基于IEC 61850的智能變電站通信網絡的實時性分析

陶冶， 張明

(上海交通大學 電子信息與電氣工程學院，上海 200240)

0 引 言

電力與通信技術的飛速發展與有機結合促使基于IEC 61850通信標準的新一代智能變電站成為了未來變電站的發展方向，通信網絡作為智能變電站的信息交互渠道，其性能優劣直接影響了智能變電站相關功能的可靠實現。基于IEC 61850對于智能變電站通信網絡的實時性要求，對智能變電站通信網絡的實時性進行分析評估具有很大的研究價值和現實意義。

關于變電站通信網絡實時性的研究，文獻[1]介紹了IEC 61850對變電站通信網絡報文類型的定義和性能要求的規定。文獻[2]對應用于變電站層的嵌入式以太網進行了實時性的仿真分析，研究了報文傳輸的機制，歸納和概括了變電站通信網絡中的數據流類型并建立了相應的數學模型，為后續的變電站通信網絡仿真研究建立了基礎。文獻[3]詳細分析了變電站通信網絡的組成結構和報文特點，在OPNET仿真軟件中建立了間隔層與變電站層的網絡模型并進行了實時性研究。文獻[4-5]驗證了將以太網應用于過程層替代過程總線和采用交換式以太網來改善網絡性能的可行性。文獻[6]分別對變電站總線和過程總線進行了仿真分析，研究了網絡帶寬、合并單元采樣頻率和設備CPU使用率等因素對于報文傳輸延時的影響。文獻[7]對采用星型網絡拓撲的變電站通信網絡進行了仿真研究，分析了采樣值報文和控制報文的端到端延時。然而以上文獻都存在著數據流模型過于簡單、僅研究了三層網絡結構中的一層或兩層以及沒有分別討論具有不同性能要求的不同報文端到端時延的缺點。……