数字化变电站级联网络时延上界计算方法.pdf

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1、第30卷第10期电力自动化设备Ｖｏｌ．30Ｎｏ.10２０10年10月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔOct.２０10数字化变电站级联网络时延上界计算方法朱国防，陆于平（东南大学电气工程学院，江苏南京210096）摘要：提出一种改进的数字化变电站级联网络时延上界计算方法，从级联系统末端开始逐步细化数据流，逐步求取其后端级联系统对级联入口数据流的服务曲线，达到了“只需考虑单次突发”的效果。运用多种方法对采用交换式以太网环形拓扑构建数据采集网和GOOSE网合并的变电站过程总线网络进行计算，结果表明所提出的方法比采用上

2、级离开曲线即下级到达曲线思路的方法更有效。关键词：数字化变电站；级联网络；时延上界；过程总线；IEC61850中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：１００６－６０４７（2０10）10－０058－０4示为γr，b（t）=rt+b，参数r和b分别为数据流的最大0引言持续到达速率和最大突发长度。随着IEC61850标准的颁布与实施，数字化变电根据网络演算理论，如果数据流在服务节点上的到达曲线是漏桶型的，而且数据流以优先级排队站得到了大力推广和应用。网络系统是数字化变电站的神经系统，其可靠性、实时性和安全性直接决定（PQ）或先到先服务（FCFS

3、）的方式接受服务，则数据了数字化变电站的可用性［1鄄4］。为验证网络通信是否流在服务节点上的服务曲线βRτ，Ｔ为+满足数字化变电站实时性要求提供好的方法是至关βR，τT（t）=R［t-τT］（1）+重要的［5］。其中，［x］=max（x，0），称为速率延迟服务曲线，由传统分析数字化变电站信息传输时延的排队理参数R和τT来描述，分别代表数据流接收的速率和时间常数。论方法，是以概率论和随机过程为基础的。基于OPNET（OptimizedNetworkEngineeringTools）等仿真软件的若数据流的到达曲线为γr，b（t），服务节点提供分

4、析方法得到了广泛应用［6鄄9］。基于网络演算理论［10鄄11］的服务曲线为βR，τT（t），则最大服务延时时间常数τD的数字化变电站内信息传输时延上界的计算方法很和最大数据堆积B为好地解决了此问题［5，12］。τD＝τT+b／Ｒ，Ｂ＝b+rτT（2）本文在推导系统对报文（微数据流）的服务曲线1.2PQ方式下节点服务曲线时，从系统的末端开始逐渐细化数据流，并计算其后考虑一个固定带宽为C的服务节点对2个数据端级联系统对级联入口数据流的服务曲线。没有采流F1和F2进行服务，数据流F1被给予非抢占式高用上级离开曲线即下级到达曲线的思路，从而得到优先

5、级方服务。若高优先级数据流F1服从漏桶到达曲线γL是低优先级数据流中的最大更精确的系统服务曲线，达到了“只需考虑单次突r，b，并且r

6、Ｓ２，考虑2个节点的服务曲线分别为βＲi，τＴi（i=1，２），则2个节点1.1漏桶到达曲线、服务曲线和最大时延级联系统的服务曲线为网络演算的基本概念包括到达曲线和服务曲β=βＲ1，τＴ1塥βＲ2，τＴ2=βmin（Ｒ1，Ｒ2），τＴ1＋τＴ2（5）线，利用它们可以计算服务节点的最大服务时延和即当服务节点级联时，一般使用最小加代数中最大数据积累等。详细理论可参考文献［11］。下面的卷积就可以得到整个级联系统的服务曲线。根据首先介绍下文推导所涉及的主要概念和理论基础。该定理可以推出端到端的时延上界与流过级联节点漏桶到达曲线是到达曲线γ

7、r，b的一种特例，表的顺序无关。该定理也可以解释“只需考虑单次突发”现象。收稿日期：２0１０-０3-02；修回日期：２010-０5-30基金项目：国家自然科学基金资助项目（50977012）假设数据流F到达曲线服从γr，b，且r

8、方法，由式（2）可知，级联系统的时延上界传输时延，不失一般性，讨论从SW1~SWN的数据流时间常数为τD0=b／R0+τT0，其中，R0=min（R1，R2），在