基于IEC 61850的变电站通信网络的研究

变电站是电力系统中的重要环节,担负着电能转换和分配的任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站通信网络是连接变电站内各种智能电子设备的纽带,是变电站自动化系统的命脉,它的实时性与可靠性决定了系统的可用性。IEC 61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准,目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备实现互操作。IEC 61850是变电站无缝通信的最佳解决方案,它代表了变电站自动化的未来发展方向,其实施必将给变电站自动化水平带来巨大的推动作用。 论文首先介绍了IEC 61850标准体系结构的主要特点,分析了IEC 61850标准中定义的服务模型和相应的服务映射;根据变电站通信网络的性能要求,研究了基于IEC 61850标准的变电站通信网络结构的组网方案;分析论证了以太网应用于变电站通信网络的可行性,重点深入研究了变电站内报文传输时延及其影响因素,并对几种提高通信网络实时性的网络技术进行了分析;通过分析变电站内数据流构成,建立了变电站数据流的数学模型,总结了IEC61850中定义的报文类型和报文性能;采用OPNET软件建立了站级网络仿真模型,仿真分析了交换式和共享式站级网络的实时性;论文给出了系统可靠性的评估指标,分析研究了当前几种应用于变电站通信网络可靠性的分析方法。在故障树分析法的基础上,将故障树转化为贝叶斯网络的方法,对系统可靠性进行分析。最后,采用基于贝叶斯网络的可靠性分析方法,从理论上分析不同拓扑结构的变电站通信网络的可靠性。