广域保护与控制系统的信息传输与交互研究

摘要

智能电网的深入推广实现了区域扩大化、电压增高化、系统复杂化、控制精准化，这些进步都对电网的稳定带来了更大的挑战，发生故障的频率也越来越高，对继电保护的要求也随之更为严苛。广域保护系统通过搜集关联域内的广域信息可以弥补单一继电保护所存在独立、不全面的缺点，所尽以快实现广域保护和相关控制系统的信息交互，对继电保护由“点”及“面”的提升起到至关重要的作用。结合广域信息将广域保护和控制系统协调统一起来逐步成为实现电网安全的首要目标，要实现这个目标必须广泛收集影响范围内的各类电气信息，经由电力通信网将信息传输至控制系统，再综合各类保护算法得出相关动作指令，进而指导电网动作，所以关于信息传输与交互的研究在广域保护研究中占据了一个重要的位置。
　　本文主要完成了广域保护与控制系统的信息传输与交互研究。首先，对广域保护数据流进行分类，了解影响广域保护通信的各类因素，对不同通信物理介质和不同通信技术的特点进行研究，分析广域保护与控制系统对通信网络的性能需求、主要的技术指标范围，提出一种可满足要求的通信机制。然后，参照某实际广域保护系统，进行基于IEC61850标准的信息建模，描述电气信息和动作信息在两个变电站之间的交互方式，并进行通信服务建模。最后，针对该实际广域保护系统所提出的通信机制进行OPNET仿真，尤其对通信时延和丢包率进行仿真，验证该通信机制是否满足广域保护与控制系统的信息传输性能要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的背景及意义

1．2 本课题研究现状

1．2．1 广域保护系统结构

1．2．2 IEC61850的研究现状

1．2．3 广域保护通信的研究现状

1．3 本文研究内容和主要工作

第2章 IEC61850的技术特点及其通信应用

2．1 IEC 61850的简介

2．1．1 IEC61850的面向对象技术

2．1．2 变电站分层结构

2．1．3 IEC 61850 Ed2的简介

2．2 IEC61850-90-1应用于变电站间通信的关键技术

2．2．1 IEC61850-90-1与第一版新增变化

2．2．2 变电站的通信机制

2．3 GOOSE技术

2．3．1 GOOSE技术的介绍

2．3．2 GOOSE机制提高可靠性办法

2．4 本章小结

第3章 广域保护与控制系统的通信方案

3．1 引言

3．2 电力通信网络性能指标分析

3．2．1 通信数据流分类

3．2．2 广域保护对通信系统的性能要求

3．2．3 通信网络各项性能指标的定义

3．3 通信网络的种类及性能比较

3．3．1 通信物理介质的分类及优缺点

3．3．2 现代通信技术的特点及其应用

3．4 本章小结

第4章 基于IEC61850的广域保护信息建模

4．1 引言

4．2 某实际广域保护系统方案研究

4．2．1 广域保护分布式系统结构

4．2．2 变电站间逻辑信息

4．2．3 逻辑量广域保护算法原理介绍

4．3 基于广域保护方案的IEC61850信息建模实例

4．3．1 建模方法

4．3．2 逻辑节点建模及扩展

4．3．3 逻辑设备的建模

4．3．4 广域保护服务器建模

4．3．5 通信服务建模

4．4 本章小结

第5章 广域保护通信方案OPNET仿真及性能验证

5．1 引言

5．2 OPNET仿真软件

5．2．1 OPNET软件介绍

5．2．2 建模方法

5．3 通信系统仿真建模

5．3．1 网络拓扑建模

5．3．2 参数配置

5．4 仿真结果及分析

5．4．1 未采用MPLS机制的通信网络仿真分析

5．4．2 采用MPLS机制的通信网络仿真分析

5．4．3 仿真报告

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢