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基于iec 62439-3的智能变电站通信网络冗余设计

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电力系统自动化 2011年第10期35卷 70-73页

作者：李俊刚宋小会狄军峰魏勇许继电气股份有限公司河南省许昌市461000

针对智能变电站的网络冗余问题,分析了iec 62439-3中的并行冗余协议(PRP),研究了基于PRP的网络拓扑结构及故障恢复时间。阐述了双连接节点(DANP)结构和冗余实现的原理,对冗余采取的丢弃算法和冗余软件构架进行了分析。为了更好地实现冗... 详细信息

针对智能变电站的网络冗余问题,分析了iec 62439-3中的并行冗余协议(PRP),研究了基于PRP的网络拓扑结构及故障恢复时间。阐述了双连接节点(DANP)结构和冗余实现的原理,对冗余采取的丢弃算法和冗余软件构架进行了分析。为了更好地实现冗余,软件设计引入了冗余网络的监测与管理方案。测试结果表明,在以PRP为基础的智能变电站网络中,网络的安全性和实时性能得到很好的保障。

关键词：网络冗余 iec62439 并行冗余协议丢弃算法冗余管理变电站自动化

高可用性无缝环网在数字化变电站通信网络的应用

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电力自动化设备 2011年第10期31卷 121-125页

作者：许铁峰徐习东浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

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... 详细信息

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

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智能变电站过程层应用技术研究

电力系统保护与控制 2010年第21期38卷 1-5页

作者：易永辉王雷涛陶永健许继集团有限公司河南许昌461000

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。阐述了智能变电站过程层的概念和组成及其基本要求,对过程层典型组网方案的优缺点进行了分析,同时对三网合一方案进行了实际测试,提出了一种基于iec62439的PRP并... 详细信息

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。阐述了智能变电站过程层的概念和组成及其基本要求,对过程层典型组网方案的优缺点进行了分析,同时对三网合一方案进行了实际测试,提出了一种基于iec62439的PRP并行冗余技术方案,它可显著提高通信网络的可用度。该研究对于推广应用智能变电站过程层技术具有一定的指导意义。

关键词：智能变电站过程层合并单元智能终端三网合一 iec62439 PRP

基于并行冗余网络的数字化变电站通信网络构架

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电力自动化设备 2011年第1期31卷 105-108页

作者：陈原子徐习东浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为适应采用交换机网络进行通信对传输网本身可靠性提出的要求,介绍了iec62439标准描述的高实用性自动网络通信协议。采用并行冗余协议进行网络构架。在站控层和间隔层之间采用环形双网,在间隔层和过程层之间采用星形双网。互备的双网同... 详细信息

为适应采用交换机网络进行通信对传输网本身可靠性提出的要求,介绍了iec62439标准描述的高实用性自动网络通信协议。采用并行冗余协议进行网络构架。在站控层和间隔层之间采用环形双网,在间隔层和过程层之间采用星形双网。互备的双网同时运行,并在链路层实现冗余数据帧的处理。与传统互备组网方式所用规约进行了对比,指出了并行冗余方式的优越性。

关键词： iec61850 iec62439 数字化变电站并行冗余

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数字化变电站通信网络构架研究

数字化变电站通信网络构架研究

作者：陈原子浙江大学

学位级别：硕士

iec61850系列标准整体上将数字化变电站通信网络分为站控层、间隔层和过程层,采用交换机网络进行通信。将物理设备按照功能单元分解为逻辑节点的组合,使用抽象方法建模,统一了数据结构定义和变电站自动化配置语言,为实现数据共享和互操... 详细信息

iec61850系列标准整体上将数字化变电站通信网络分为站控层、间隔层和过程层,采用交换机网络进行通信。将物理设备按照功能单元分解为逻辑节点的组合,使用抽象方法建模,统一了数据结构定义和变电站自动化配置语言,为实现数据共享和互操作性奠定了基础。定义了2类对实时性和可靠性要求较高的报文：GOOSE报文和SAV报文。为更快地将报文送达,这2类报文直接从OSI模型的应用层映射到链路层,不含有TCP/IP报头。可以根据这个特点进行后续研发。GOOSE报文和SAV报文采用发布者／订阅者机制的组播方式,需要进行合理的VLAN划分,将多播报文严格限定在相应的VLAN内,使其仅在有效的网络局部转发。划分VLAN可以防止网络多播风暴,提高数据利用效率,减小不必要的交换机端口冲击。数字化变电站的通信网络结构主要有总线型、星型和环型3种。为保证通信网络具有可靠的冗余,在站控层与间隔层之间采用环型网络,间隔层与过程层之间采用星型网络,重要的部分需要将通信网络双重化。已经投运的数字化变电站通信网络多采用网络结构冗余,运行方式互备的模式。iec62439高可用性自动化网络标准定义了4种冗余协议。其中的MRP环适合数字化变电站站控层与间隔层之间通信。PRP采用双网并行传输,在接收端处理冗余报文的方式实现传输网冗余,理论上不丢失数据包。且PRP兼容MRP。由此设计了站控层与间隔层之间采用PRP冗余的双MRP环,间隔层与过程层之间根据实际需求采用合适的PRP双星型冗余的组网方式。考虑到遥控以及站间通信的需求,站控层交换机可以经过网关或代理与站外进行通信。针对GOOSE报文和SAV报文直接在链路层进行转发的特点,并考虑网络冗余的需求,设计了基于链路层交换节点的数字化变电站通信网络构架方案。链路层交换节点是由3台交换机组成的网络传输单元,按功能分为连接终端设备的接入网交换节点和连接交换节点的传输网交换节点。合理的设计了转发逻辑,采用仅维护与本交换节点相联系设备网络拓扑的方式,降低了维护网络拓扑的网络背景流量。网络拓扑发生变更时,仅需要部分交换机更新网络拓扑信息,减小了网络故障的影响范围。同时,丰富的物理冗余和合理的转发逻辑在网络发生交换机失效时,仍可保证足够的冗余。这将方便网络通信设备的检修和更换。

关键词： iec61850 数字化变电站 VLAN GOOSE iec62439 PRP 通信网络冗余链路层交换节点

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变电站高可用性自动化网络可靠性研究

变电站高可用性自动化网络可靠性研究

作者：金良溥华北电力大学

学位级别：硕士

电力系统的发展越来越依靠通信信息的传输。以太网络的信息高速通道已经成为电力系统的信息通信平台和支撑技术。通信网络与电力系统的可靠结合是今后智能电网发展的关键所在。变电站内设备信息的传输需要安全、可靠的通信系统网络,因... 详细信息

电力系统的发展越来越依靠通信信息的传输。以太网络的信息高速通道已经成为电力系统的信息通信平台和支撑技术。通信网络与电力系统的可靠结合是今后智能电网发展的关键所在。变电站内设备信息的传输需要安全、可靠的通信系统网络,因此有必要对变电站内通信系统结构进行可靠性方面的分析与评估。论文的结构如下：首先,介绍了基于iec61850数字化变电站的网络层次结构及组网方式,分析其各层结构所具有的功能和特点。其次,介绍了iec62439的由来,并对由iec62439提出的冗余结构中的两种网络结构,HSR高可用无隙环网和PRP并行冗余网络进行了介绍,阐述了两种网络的网络拓扑结构和节点结构,并分析了两种网络的优缺点。第三,介绍通信系统可靠性的概念及主要指标,描述了蒙特卡罗方法在变电站通信系统中的应用,并说明了具体的仿真方法与步骤,同时引入了危险函数概念对蒙特卡罗方法提出一点改进。最后,介绍网络抗毁性和生存性指标,使用熵权法对不同网络设备进行重要度计算,并对基于PRP冗余网络和HSP高可用无隙环的变电站通信系统进行定量分析,比较两种网络结构抗毁性和生存性的差异。通过对变电站高可用性自动化网络的可靠性分析,有利于更加明确PRP并行冗余网络和HSR高可用无隙环网的组网方式,对于其各自的网络抗毁性与生存性有了一定的了解,对今后继续深入研究系统可靠性提供了良好的理论支持。

关键词： iec62439 PRP HSR 可靠性蒙特卡罗抗毁性

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智能变电站并行冗余网络的研究与实现

电气技术 2018年第8期19卷 109-113页

作者：张卅张惠刚李忠安南京工程学院电力工程学院南京211167 南京南瑞继保电气有限公司南京211102

本文介绍了iec 62439-3中的并行冗余协议(PRP)的基本原理,对PRP网络中双连接节点的基本结构以及对数据帧操作原理作出详细阐述。为了保证通信网络的传输性能,提出了一种冗余丢弃算法,并可在Windows系统下实现。实验表明:单网故障时,变... 详细信息

本文介绍了iec 62439-3中的并行冗余协议(PRP)的基本原理,对PRP网络中双连接节点的基本结构以及对数据帧操作原理作出详细阐述。为了保证通信网络的传输性能,提出了一种冗余丢弃算法,并可在Windows系统下实现。实验表明:单网故障时,变电站通信网络不造成延迟,能实现无缝切换。PRP网络结构简单,具有较高的可靠性,良好的经济性,将成为智能变电站通信网络的主要研究方向之一。

关键词： iec62439 并行冗余丢弃算法智能变电站