分布式智能馈线自动化系统通信网络实时性研究-电气工程专业论文.docxVIP

《学位论文出版授权书》 本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程)) (以下简称 章程勺，愿意将本人的学位论文提交中国学术期刊〈光盘版)电子杂志社 在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕士学位 论文全文数据库》可以以电子、网络及其它数字媒体形式公开出版，并同意编入 《中国知识资源总库))，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联 网上传播，同意按章程规定享受相关权益。 作者签名: 决战 导师签名: 二生，ML LO 几年j一月 I { 日 2-0 1 L 年一至一月 (2_ 日 所在院系 万方数据 山东理工大学硕士学位论文摘要 山东理工大学硕士学位论文 摘要 万方数据 万方数据 摘 要 馈线自动化(FA)能够实现配网线路的故障定位、隔离与供电恢复，可以减少故 障停电时间，缩小停电范围，提高供电可靠性。目前 FA 大多采用集中控制方式，各 馈线开关处的故障信息上传到主站，主站处理数据信息然后遥控分段开关实现故障 隔离与网络重构，非故障区段的供电恢复时间达到分钟级。随着通信与计算机控制 技术的发展，现已开发出基于分布式智能的馈线自动化(DIFA)系统，安装在馈线开 关处的智能终端(FTU)通过对等通信网络相互交换故障信息与控制信息，不需要依靠 主站就可以进行故障隔离与网络重构，使非故障区段的停电时间缩短至秒级，这对 跳闸控制信息的传输时间提出了很高的要求。目前面向通用对象的变电站事件 (GOOSE)的组网方式能够很好地解决控制命令传输的实时性问题，但它需要单独组建 通信网络，增加了投资，限制了其在 DIFA 系统中的应用。若能保证控制信息传输实 时性的同时，又能利用配网已有的通信网络传输“三遥”信息和控制信息，就可以较好 的实现 DIFA，且无需增加额外的通信投资。因此，研究 DIFA 通信网络的实时性， 对保证 DIFA 性能具有重要意义，推动其在配电网中的应用。 本文系统地分析了 DIFA 的工作原理及其对通信系统的要求，研究对等通信的实 现方式、TCP/IP 协议、常用的组网方式以及通信协议对其实时性的影响。具体的研 究工作主要有： 1.研究馈线自动化系统的基本功能、实现方式，对比分析集中式和分布式智能馈 线自动化的优缺点，介绍开式、闭式环网 DIFA 系统的工作原理，得出开式环网 DIFA 可以做到快速自愈，闭式环网 DIFA 能够无缝自愈。 2.分析分布式智能馈线自动化系统对通信系统的要求，研究对等通信的实现方 式、TCP/IP 协议以及常用的组网方式(工业以太网、EPON、无线以太网)。得出工业 以太网组网的方式是一个比较好的方法。 3.对共享式以太网进行实时性分析，并定性分析传输延迟与网络流量的关系；对 交互式以太网进行实时性分析，计算通信延时；分析以太网中通信协议对实时性的影 响。理论上得出工业以太网的实时性能满足 DIFA 的通信要求。 4.通过实验验证网络流量对工业以太网的通信延时的影响。结果表明当网络负载 控制在 35%以下时，网络中的通信延时能控制在 0.2ms 左右；当网络负载大于 35% I 山东理工大学硕士学位论文 摘要 时，通信延时将会显著增加，从 5ms 到 20ms 左右不等。 本文研究 DIFA 系统中通信网络的实时性，通过理论分析与实际测试证明，工业 以太网完全能够满足 DIFA 对通信网络实时性的要求，对推动 DIFA 的发展具有十分 重要的意义。 关键词：分布式智能馈线自动化系统；实时性；工业以太网；通信延时 II 山东理工大学硕士学位论文A 山东理工大学硕士学位论文 Abstract Abstract Feeder automation (FA) can locate and isolate fault line in distribution network. And it can restore power, reduce the fault outage time and blackout range and improve power supply reliability. With the development of communications and computer technology, distributed intelligent feeder automation (DIFA) has been developed. Feeder terminal unit (FTU), which is installed at the feeder switch, communicates fault information with each other through peer-to-peer communicat