基于GOOSE反馈机制的智能变电站过程层网络备用方法

智能变电站过程层光纤网络一旦发生故障,会使二次系统功能失效,故障修复效率低,可靠性降低。为此,提出一种基于GOOSE反馈机制的智能变电站过程层网络备用方法。文章根据二次系统对过程层网络的传输要求,对间隔抖动、丢帧率和光功率等指标建立相应的危害程度量化模型;建立了备用光纤光口单指标和综合指标启动判据;利用GOOSE反馈机制实现对主光纤光口的备用。仿真表明,所提方法可快速完成故障光纤光口的备用切换,提高了过程层网络的可靠性。

智能变电站过程层网络配置研究

智能变电站过程层组网通信质量决定了站内继电保护及自动化等二次设备的安全、稳定和可靠运行。目前主流使用虚拟局域网(Virtual Local Area Network,以下称VLAN)与静态组播技术对智能变电站内大量二次设备进行通信子网划分,以提高组网通信质量与安全水平。但是,高度安全的网络结构意味着维护改造更加困难,实际组网配置方案的优劣还受到复杂的现场情况与其他人为因素影响。本文将结合在运智能变电站实际案例,分析讨论VLAN和静态组播两种技术在过程层组网中的应用,为智能变电站过程层网络配置优化方向提供参考。

一起智能变电站保护装置过程层网络交叉隐患分析及改进措施

过程层网络是智能变电站的重要基础,直接关系到全站数据的采集与断路器控制的可靠性,智能变电站现场大量使用光纤,要求现场对光纤两侧使用的一致性。分析了一起因光纤两侧使用不一致引起的过程层网络交叉隐患,并提出了使用一种基于自同步编码光纤对芯装置的验收方法,提高了验收效率,保证了过程层网络结构的准确性。

智能变电站过程层网络信息流潮流模型与计算方法

信息流是体现智能变电站过程层网络运行方式及其性能的重要载体,文中提出了过程层网络信息流的潮流计算模型。首先构建了涵盖过程层网络拓扑信息的物理网络模型,并结合报文广播域的划分建立了能够反映节点间逻辑连接关系的逻辑网络模型,然后从各信息源发包行为的不同出发,建立了节点模型。进一步地,给出了信息流潮流模型,并将信息流潮流计算分为稳态流量、极限流量、特定应用场景流量以及网络异常流量4类,满足了对过程层网络不同运行方式进行分析的需求。最后给出了2个过程层网络信息流潮流计算的典型算例,并通过OPNET仿真和网络分析仪2种手段对算例结果进行了验证,表明了所提模型和方法的有效性。

基于报文解析的变电站过程层网络信息流异常保护方法

为了提高智能变电站过程层网络的通信可靠性,给出一种基于信息流的过程层网络设备异常保护方法。基于过程层网络信息流的特性分析,研究了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量,并提出了信息流异常的保护策略。进一步,基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控,给出过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法,实现了过程层网络信息流异常告警以及网络故障隔离,并启动备用装置对故障装置进行替换,实现了事故状态的恢复。在构建智能变电站网络通信系统保护监控体系方面进行了实质性的有效探索。

智能变电站过程层网络流量管理方式研究与应用

为了保证智能变电站过程层网络工作的稳定性和可靠性,必须对网络流量进行管理。简述了智能变电站过程层网络的特点,介绍了常用组播报文流量管理方式,并比较了各种管理方式的差别,提出了静态组播管理是适合现阶段过程层网络应用的管理方式。同时,边缘端口输入流量限制可以防止网络风暴引起的灾难性故障。因此,采用静态组播管理和边缘端口输入流量限制相结合的方式对过程层网络流量进行管理,符合现阶段智能变电站发展水平和应用需求,并以现场应用实例证明了该结论的可行性和有效性。

不同过程层网络结构的保护系统可靠性分析

数字化变电站过程层存在多种形式的网络结构,研究不同网络结构下继电保护系统的可靠性对过程层网络结构的选择和工程应用具有重要意义。根据数字化变电站继电保护系统的构成特点,提出了一种保护系统可靠性分析方法。该方法将保护系统划分为采样子系统和跳闸子系统,分别建立其故障树模型。综合考虑设备故障和修复过程,利用故障树和蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真相结合的求解方法计算保护系统可靠性。最后应用所提出的分析方法,对不同网络结构下保护系统的可靠性进行了评估,通过对元件概率重要度分析,给出了影响保护系统可靠性的主要元件。

智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究

过程层网络的通信性能对智能变电站的安全稳定运行起着关键的决定作用。而通信以太网络的不透明、不可视,使过程层网络通信过程不可控,这成为智能变电站发展的瓶颈。以过程层网络报文特性为切入点,对典型智能变电站——琴韵变的过程层网络报文特征进行分析,进而对过程层网络的通信特性做出研究,指出现有过程层网络通信配置中的一些不足,并给出了改进办法。这在一定程度上使过程层网络变得透明、可控,并对智能变电站的建设工作具有一定的探索性参考意义。

智能变电站过程层网络关键对象建模与仿真

为满足智能变电站过程层网络及自动化应用系统的性能分析需求,提出了基于OPNET(optimizednetwork engineering tools)的变电站过程层网络建模与仿真方法。基于变电站自动化系统应用需求,分析了实体设备、IEC 61850标准、调度策略和组网结构的建模要求,研究了变电站过程层网络关键对象的建模方法。结合220 kV典型变电站,构建了完整的变电站过程层网络性能分析模型,分析了正常运行和故障运行状态下的网络性能,为开展智能变电站过程层网络及其自动化系统的性能分析提供了研究工具。

基于OPNET的变电站过程层网络的仿真研究

采用交换式以太网技术应用于变电站过程层网络通信,以代替传统点对点硬线电缆连接的信息传输方式。在对交换式以太网实时性能进行分析之后,以典型500 kV变电站内的线路间隔作为研究对象,将间隔内设备按照其所完成的功能分解为IEC 61850中定义的逻辑节点,并使各逻辑节点重新组合形成过程层以太网的节点。通过对节点间交换信息的分析,对网络负载进行了分类,根据其自身的特点设计了相应传输模型和流量模型。最后利用OPNET网络仿真分析软件验证了线路间隔内过程层以太网的网络性能,仿真结果表明过程层网络通信具有可行性。

变电站过程层网络特定通信服务映射(SCSM)及其对实时性的影响分析

为定量研究变电站过程层网络是否能满足继电保护等应用的高实时性要求,分析了IEC61850所定义的过程层网络特定通信服务映射(SCSM)的概念及具体映射方式。基于OPNET仿真软件对过程层网络SCSM进行了建模,模型包含了SCSM中物理层和数据链路层的全部协议以及部分应用层协议,能够完整描述关键报文的通信行为,为定量分析变电站过程层网络实时性提供了一个有效的工具。针对影响智能变电站SV和GOOSE这两种关键报文实时性的主要因素,结合一中型变电站模型,应用含过程层SCSM模型的OPNET软件进行了实时性仿真,论证了采用SCSM能够满足过程层网络关键报文的实时性要求。

智能变电站过程层网络报文传输时间计算及抖动抑制方法

过程层网络是智能变电站的重要组成部分,其实时性对智能变电站的安全可靠运行具有重要意义,而报文传输时间是实时性的主要指标。在介绍过程层网络结构及通信业务的基础上,提出了一种报文传输时间计算方法,分析了报文长度、数据率等因素对过程层网络中报文传输时间的影响并进行了仿真验证。针对因竞争而造成的采样值(SV)报文传输时间抖动问题,提出了一种通过控制报文发送时序与转发条件来抑制SV报文传输时间抖动的方法,给出了该方法的实现思路,仿真表明该方法可以在确保报文实时性的同时,有效地抑制SV报文传输时间的抖动。

智能变电站过程层网络报文与流量分布计算方法

报文与流量分布的定量计算不仅能够对过程层网络组网方案进行评价,为设备选型提供量化依据,也能为网络异常保护提供判据和阈值整定。提出了过程层网络报文的描述与计算模型,包括过程层网络报文传输路径模型,设备输入流量计算模型,链路流量计算模型等。模型描述了过程层网络报文的整个传输行为,利用该模型能够在提取SCD文件中必要的计算要素的基础上,实现报文与流量分布的自动计算。并以典型110 k V变电站的过程层网络为例,并结合OPNET仿真对比,验证了该模型和方法的有效性。最后基于报文与流量计算方法,给出了网络异常保护的实现思路。

智能变电站过程层网络技术的研究与应用

智能变电站三层网络结构中。过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层。其运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。在此基础上分析了网络拓扑结构、SMV采样信息与GooSE网、数据传输通信模型等过程层网络的理论、组成和基本要求，提出了三种典型的过程层网络组网方案。本项目组对该三种方案的优缺点进行了理论分析，同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试，最终验证所提出的三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范，能够保证智能变电站安全、可靠地运行，可显著提高过程层网络的运行可靠性。

HSR技术在智能变电站过程层网络的应用探讨

目前智能变电站过程层网络一般采用星形以太网,重要设备间的通信需构建双星形以太网以确保可靠性,成本很高。文章提出一种基于高可靠无缝冗余环(HSR)技术的变电站过程层网络构架。相比工业以太网交换机组网方式,变电站内HSR通信结构不仅可实现站内二次设备间的数据传输,满足变电站过程层网络功能要求,同时具有高可靠性、低成本的特点。

智能变电站过程层网络技术的研究与应用

智能变电站三层网络结构中,过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层,它的运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。在此基础上分析了网络拓扑结构、SMV采样信息与GOOSE网、数据传输通信模型等过程层的理论、组成和基本要求,提出了三种典型的过程层组网方案。对三种方案的优缺点进行理论分析,同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试,最终验证提出三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范,能够保证智能变电站安全、可靠的运行要求,可显著提高过程层网络的运行可靠性,证明组网方案切实可行,值得推广。

智能变电站过程层网络构建方案研究

过程层网络是智能变电站的技术关键点与难点。在满足过程层网络实时控制需求的基础上,结合现有技术条件,分析了过程层网络拓扑结构、采样值传输协议、采样值与GOOSE共网/分网、报文过滤技术选择的合理性,并针对500 kV线-线串典型间隔进行了流量计算,在此基础上,提出了500 kV线-线串网段过程层网络构建方案。

智能变电站过程层网络虚拟局域网划分的应用

智能变电站二次回路电缆简化和减少的同时带来了过程层网络的光纤通信,网络通信存在网络流量和网络安全等问题。本文针对智能变电站过程层网络架构特点的分析和比较,提出了适用于智能变电站的两层扩展星型拓扑结构——树型拓扑结构,针对智能变电站过程层网络流量特点分析和比较了交换机组播过滤和交换机VLAN划分的两种报文过滤方法,提出了一种可读性强的VLAN ID划分方法和划分原则,并通过工程应用实例验证了其可行性,在工程应用过程中也证明了该方法配置简单、实用且具有可读性,易于工程设计和维护。

220kV智能变电站过程层网络设计研究

根据220kV智能变电站过程层网络通用设计方案的特点,介绍过程层组网和交换机配置的优化方案,分析变电站220kV、110kV系统的特点和信息交换需求,论证过程层子交换机和中心交换机的配置方案,提出多台中心交换机级联时应遵守的原则。

智能变电站过程层网络组网方式比较

介绍了数字化变电站通信系统过程层网络的组网原则和拓扑结构,并对不同组网方式的优缺点进行比较分析。以110kV变电站为例,采用以面向功能为原则的组网方式组建过程层网络,利用OPNET网络仿真软件对数字化变电站过程层网络数据传输的实时性、可靠性和对时精度进行仿真测试。仿真结果表明,通信网络延迟时间、数据传输实时性均符合IEC 61850标准规定,验证了网络数据传输的可靠性。