數(shù)字變電站間隔層與過程層IED通信研究.pdf

1、隨著變電站自動化技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的變電站測量、保護等設備正逐漸被具有智能通信功能的數(shù)字化IED所代替，這就為實現(xiàn)全數(shù)字化的變電站提供了良好的基礎。特別是在國際電工委員會制訂出的變電站通信協(xié)議IEC61850之后，數(shù)字變電站中信息的“無縫通信”獲得了更全面的理論支持。在IEC61850協(xié)議的研究方面，國內的研究重點主要集中在對各種設備的建模、應用層通信映射以及變電站自動化系統(tǒng)結構語言上。對于底層網(wǎng)絡，尤其是對間隔層和過程層通信網(wǎng)絡的研

2、究則得比較少。
　　 本文通過對IEC61850協(xié)議理論體系得深入研究，結合對數(shù)字變電站“無縫通信”模型的分析，首先總結出了基于IEC 61850協(xié)議的數(shù)字變電站基本通信模型，提出了智能IED在數(shù)字變電站中的集成方式。然后本文結合通用網(wǎng)絡評價體系對變電站間隔層與過程層通信網(wǎng)絡的特點以及數(shù)據(jù)流的分布進行了分析，提出了針對間隔層與過程層網(wǎng)絡性能的評價標準并具體分析了報文的傳輸要求，并討論了過程總線的4種結構方案。繼而介紹了光電互感器

3、以及合并單元兩個具體IED的原理、功能、通信接口性能及標準，并在研究以太網(wǎng)總線標準的基礎上分析了如何實現(xiàn)虛擬以太網(wǎng)以及IEC 61850協(xié)議規(guī)定的采樣值報文和GOOSE報文的傳輸模型。在此基礎上，本文闡述了通過實驗法對間隔層與過程層網(wǎng)絡傳輸性能進行初步評價的具體方案，其中重點利用IEEE 802.1q協(xié)議標準對以太網(wǎng)交換機進行虛擬以太網(wǎng)的配置，實現(xiàn)了IED發(fā)送/接受緩沖區(qū)的定義，以及網(wǎng)絡控制芯片初始化。最后本文研究了報文的傳輸延時，并對