高可用性无缝环网在数字化变电站通信网络的应用.pdfVIP

第31卷第10期 电力自动化设备 V01．31No．10 E1ectri(‘PowPrAutomation 2011年10月 E(1uipment oct．2011@ 高可用性无缝环网在数字化变电站通信网络的应用 许铁峰．徐习东 (浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027) 摘要：数字化变电站对通信网络可靠性要求极高，IEC62439—3标准提出了高可用性无缝环网结构。介绍了 双连接的交换节点以及处理重复报文的机制。通过删除环网内循环复制的广播报文．能够抵抗广播风暴形 成。对几种冗余协议进行了故障恢复时间、可靠性、经济性等性能比较。并设计了应用高可用性无缝环网的 变电站三层通信网络结构。高可用性无缝环网技术能够抵抗单点故障．具有高可靠性且能实现无缝恢复，相 比并行冗余造价更低，而且协议本身不依赖于上层通信协议，智能电子设备(IED)具有单一物理地址，网络 不需要特殊配置。 关键词：，变电站；通信；IEC61850；IEC62439；冗余：高可用性无缝环网：通信协议 393 中图分类号：TM734：TP 文献标识码：B 性能?满足变电站自动化系统的实时要求，适用于 0 引言 各种规模的变电站以及站总线和过程总线拓扑。这 数字化变电站由智能化一次设备(电子式互感 一方法现已推荐作为一部分集成到IEC61850中(如 器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、 新版9—2)。 3 间隔层、站控层)构建．建立在IEC61850通信规范[1 1 HSR 基础上、能够实现变电站内智能电气设备间信息共 享和互操作。 1．1 概述 过程层数字化使得变电站保护监控系统不再依 数字化变电站通信网络的可靠性可以通过冗余 靠大量的电缆来传输过程层参数．而是通过过程层 链路和节点【10]来提高．在各种冗余方案中。IEC62439 串行通信网络传输采样值、一次设备状态及上层设 标准中的PRP基于2个完全独立并行运行的网络． 节点同时在2个独立的局域网传送数据．可以提高 备的控制命令。这不仅要求智能电子设备(IED)具 有更好的通信性能和处理速度【z】．对变电站通信网 数据传输效率和可靠性。 络的可靠性也提出了更高的要求。变电站数据传输 PRP可以帮助实现双网冗余．但是却要投入双 的可靠性主要通过IED的冗余、网络拓扑结构的冗余倍的设备．而HSR遵循了在不同的路径传输重复报 来实现[3．引。文献f6]提出了变电站通信网络选型的文的原则，保持了PRP零恢复时间的特点。HSR适 原则，对全站统一环网、全站统一双星形网、两网独 用于不同的网络结构．特别是应用于环形网络拓扑 立、点对点光纤传输采样值等网络结构的性能进行 中。能够使得网络基础构架规模减半。 了比较。文献f71比较了总线型、环形和星形组网方 1．2 HSR 式的优劣．并研究了采用双网互备组网实现冗余的通 1．2．1 HSR网络结构和工作原理 信结构。变电站通信网络必须采取冗余【8]的方式来 一个简单的HSR局域网是由几个双连接的交 AttachedNodewith 换节点DANH(Doublv HSR)构 应对可能的网络失效．但是IEC61850没有对通信冗 余的实现加以具体的规定。