變電站自動(dòng)化系統(tǒng)及其通信體系的研究.pdf

1、當(dāng)前作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化核心的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化發(fā)展成為必然趨勢(shì).但長(zhǎng)期以來(lái),變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信無(wú)論是采用串口方式還是現(xiàn)場(chǎng)總線方式,都因?yàn)榉N類、協(xié)議繁多不統(tǒng)一,造成變電站自動(dòng)化設(shè)備之間互操作性差,進(jìn)而給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成、維護(hù)、升級(jí)帶來(lái)了極大的困難,增加了系統(tǒng)壽命周期成本.從自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性角度上看,目前運(yùn)行的變電站系統(tǒng),其可靠性指標(biāo)含義并不統(tǒng)一和明確,用戶不能對(duì)不同系統(tǒng)的可靠性作出準(zhǔn)確的比較和評(píng)估.另外在變電站故障情況下自動(dòng)

2、化系統(tǒng)能夠承受的數(shù)據(jù)雪崩處理能力無(wú)法得到驗(yàn)證,不能衡量自動(dòng)化系統(tǒng)在今后實(shí)際投入運(yùn)行后變電站發(fā)生各種事件時(shí)的系統(tǒng)承受能力、數(shù)據(jù)處理能力,系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)性不能全面地得到驗(yàn)證.為了改變當(dāng)前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜且不合理的情況,使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)既要適應(yīng)不斷提高的技術(shù)要求,又要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化設(shè)備的互操作性,降低系統(tǒng)壽命周期成本,該文對(duì)這些問(wèn)題的解決途徑進(jìn)行了深入研究,即采用無(wú)縫通信體系思想(Seamless Communication)基于

3、工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)來(lái)創(chuàng)建變電站PNA(Process Network Architecture)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系,拋棄了當(dāng)前零碎的組網(wǎng)概念,在分層分布式的變電站系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)層次之間以及系統(tǒng)外部與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間采用先進(jìn)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,取締中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),提高傳輸效率,達(dá)到互操作性.文中提出了以太網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議的改進(jìn)方法,給出了當(dāng)前及未來(lái)PNA結(jié)構(gòu)模型,并基于PNA為變電站實(shí)現(xiàn)了NTP網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)及SNMP網(wǎng)絡(luò)管理功能.對(duì)變電站

4、自動(dòng)化系統(tǒng)中最重要的間隔IED提出了基于邏輯節(jié)點(diǎn)概念實(shí)現(xiàn)功能上互操作的功能邏輯設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了功能的自我描述,這種方法大大降低了工程調(diào)試時(shí)間與維護(hù)工作量.同時(shí),在間隔IED上利用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)了間隔IED直接接入變電站通信網(wǎng)絡(luò),避免了中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié).另外,該文針對(duì)目前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性指標(biāo)含義的不明確、不統(tǒng)一問(wèn)題,提出了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的新測(cè)算方法,在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中提出了模擬智能終端的設(shè)備模型以及參考雪崩數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型,用模擬終端發(fā)