网络结构、网络保护、网络同步、网络管理及其实施方案进行详细描述。网络的建设采用分层结构，采用高效可靠的保护方案，合理组织网络同步链路，建立网络级的管理模式，根据需求对各个站点设备实现不同配置，并将原有设备合理调配和接入。     

基于PTN网络的配电网区域保护控制系统研究及应用

分析了区域保护控制系统的特点及对通信网络可靠性、实时性的要求;提出了一种基于分组传送网的配电网区域保护控制方案,可解决配电网中对大量信息的处理问题,准确实现配电网中的故障定位与隔离,并快速恢复对无故障区域的供电;最后介绍了该方案在某地区的工程应用情况。     

电力系统通信城域MSTP骨干网组网方式探讨

基于SDH的第3代MSTP技术正在快速发展,它不但继承了SDH技术的高可靠性与强大的网络生存能力,还为RPR over SDH等数据业务提供灵活的接入方式和可靠的传输保障。建设MSTP网来传输电力生产信息与部分数据业务信息,是未来电力系统通信网发展的趋势。文章根据电力系统业务的特殊性与通信设备特点,探讨采用MSTP技术组建骨干网的几种组网方案,通过技术上的充分比较,选择出了最优方案,并对该方案的保护方式、节点设置、设备配置等方面进行研究。     

基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究

为了满足电力系统广域保护的通信要求,并为电力系统广域保护网络的工程设计及通信系统的评估计算提供参考和理论依据,提出了基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究。根据SDH光网络通信原理和自愈环网的可靠性评价方法,运用状态空间法量化分析了传输链路区段的故障概率和可用度等指标,阐述了分层区域式保护通信主干网和区域网的可靠性研究方法,包括SDH自愈环网和星型网的可靠性模型及可用度评估、网络冗余和过程层设备组网结构等。例证分析表明,采用SDH自愈环网的通道保护功能可以减小光纤故障对整个环网可靠性的影响,而提高接口的可靠性则是保证SDH环网可靠性的关键。     

基于5G通信的配电网区域保护应用及整定分析

5G网络为配电网各断路器保护装置之间的信息交互提供了通信平台。为解决配电网传统过流保护定值因整定失配造成的越级风险,文中提出一种基于5G通信的配电网区域保护方案,通过在成都配电网开展的实际应用,验证了该方案的可行性。首先,给出了配电网5G区域保护的架构;其次,分析了配电网5G区域保护的动作逻辑,该方案依据区域内断路器的过流及方向标志的组合信号进行故障定位;最后,给出了配电网5G区域保护的整定计算原则。     

典型广域保护通信网络的信息传输可靠性评估

通信网络可靠性是影响广域保护能否实现其预定功能的决定性因素之一。根据电力系统广域保护通信系统主干网和区域网的结构特点,以SDH光网络信息传输原理为基础,以SDH自愈环网和SDH星型网为例,综合利用Markov状态空间法和网络法,通过定性分析和定量计算相结合,分析了二纤单向通道保护环网和星形网络的可靠性模型。算例表明模型反映了信息传输原理,能为电力系统广域保护通信系统的可靠性评估提供参考。     

区域层次化保护系统研究与设计

利用变电站采样信息,提出了一种实现区域层次化继电保护的方式。系统主要由通信网络组成、变电站层,区域保护层。通信系统将就地信息传送至区域保护,实现区域信息共享。在获取变电站层的全景信息后,区域保护系统根据电力系统运行方式、拓扑结构与各供配电线路的故障类型与负荷发生变化,和就地保护进行配合,利用区域信息进行故障定位,实现了面向系统的保护。     

浙江电力三级通信传输网建设与应用

文章介绍和分析了浙江省电力公司原有三级通信传输网状况、电力系统当前业务需求特点、传输网络技术发展特点和趋势,提出技术上采用ROADM/TMUX+MSTP、组网方式采用核心层、汇聚层、接入层的一体化网络建设模式.从设备板卡级、波分层面、MSTP层面和业务层面进行网络可靠性设计,带宽和容量选择,以及关键技术实现等给出网络建设方案.按照该方案建设的浙江省电力公司三级传输网,能显著提升各类新业务的接入和安全保障能力,是浙江省电网运营和发展的坚强支撑和保障.     

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。     

配电网广域保护控制通信网络建模与组网策略

网络化的广域保护控制是配电网发展的必然趋势,然而其工程化应用受通信网络实时性与可靠性的影响,现阶段尚缺乏定量化的配电网广域保护控制系统通信网络性能分析工具与研究方法,使得相关研究难以深入开展。从网络性能约束出发,基于OPNET仿真平台对实体设备进行自定义建模,并通过加载报文协议、设置网络优化策略搭建配电网广域保护控制系统仿真模型,并结合通信设备选型、网络拓扑以及优化调度策略设置不同仿真场景在不同网络层级下进行通信组网策略仿真研究,获得定量化的网络性能分析结果。基于OPNET的配电网广域保护控制系统通信网络性能分析与组网策略研究方法能为配电网广域保护控制系统通信组网的规划、设计与运行提供指导依据。     

继电保护通讯(七十四)

随着数据业务的迅速发展,基于同步数字体系(SDH)的数据传送网缺乏带宽动态调配能力,资源利用率较低,业务开通速度慢;而以太网技术又缺乏电信级的QoS、网络快速保护/恢复及完善的网管机制,不能有效地满足网络对可靠性方面的要求。于是基于SDH的多业务平台(MSTP)技术应运而生,如基于SDH的MSTP和RPR。     

电力系统现有行政交换网向IMS网络迁移演进方案研究

针对电力系统行政交换网电路交换技术已不能满足通信技术发展要求的情况,结合国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司及内蒙古电力(集团)有限责任公司的企业行政交换网现状,提出了网间协议(IP)多媒体子系统(IMS)技术体制,分析了电力系统行政交换网现有技术体制向IMS技术体制演进的主要原则(网络简化、业务连续、灵活接入、资产保护)及业务承载、用户号码迁移和网络互通迁移演进关键策略,实现电路交换和软交换向IMS网络迁移演进方案。     

HSR在第三代智能站中的实现技术

现有智能变电站的网络冗余方案多采用A/B网方案,底层链路与业务协议耦合较深,难以通过标准硬件模块进行通用处理,并且带来了系统负荷较重、成本高昂、网络可靠性过度依赖核心交换机设备等各种问题。IEC62439-3标准中,提供了PRP和HSR的方案,分别在星型网络和环网网络结构中有效解决了这些问题。文中主要以HSR标准和实现技术为对象,研究第三代智能变电站就地模块基于IEC62439-3 标准的HSR 组网实现技术,主要包括了基于软件底层驱动和FPGA交互的互联实现技术、IEEE 1588对时标准在HSR环网的实现技术和基于延时可测技术的HSR环网时间敏感数据同步方案,该技术为就地模块的高可用性环网实现提供技术支持。     

基于同步功能改进的智能变电站区域保护系统

针对当前电网区域保护控制系统研究中涉及的同步方法局限性及其可靠性问题,介绍了1种基于同步功能改进的智能变电站区域保护系统,即采用网络时钟授时与卫星对时相互校验方式获取广域同步数据,提出同步出错的情况下区域站域保护的自适应调整优化策略,实现区域站域保护对数据同步与异步状态的自适应转换,可大大提升了区域综合后备保护的可靠性。     

基于SDH的MSTP技术在超高压电力广域网中的研究与应用

介绍了MSTP(多业务传输平台)技术特点及功能,结合超高压公司自身通信网络的建设,阐述了MSTP技术在电力广域通信网中的应用。