变电站现场通信网络架构及其关键技术研究

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1、变电站现场通信网络架构及其关键技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：杨炳炉指导教师：胡致远教授专业：通信与信息系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一五年四月CommunicationNetworkArchitectureandItsKeyTechnologyResearchinSubstationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByY

2、angBingluSupervisedbyProf.HuZhiyuanSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要智能电网是实现“电力流、业务流、信息流”深度融合的、复杂的现代电网。变电站作为电网能量传递过程中的枢纽地位，其复杂性更加突出，表现为：①从电力流角度看，包括电力系统的输电、变电、配电大部

3、分环节；②从业务流角度看，涉及变电站内部各个系统之间的业务流程整合，更扩展到与分布式新能源之间的深度互动；③从信息流角度看，业务流类型众多，流向复杂，实时性和可靠性要求高，海量数据处理与存储等。物联网技术由于具备全面感知、可靠传输、方便（分布式）处理等特色，有效促进变电站智能化的普及和业务流程效率提升。然而，由于变电站应用系统的复杂性，使得变电站信息与通信系统呈现以下特色：①“数据流种类繁多，数据流向复杂，海量数据采集、传输、处理与存储，实时性和可靠性要求高”等特征；②由于变电站应用类型多而复杂，其信息与通信系统重复建设，增加了

4、系统建设与运维负担，不利于系统之间信息实时交互；③传统网络层间无关设计思想，不利于整个信息通信系统性能提升。ICT（InformationandCommunicationTechnology）融合是一种信息（IT）与通信（CT）融合技术，提供了平台化信息通信系统，可以更好的整合变电站信息流及其传输通道，适应变电站信息通信系统复杂性。SDN(SoftDefinedNetworking,软件定义网络)技术由于具备集中控制、网络虚拟化、网络行为可编程等特性，成为ICT的实现技术途径。本文依托国家高技术发展计划（863计划）“基于物联网

5、技术的输变电设备智能监测与全寿命周期管理”项目及国家电网公司“信息通信融合的层次化体系研究及仿真”项目，开展了电力系统的ICT结构研究，在此基础上探索了变电站信息通信网络结构。重点开展了变电站现场网络平台和关键技术的设计。主要研究工作及创新点如下：①采用一种改进的变电站信息通信网络结构——面向综合业务的、多剖面、平台化ICT融合结构；重点研究该ICT结构中的“平台化现场通信网络”的设计和实现。②在变电站现场网络业务流整合研究中，采用一种改进的BIRCH聚类算法，并分析所改进的聚类算法对变电站ICT现场网络业务流整合的适应性。③在

6、变电站现场网络应用功能研究中，开展了基于SDN技术的变电站ICT网关路由器设计，并实现“多维交换”等关键技术。关键词：变电站，ICT，虚拟化，软件定义网络I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTSmartgridisacomplexmodernpowergridthatintegratepowerflow,businessflowandinformationflow.Asahubofpowergridintheprocessofenergytransfer,thecomplexityofsubstationismoreou

7、tstanding,whichbehavesas:①includingthemostlinkoftransmission,substationanddistributionfromthestandpointofpowerflow;②involvinginternalbusinessprocessintegrationamongvarioussystemsintransformersubstationandinteractionwithdistributednewenergyfromthestandpointofbusinessf

8、low;③includingnumeroustypesofbusinessflowwithcomplexflowdirection,highreal-timeperformanceandhighreliability,andneedinggreatcapacit