符合IEC61850标准的变电站通信网络实时性能仿真研究.pdf

主雪墨!j三堡兰釜兰全星要王主銮盒婆符合lEC61850标准的变电站通信网络实时性能仿真研究 Simulation and Research ofReal-Time Performance work inSubstation Based on IEC61850 黄文华1常弘1茹锋2黄伟1薛钧义1 ( 210036) 摘要:实时性能是变电站通信网络重要的性能指标之一。文章提出了通信报文延迟时间模型,采用PI— COM方法规定逻辑节点间通信,具体阐述了IED节点模型的构造与进程模型描述报文延迟的方法。在此基础上,搭建符合IEC61850标准的变电站通信网络仿真模型,对110KV系统网络实时性能进行仿真。结果表明,变电站通信网络在合适的报文配置下可以满足实时性要求,仿真为设计符合该标准的网络提供了依据。关键词:实时性能;变电站通信网络;IEC61850 中田分类号:TM764 1引言变电站通信网络的性能直接影响变电站的安全稳定运行,变电站自动化系统对通信网络的实时性有严格要求。如果报文不能及时准确的传送,将导致变电站设备的不动作或误动作,造成的后果可能十分严重。按照一定通信标准搭建的网络,其通信报文实时性能是衡量网络质量的重要指标。 IEC61850将变电站通信体系分为三层:变电站层(第2层)、间隔层(第1层)、过程层(第0层)o]。在变电站层和间隔层之间的网络通过独立于网络的抽象通信服务接口(AcsI)映射到以制造报文规范(MMs)为网络应用层协议的通信网络。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED)均采用统一的协议,通过网络进行信息交换。符合IEC61850标准的变电站通信网络架构于以太网上,采用TCP/IP协议。随着标准的逐步推广,应用IEC61850建立的通信网络的性能指标能否达到设计要求、满足实际要求成为需要研究的内容。对于通信网络性能评价研究的方法有许多种,建模解析、现场测量、仿真分析是主要的几种。解析法最早成功应用于通信网分析领域,它以排队论为基础,对系统建立数学模型,求出解析解。其缺点是一般只能求其稳态解,仅适用于一些理想的和极简单的模型情况。潮重法通过一定的设备或一定的测量程序直接从计算机系统测得各项性能指标,只适用于已经存在并运行的系统,并且需要较长的测量时间。仿真法以其直观性以及对复杂网络有效性的特点,逐渐占据了网络性能分析的主导地位。它通过计算机面向要研究的网络直接建立仿真模型,对其结构和行为进行动态模拟,从而预测或评价系统的行为效果,为决策提供信息服务啪。仿真法在费用、时间、困难性等方面都优于其它方法,对于变电站通信网络这样结构非常复杂、行为具有随机性的网络,无疑是比较好的选择。一1331—中国电机工程学会第八届青年学术会议本文对符合IEC61850标准变电站通信网络的实时性能的分析评价这一研究方向进行探索性尝试,将概念引入到对通信网络的仿真中,在分析报文传输时间延迟模型基础上,仿真模型,。 2仿真建模分析 2 方法按照IEC61850的通信模型,变电站的通信网络对象从逻辑上分解为完成各个功能模块的逻辑设备。逻辑设备又分解为完成各相关子功