新一代智能变电站通信网络管理系统建模研究

摘要

智能变电站是智能电网的重要组成部分。与传统变电站相比，智能变电站大规模应用网络通信技术。传统网管系统的使用对象是网络维护部门和人员，很少面对通信业务使用单位和人员。重要业务的端到端及时保障、不同业务的主动服务和差异化服务、在线监测和被动维护转为预警监测均需要拓展传统网管系统的应用范围。 为解决智能变电站通信网络管理中存在的状态监测信息模型缺乏、物理回路不能自动发现、物理回路与虚回路不能相结合可视化展示以及SV/GOOSE/MMS业务需人工配置等问题，本文研究了新一代智能变电站通信网络管理系统，主要工作包括： （1）阐述了新一代智能站自适应网络的体系架构和关键技术，基于IEC 61850标准建立了交换机状态监测信息模型。分析了SV报文时延可测、设备即插即用等关键技术及其对网管系统的影响。针对智能变电站通信网络中交换机状态监测信息模型缺乏的问题，基于IEC 61850标准对交换机进行了建模，为实现自适应网络中交换机状态监测奠定了基础。 （2）在自适应网络的基础上，设计了智能变电站网管系统的总体架构、部署架构、功能架构和实现方案。首先，调研了网管系统的功能性和非功能性需求。然后，借鉴电信网络管理的体系结构和功能模型，对模型和功能进行裁剪，得到适合于智能变电站通信网络的管理模型和架构关系。最后，设计了网管系统的实现方案。 （3）对网管系统用户进行需求分析，利用统一建模语言完成对网管系统的面向对象建模，主要给出系统用例图、时序图和类图。用例图主要包括业务管理、拓扑管理、配置管理、性能管理和告警管理等。时序图主要包括网管系统的SCD文件导入和查看、业务自动发现与配置、物理回路与虚回路相结合可视化等功能。类图主要包括硬件类、二次功能类和端到端业务等监测对象。 利用所设计的网管系统在某变电站改扩建工程中进行了测试验证。测试结果验证了方案的可行性，可满足网管系统的各项功能需求，有效提高智能变电站运维效率，具有良好的工程实用价值。

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第1章 绪论

1.1 背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 基于IEC 61850标准的变电站建模

1.2.2 SCD文件可视化

1.2.3 SCD文件管控

1.2.4 在线监测与故障诊断

1.3 论文研究内容

1.4 论文工作和章节安排

第2章 新一代智能站自适应网络及关键技术

2.1 新一代智能站自适应网络

2.1.1 自适应网络理论基础

2.1.2 自适应网络体系架构

2.2 SV报文时延测量方案

2.2.1 时延测量交换机

2.2.2 时延信息储存方案

2.2.3 SV报文时延测量方案

2.3 设备即插即用

2.4 基于IEC 61850标准的交换机建模

2.5 本章小结

第3章 智能变电站网管系统需求分析与方案设计

3.1 系统功能需求分析

3.2设计思路

3.2.1 系统总体架构设计

3.2.2 系统部署架构设计

3.2.3 系统功能架构设计

3.3 系统功能特性

3.4 系统实现方案设计

3.4.1 SV/GOOSE业务流向图

3.4.2 MMS业务流向图

3.5 本章小结

第4章 基于UML的智能变电站网管系统建模

4.1 面向对象的分析和设计

4.2 用例图

4.3 时序图

4.3.1 SCD文件导入和查看

4.3.2 业务自动发现与配置

4.3.3 物理回路与虚回路相结合的可视化

4.3.4 性能管理

4.3.5 告警管理

4.3.6 统计管理

4.4 类图

4.4.1 硬件类监管对象建模

4.4.2 二次功能类建模

4.4.3 端到端业务建模

4.5 本章小结

第5章 智能变电站网管系统界面设计与测试

5.1 业务的自动发现和配置

5.2 物理回路与虚回路相结合可视化

5.3 在线监测和故障预警诊断及抵御

5.4 配置和接口管理

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文及其他成果

致谢