IEC61850變電站自動(dòng)化通信仿真研究.pdf

1、隨著IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的研究及其相關(guān)變電站自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)，IEC 61850的應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到了肯定，其取代傳統(tǒng)的通信協(xié)議成為變電站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的主流協(xié)議將是必然趨勢(shì)。IEC 61850變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸方式較傳統(tǒng)發(fā)生了巨大變化。研究不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和配置下IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)的性能，對(duì)IEC 61850變電站自動(dòng)化設(shè)備的研發(fā)和通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)具有重要意義。由于通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模的復(fù)雜性和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的局

2、限性，仿真成為研究變電站網(wǎng)絡(luò)性能的一種合適方法。電力通信同步仿真平臺(tái)EPOCHS(Electric Power and Communication Synchronizing Simulator)為IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)的仿真研究提供了一種有效工具。 本文分析了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，闡述其基本思想和核心技術(shù)內(nèi)容，包括面向?qū)ο蠼?、抽象通訊服?wù)接口、特定通信服務(wù)映射等。在深入研究EPOCHS仿真平臺(tái)程序框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上

3、，在該平臺(tái)上構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)IEC 61850變電站通信仿真的框架，提出變電站物理設(shè)備在不同仿真模塊之間數(shù)據(jù)交互方案，建立各種智能電子設(shè)備(IED)信息模型和通信模型。分析各類報(bào)文的協(xié)議棧映射方式，提出了MMS編碼/解碼模塊的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)MMS協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU的ASN.1抽象語(yǔ)法和傳送語(yǔ)法之間的轉(zhuǎn)換。為了實(shí)現(xiàn)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的仿真，對(duì)EPOCHS平臺(tái)進(jìn)行以下擴(kuò)展：添加IEEE 802.1Q協(xié)議，用于模擬虛擬局域網(wǎng)VLAN多播報(bào)文，

4、實(shí)現(xiàn)采樣值(SV)報(bào)文和通用變電站事件(GOOSE)報(bào)文仿真；修改以太網(wǎng)底層信道類(channel)，使該平臺(tái)既可以仿真共享式以太網(wǎng)，也可以仿真交換式以太網(wǎng)：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多優(yōu)先級(jí)緩沖隊(duì)列，報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中攜帶優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽傳輸。 針對(duì)一個(gè)具體變電站模型，在擴(kuò)展后的EPOCHS平臺(tái)上建立了IEC 61850變電站及其自動(dòng)化通信系統(tǒng)，進(jìn)行了通信仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了擴(kuò)展后EPOCHS平臺(tái)仿真IEC 61850變電站自動(dòng)化通信的有效性；比較了各種不