智能电网保护控制信息流建模仿真研究

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1、专业学位硕士学位论文智能电网保护控制信息流建模仿真研究作者姓名潘维学科专业电气工程指导教师蔡泽祥教授陈炯聪教授级高工所在学院电力学院论文提交日期2015年3月ResearchonModelingandSimulationofProtectionControlInformationFlowinSmartGridADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PanWeiSupervisor：Prof.CaiZexiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Ch

2、ina分类号：TM7学校代号：10561学号：201221011336华南理工大学硕士学位论文智能电网保护控制信息流建模仿真研究作者姓名：潘维指导教师姓名、职称：蔡泽祥教授申请学位级别：全日制专业型硕士学科专业名称：电气工程研究方向：电力系统保护、控制与自动化论文提交日期：2015年03月01日论文答辩日期：2015年03月20日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张勇军委员：蔡泽祥、吴国炳、王健、刘刚摘要随着智能电网的不断发展，智能变电站内、调度中心与厂站端之间的保护控制信息流的可靠传输对电网安全可靠运行显的越来越重要，网络实

3、时性及可靠性备受关注，对电力调度数据网网络性能的深入研究也迫在眉睫。但目前智能变电站内、调度中心和厂站端之间的电网保护控制信息流研究较为缺乏，尚缺乏智能电网网络系统性能分析的方法和手段。针对以上现状，本文提出基于OPNET的智能电网网络建模仿真方法，对智能电网保护控制信息流和调度数据网进行了建模，通过仿真对其网络性能进行定量分析，为智能电网技术分析、性能评价等提供参考。首先，研究分析了智能电网情况下智能变电站内保护控制信息流的IEC61850通信规约、报文类型及其建模，并基于OPNET通信仿真软件对站内的关键设备如合并单元、保护单元、智能操作箱及断路器模型进行

4、了自定义建模以实现特定功能。然后，研究分析了智能电网情况下调度中心与厂站端间的电力远动系统、继电保护与信息系统、广域相量测量系统和在线监测系统等保护控制信息流的传输规约、传输业务、信息流特性等，以实现调度中心主站和厂站端之间传输保护控制信息流的建模。其次，研究了电力调度数据网的相关通信传输技术如SDH、MPLS、Diff-serv、VPN等的基本原理和技术优势，分析其对保护控制信息流在调度数据网传输时的隔离分区、流量分布和安全可靠性等方面的影响；并对电力调度数据网的网络架构原则进行了分析，提出了用于保护控制信息流传输的调度数据网架构的仿真拓扑方案。最后，提出了

5、基于OPNET的网络建模方法，以琴韵智能变电站为例实现研究了站内保护控制信息流的网络性能如传输延时、流量等；同时对调度中心与厂站端之间的通信网络系统和保护控制信息流数据进行了建模，通过仿真研究分析了在有无应用MPLS相关技术对电网保护控制信息流传输的流量分布和端对端延时等网络性能的影响，同时研究分析了其在网络发生自愈性故障恢复时对网络通信的影响。研究表明，采用MPLS技术及相关的优先级、区分服务技术等在网络正常通信和自愈性故障恢复情况下有更好的网络性能，能够更好地实现满足电力调度数据网通信的需求。关键词：智能电网；保护控制；信息流；电力调度数据网；OPNET；

6、建模仿真IAbstractWiththecontinueddevelopmentofsmartgrid,datareliabledeliveryofthetrafficflowincontrolandprotectionbetweenthedispatchcenterandsubstationisincreasinglyimportant.Thatistosay,thereliabilityandreal-timeinPowerNetworkhasattractedmoreandmoreattentionwhichmeansthatitisextremelyu

7、rgenttodeepenthestudyoftheperformanceofthepowerdispatchdatanetwork.However,thelackofthestudyofdatareliabledeliveryofthetrafficflowbetweenthedispatchcenterandsubstationhaveresultedtheshortageofmethodsandmeansinanalyzingtheperformanceofthepowerdispatchdatanetwork.Consideringthefactors

8、above,thispaperpres