数字化变电站专用epon通信网络传输特性研究

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1、南右理二大学硕士学位论文数字化变电站专用EPON通信网络传输特性研究蒋苏明指导教师：谢仁宏教授论文级别：作者单位：出版时间：南京南瑞集团公司2014年10月愀则必Y2824165NanjingUniVersityofScienceandTechnoIogyMaster’sThesisOfEngineer．ngResearchOnT1．ansmissiOnCharacteriStics0fDedicatedEPONNetwOrkf6rDigitaISubstationByJiangSumingUndertheSuperVisionofProf色ss

2、or×ieRenhongSeniorEngineerChengYuanNanjingNARIGroupCo．0ctoberJ2014声明尸明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：监盏：咀知件年p月fs，日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容

3、，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：＆兰：趟加件年p月f牙日工程硕士学位论文数字化变电站专用EPON通信网络传输特性研究摘要本文针对基于IEC61850标准的数字化变电站通信网络进行了研究，提出了一种基于IPACT算法的数字化变电站专用EPON通信系统，通过该专用通信系统组建过程层网络，实现G00SE报文和SV报文的发送。经过理论分析计算和实际测试，该EPON系统可满足IEC61850标准中的过程层通信网络要求。首先研究基于IEC61850标准的数

4、字化变电站结构体系与数据报文。IEC61850标准将数字化变电分为变电站层、间隔层和过程层3层架构。变电站层和间隔层之间为站控层网络，问隔层和过程层之间为过程层网络。这两张网根据所传输的数据类型可划分成多张逻辑网络。IEC61850标准定义了7类数据报文。这7类数据报文通过4种映射服务映射到MAc层，然后由不同的网络传输。网络必须满足IEC61850规定的数据报文高实时性和可靠性的要求。鉴于sV网络和GOOsE网络是实时性要求最高的网络，本文主要针对SV网络和G00SE网络开展研究。接着重点研究EPON技术的MPCP多点控制协议和经典IPAcT上

5、行动态带宽分配算法。MPCP协议的5种控制帧在ONU注册过程和上行带宽分配中起重要的作用。对IPACT算法研究发现0NU的注册时间与上行带宽分配中的轮询周期对数据的传输时延影响很大。考虑到在EPON多业务传输时的Qos服务质量，还针对802．1p、802．1Q协议以及基于优先级的调度算法对EPON传输时延的影响加以讨论。最后对EPON网络进行研究，研究结果表明EPON网络可以适用于组建数字化变电站通信网。EPON网络结构符合数字化变电站对通信网络拓扑的要求。根据数字化变电站的分层架构，站控层网络和过程层网络可以单独组网，由间隔层隔离这两张网络，也

6、可唯一组网，从而简化间隔层设备和网络结构，使变电站设备可共享同一网络上的数据。通过分析和对比这两种组网方式，以及对比星型、环型拓扑的优缺点，同时考虑EPON网络结构的特点和数字化变电站未来发展的方向，提出变电站通信网按星型拓扑结构组成唯一网络，在唯一网络上由VLAN划分为SV网络和GOOSE网络。由于公网EPON系统无法满足IEC61850的要求，因此根据数字化变电站内短距离通信的应用环境对EPON进行改进。主要采用限制RTT时间、OU’对ONU的最大授权带宽等方法缩短IPACT算法的轮询周期，进而在基于该IPACT算法的EPON系统中关闭发现过

7、程使0Nu至0NU传输时延进一步缩短到SV和G00SE报文的传输要求。理论计算出0NU至0Nu传输时延的范围后对专用EPON进行测试。实测结果表明该EPON系统可以满足变电站SV网络和GOOSE网络的传输要求。摘要工程硕士学位论文关键词：智能电网，以太网，动态带宽分配算法，IPAcT，IEc61850，sV，GoosE。II工程硕士学位论文数字化变电站专用EPON通信网络传输特性研究AbstractAdedicatedEPONsystembasedontheIPACTaIgorithmisputfonvardfordigitalsubstatio

8、naRerthedigitalsubstationcommunicationnetworkbasedonIEC6l850standard