基于iec61850标准的变电站高可靠性通信研究.pdf

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高可靠性通信研究基于850．④电力自动化设备曹进明况窝．吴21IEC61850继续保持采样同步。隝数据传输仍采用冗余289．上海交通大学电气工程系。上海；虾５缌荆虾摘要：根据变电站可靠性要求采用了双以太网多环网结构。提出基于标准的变电站冗余(1ED)1212IED双以太网冗余和环网冗余的实现过程。并分析了该网络在单一链路故障和多重故障时的信息传送机制。根据变电站的通信结构，构建了变电站可靠性框图，利用最小割集理论，计算了该结构的通信可靠性指标。针对这种结构在信息实时传送方面存在的问题．采用了虚拟局域网技术和多路广播通信方式。该通信方案不仅较大地提高了通信可靠性。同时也保证了实时性。关键词：变电站；通信；高可靠性；中图分类号：A文章编号：—一．变电站通信网络必须能避免出现单点故障，应具备包括故障允许、故障监测、故障弱化和故障在线排除的容错能力。变电站信息的可靠传输主要是通(IED)[1-2]IEC61850c3-4]的不断推广，数字化变电站的结构有了突破性的变化】。[6]较。文献．提出了一种符合标准的变电站内通信框架模型，但都没有提出高可靠性通信的具体实现过程。文中采用双以太网环网拓扑，这是提高网络容错能力的主要措施．为变电站智能设备设置多组网络接口，也提高了通信的可靠性。同时采用虚拟局域网及带优先级的多路广播通信方式，保证了通信[91数字化变电站要求系统具有更高的数据采集稳1IEC61850的变电站结构图，具体体现了二次系统的结构冗余．采用双以太网连接【】。该结构图也考虑了过程层中常规设备的接入。(OTV)(OTA)单元进行数字化。对于每个合并单元、每个保2间隔层之间采用单点向多点的传输以太网。该结构／酇中的合并单元还具有冗余同步时钟信号．是为确保一个时钟发生故障时．另一个时钟能自动投入运行．结构，以防止关键路径中数据传输失败。如果网络结构采用多环形物理结构，能较大地lED和交换机造成信道冲突的问题．特别适合对可靠性2lED连接起来，实现了全变电站的数据共享，变电站信息技术水平得到了很大的提高。由于变电站过程层的设备数目众多且比较分散．所以地理位置相邻的节点连接到一个接入交换机上．再将接入交换机串联lED监测数据、录波数据、设备配置等大流量数据，需要t2120089；basedIEC61850V0128No939304收稿日期：——：修回日期：——过程总线1IEC61850站级O'l'gI0PIVIO
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[囝电力自动化设备2可能不同．不同洹⒔换换虸之间的协[123]第卷双以太网冗余的实现21ED2全独立的通信控制器、收发器、隔离变压器、连接件及通信电缆。不同设备实现通信冗余的协议不尽相IED时读取收发器连接状态、发送报文后通信控制器是否返回失败标志、采样值报文是否正常到达，来检测链路是否发生故障。双以太网工作时．可以将一个以太网设为工作以IED121口．接口蛏栉H缺赣谩Ｕ个通信接都绑定协(MAC)备用以太网中设备之间的连接都已完成，只是不能发送信息．但考虑到故障时切换链路，必须能接收信息。正常工作时，璞竿ü涌及其所连的IEDIED21备用链路畔⒋咏涌及其所连链路进行传送。改变了热备用链路的状态之后，为了减少链路的切换次数．将热备用和主链路互换，之后一直在该以太网进行通信．不再进行切换直至再次检测到故障。3采用热备用方式