基于以太网的变电站自动化网络通信系统研究

摘要

论文介绍了工业以太网发展和应用，在对以太网通信机理和报文传输本质深刻分析的基础上，对影响以太网实时传输的因素进行了仿真分析。结合IEC61850的标准，分析了数字化变电站自动化系统通信网络数据流的特点和对变电站通信网络的要求，提出应用实时发布/定购RTPS(Real-timePublish/Subscribe)模型的通信解决方案，并在此基础上研究了基于以太网的变电站自动化系统报文传输实时性、确定性和优先级实现的关键技术问题，并基于通信解决方案建立仿真模型对变电站通信网络的性能进行研究，从而为选择合适的网络参数，更好地发挥通信网络的传输能力，提高变电站自动化的性能提供了依据，研究结果对于变电站自动化系统网络通信的设计具有参考意义。最后提出了一些值得进一步深入研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.3论文使用的研究方法及工具

1.3.1研究方法选择

1.3.2仿真工具介绍

1.4论文主要工作和内容

第二章工业以太网的发展及应用

2.1以太网技术简介

2.2以太网的优点

2.3以太网应用于工业控制系统存在的问题

2.3.1以太网存在实时性差和不确定性问题

2.3.2以太网的工业可靠性问题

2.4以太网通信新技术

2.4.1全双工交换式以太网

2.4.2虚拟局域网(VLAN)

2.4.3服务质量(QoS)

2.4.4 IPv6技术

第三章变电站自动化系统网络通信技术应用

3.1网络通信延迟分析

3.1.1报文延迟

3.1.2传输延迟

3.1.3仿真及结果分析

3.2基于IEC61850的数字化变电站自动化系统

3.2.1数字化变电站自动化系统的特征

3.2.2数字化变电站自动化系统的结构

3.3变电站自动化系统通信网络的要求

3.3.1变电站内数据流及报文分类

3.3.2对变电站自动化系统通信网络的要求

第四章以太网通信协议及模型讨论

4.1 TCP和UDP协议

4.2实时发布/订购(RTPS)通信模型

4.2.1 P/S模型的形成发展及构成

4.2.2 P/S结构的特点

4.2.3 RTPS模型

第五章基于RTPS的变电站自动化网络通信方案及仿真实现

5.1变电站自动化以太网通信网络行为分析

5.2变电站自动化以太网通信网络传输模式及其选择

5.3基于RTPS的变电站自动化网络通信解决方案

5.3.1报文传输实时性可靠性控制

5.3.2报文传输优先级实现

5.4基于中间件的系统结构

5.5基于RTPS的变电站自动化通信网络仿真

5.5.1仿真通信机制和仿真流程

5.5.2仿真模型创建

5.5.3仿真结果及分析

5.5.4仿真讨论

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文