2智能变电站过程层网络拓扑3.docVIP

西安理工大学 研究生课程论文/研究报告 课程名称：电力系统及其自动化新技术 课程代号： 050419 任课教师： 段 建 东 论文/研究报告题目： 智能变电站过程层组网方式研究 及其发展趋势介绍 完成日期： 2012 年 7 月 12 日 学 科： 电力系统及其自动化 学 号： 1108520604 姓 名： 樊 华 成 绩： 目 录 目 录 2 0.引言 3 1、过程层的基本概念及基本要求[2] 3 1.1 过程层的基本概念 3 1.2 过程层的基本概念 4 2.智能变电站过程层网络拓扑[3] 5 3、智能变电站网络结构[1][4] 7 3.1 SV直连和GOOSE直连 9 3.2 SV直连和GOOSE组网 9 3.3 SV组网和GOOSE直连 10 3.4 SV组网和GOOSE组网 10 3.5 SV,GOOSE和IEEE1588标准对时系统共网(三网合一) 11 4、智能变电站组网方式的一个发展趋势【4】 13 5、小结 14 参考文献 15 0.引言 中国的智能电网建设包含发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节，变电站是其中的重要节点之一。早期国内基于IEC 61850标准建设的变电站统称为数字化变电站，智能电网建设为变电站的发展提出了新的要求，这些新要求和新功能与数字化变电站相融合，产生了智能变电站的概念。所谓智能变电站，就是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。[1] IEC61850 将智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构。过程层是智能变电站区别于常规变电站的亮点之一，但其实现方案饱受争议，相比传统的变电站，智能变电站的过程层可以有效地解决设备容易受干扰、高低压不能有效隔离、信息不能共享等缺点。同时，过程层设备采用了大量复杂的新技术，新增了不少设备，其实时性、可靠性要求极高，对继电保护设备的性能产生重大影响。过程层作为智能变电站3层结构的最底层，涉及变电站一次设备的数据传输和设备的实时控制，如数据采集和保护跳闸等，目前，相关设备运行业绩少、时间短，相关方案尚未完全达成共识，随之而来的安全性和可靠性方面的担忧也不能忽视。过程层网络结构设计的合理性在很大程度上决定了变电站全站运行的稳定性和可靠性，意义重大。本文将介绍过程层关键技术，组网构建方案，以及网络的发展趋势。[2] 1、过程层的基本概念及基本要求[2] 1.1 过程层的基本概念 智能变电站自动化系统三层之间用分层、分布、开放式网络系统实现连接。过程层位于最底层，是一次设备与二次设备的结合面，主要完成运行设备的状态监测、操作控制命令的执行和实时运行电气量的采集功能，实现基本状态量和模拟量的数字化输入/输出。 具体而言，变电站中原来间隔层的部分功能下放到过程层，如模拟量的A/D 转换、开关量输入和输出等，相应的信息经过程层网络进行传输，它直接影响变电站信息的采集方式、准确度和实时性，是继电保护正确动作的前提。 过程层信息传输基于光纤通信方式，其服务分采样值传输（SMV）和GOOSE 信息传输两类。 1.2 过程层的基本概念 一、 采样值传输技术要求 采样值传输是变电站自动化系统过程层与间隔层通信的重要内容，智能变电站过程层上最大的数据流出现在电子式互感器和保护、测控之间的采样值传输过程中。采样值报文（以及跳闸报文）的传输有很高的实时性要求，即使在极端情况下也要确保报文响应时间是可确定性的。 对采样值传输的几个重要技术要求为： （1）对于传输流量大而且实时性要求高的采样值传输通信，采用发布者/订阅者结构。 （2）根据IEC61850-9-2 标准定义，采样值传输以光纤方式接入过程层网络，间隔层保护、测控、计量等设备不与合并单元直接相连，而是通过过程层交换机获取采样值信号，以实现信息共享；同时通过交换机本身的优先级技术、虚拟VLAN 技术、组播技术等可以有效地防止采样值传输流量对过程层网络的影响。在我国，一种典型的接入方式是直接采样，即点对点方式，采样同步应由保护装置实现。 二、 GOOSE网络实时性要求 GOOSE 是一种面向通用对象的变电站事件，其基于发布/订阅机制，能快速和可靠地交换数据集中的通用变电站事件数据