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IEC61850数字化变电站通信仿真研究

发布时间:2016-08-10 09:01

  本文关键词:IEC61850数字化变电站通信仿真研究,由笔耕文化传播整理发布。


《西南交通大学》 2009年

IEC61850数字化变电站通信仿真研究

黄忠胜  

【摘要】: 电子式互感器、智能开关等智能化一次设备逐步应用于实际工程,同时IEC 61850标准为数字化变电站提供了全面的通信规范,使得建设数字化变电站的实践成为可能。与常规变电站相比,数字化变电站的通信网络结构和信息传输方式发生了巨大变化,因此有必要对数字化变电站通信网络的动态性能进行研究。电力通信同步仿真软件EPOCHS(Electric Powerand Communication Synchronizing Simulator)为数字化变电站通信网络的仿真研究提供了一种有效工具。 本文阐述了IEC 61850标准研究现状,对IEC 61850数字化变电站的主要特点以及变电站通信网络的仿真研究进行了概述。根据变电站通信网络的性能要求,研究了基于IEC 61850的数字化变电站通信网络的组网方案。深入研究了变电站以太网通信时延的构成及其影响因素,给出了提高网络性能的实时改进措施。阐述了在EPOCHS平台实现IEC61850标准主要报文传输的仿真过程。为了实现数字化变电站通信仿真,对EPOCHS平台进行以下扩展:改造NS2中单物理子网结构,实现了交换机级联,将只能在单个交换机上设置的VLAN多播协议扩展到整个变电站通信网络;在交换机和通信端节点添加基于IEEE802.1Q的缓冲队列,实现了报文按优先级传输。 在扩展后的EPOCHS平台建立了数字化变电站通信模型,针对全站统一式网络结构,进行通信仿真实验,仿真采样值(SV)报文和通用变电站事件(GOOSE)报文在各种不同条件下的报文传输时延和时延抖动,并对影响变电站通信网络实时性因素作了定量分析。

【关键词】:
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM764
【目录】:

  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 第1章 绪论11-19
  • 1.1 IEC 61850标准研究现状11-14
  • 1.2 数字化变电站主要特点14-15
  • 1.3 变电站通信仿真概述15-17
  • 1.4 本论文的主要工作17-19
  • 第2章 数字化变电站通信中以太网的应用19-27
  • 2.1 数字化变电站通信网络的要求19-20
  • 2.2 IEC 61850数字化变电站分层结构和信息交换20-21
  • 2.3 变电站通信网络结构21-24
  • 2.3.1 独立过程网络结构21-23
  • 2.3.2 全站统一式网络23-24
  • 2.4 通信网络实时性分析24-26
  • 2.4.1 报文传输时延分析24-25
  • 2.4.2 通信实时性改进措施25-26
  • 2.5 小结26-27
  • 第3章 基于EPOCHS的数字化变电站网络模型构建27-47
  • 3.1 EPOCHS平台简介27-32
  • 3.1.1 EPOCHS仿真平台的组成27-28
  • 3.1.2 PSCAD与NS2之间仿真同步原理28-30
  • 3.1.3 NS2仿真建模语言30-32
  • 3.2 数字化变电站通信仿真模型构建32-35
  • 3.2.1 仿真模型整体框架32-33
  • 3.2.2 NS2通信模块脚本配置33-35
  • 3.3 通信报文传输的仿真35-40
  • 3.3.1 IEC61850中的报文类型35-36
  • 3.3.2 采样值SV报文36-37
  • 3.3.3 通用变电站事件G00SE报文37-39
  • 3.3.4 中速报文39
  • 3.3.5 文件传输39-40
  • 3.4 EPOCHS平台扩展40-46
  • 3.4.1 交换机级联实现原理40-43
  • 3.4.2 虚拟局域网多播与优先级控制43-46
  • 3.5 小结46-47
  • 第4章 数字化变电站通信仿真实验与分析47-57
  • 4.1 变电站通信仿真模型47-51
  • 4.1.1 变电站主接线和保护配置47-48
  • 4.1.2 变电站通信系统构建48-51
  • 4.2 报文优先级控制51-52
  • 4.3 跨交换机采样值报文传输52-54
  • 4.4 母线保护通信分析54-55
  • 4.5 小结55-57
  • 结论57-59
  • 致谢59-60
  • 参考文献60-66
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目66
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