變電站自動化系統(tǒng)及其通信體系的研究.pdf

1、當前作為電力系統(tǒng)自動化核心的變電站自動化系統(tǒng)向網(wǎng)絡化、集成化發(fā)展成為必然趨勢.但長期以來,變電站自動化系統(tǒng)通信無論是采用串口方式還是現(xiàn)場總線方式,都因為種類、協(xié)議繁多不統(tǒng)一,造成變電站自動化設備之間互操作性差,進而給系統(tǒng)設計、集成、維護、升級帶來了極大的困難,增加了系統(tǒng)壽命周期成本.從自動化系統(tǒng)可靠性角度上看,目前運行的變電站系統(tǒng),其可靠性指標含義并不統(tǒng)一和明確,用戶不能對不同系統(tǒng)的可靠性作出準確的比較和評估.另外在變電站故障情況下自動

2、化系統(tǒng)能夠承受的數(shù)據(jù)雪崩處理能力無法得到驗證,不能衡量自動化系統(tǒng)在今后實際投入運行后變電站發(fā)生各種事件時的系統(tǒng)承受能力、數(shù)據(jù)處理能力,系統(tǒng)的可靠性、可擴性不能全面地得到驗證.為了改變當前變電站自動化系統(tǒng)復雜且不合理的情況,使變電站自動化系統(tǒng)既要適應不斷提高的技術要求,又要實現(xiàn)變電站自動化設備的互操作性,降低系統(tǒng)壽命周期成本,該文對這些問題的解決途徑進行了深入研究,即采用無縫通信體系思想(Seamless Communication)基于

3、工業(yè)級以太網(wǎng)來創(chuàng)建變電站PNA(Process Network Architecture)網(wǎng)絡結構體系,拋棄了當前零碎的組網(wǎng)概念,在分層分布式的變電站系統(tǒng)內部各個層次之間以及系統(tǒng)外部與調度自動化系統(tǒng)之間采用先進合理的網(wǎng)絡結構和統(tǒng)一的國際標準協(xié)議,取締中間轉換環(huán)節(jié),提高傳輸效率,達到互操作性.文中提出了以太網(wǎng)介質訪問控制協(xié)議的改進方法,給出了當前及未來PNA結構模型,并基于PNA為變電站實現(xiàn)了NTP網(wǎng)絡對時及SNMP網(wǎng)絡管理功能.對變電站

4、自動化系統(tǒng)中最重要的間隔IED提出了基于邏輯節(jié)點概念實現(xiàn)功能上互操作的功能邏輯設計方法,實現(xiàn)了功能的自我描述,這種方法大大降低了工程調試時間與維護工作量.同時,在間隔IED上利用嵌入式技術實現(xiàn)了間隔IED直接接入變電站通信網(wǎng)絡,避免了中間轉換環(huán)節(jié).另外,該文針對目前變電站自動化系統(tǒng)可靠性指標含義的不明確、不統(tǒng)一問題,提出了系統(tǒng)可靠性指標的新測算方法,在變電站自動化系統(tǒng)中提出了模擬智能終端的設備模型以及參考雪崩數(shù)據(jù)的數(shù)學模型,用模擬終端發(fā)