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35kv变电站综合自动化监控系统设计.doc

35kv变电站综合自动化监控系统设计

zhou晓慧
2017-09-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《35kv变电站综合自动化监控系统设计doc》,可适用于高等教育领域

kv变电站综合自动化监控系统设计中国矿业大学届本科生毕业设计第页中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:专业:设计题目:kv变电站综合自动化监控系统设计专题:指导教师:职称:年月徐州中国矿业大学届本科生毕业设计第页中国矿业大学毕业设计任务书学院专业年级学生姓名任务下达日期:年月日毕业设计日期:年月日至年月日毕业设计题目:kv变电站综合自动化监控系统设计毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:、掌握煤矿供电的特点和一次供电系统图。、利用InTouch组态软件制作监控界面。、要说明功能实现的具体步骤。、掌握TCPIP通信机制。、掌握一定的vbvc知识、设计出供电监控系统网络结构、客户端程序。包括的数据通信、数据显示保存和数据打印等功能。、完成与毕业设计内容一关的英文翻译,近三年的文献,~不少于汉字。、完成毕业设计论文。院长签字:指导教师签字:中国矿业大学届本科生毕业设计第页中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握独立解决实际问题的能力研究内容的理论依据和技术方法取得的主要成果及创新点工作态度及工作量总体评价及建议成绩存在问题是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学届本科生毕业设计第页中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(选题的意义基础理论及基本技能的掌握综合运用所学知识解决实际问题的能力工作量的大小取得的主要成果及创新点写作的规范程度总体评价及建议成绩存在问题是否同意答辩等):成绩:评阅教师年月日中国矿业大学届本科生毕业设计第页答辩情况回答问题有原没有一提出问题正基本则有般性确正确性回错误错答误答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字:年月日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人:年月日中国矿业大学届本科生毕业设计第页摘要变电所计算机监控系统是采用面向对象的设计思想并依托计算机技术、网络通信技术、现代控制技术及图形显示技术等将变电所集控制、测量及现代综合管理等功能集为一体的综合自动化系统。与常规的监控系统相比运行人员通过主控室的人机接口装置便可实现对整个变电所运行数据的监控与记录并将有关信息通过远动设备向各级调度中心传送运行可靠性大大提高综合效益显著。本论文针现场实际存在的问题和当前变电站监控系统的发展趋势及变电所监控的特殊工艺提出了分层监控的计算机解决方案。使用的是组态软件Intouch论文介unicationtechnologies,couldprovideuswiththeeffectivesubstationmonitoring,localremotecontrol,protection,primaryequipmentconditionmonitoringandmanyotherfunctionsthatcouldn’tberealizedwithconventionalprotectionandcontroldevicesThekeyobjectivesfordesigningsubstationautomationarchitectureareinteroperabilitybetweenIEDs,satisfactionofcommunicationperformance,andextensibilityofthearchitectureIEC,theglobalcommunicationstandardforSubstationAutomationSystem,definesthecommunicationbetweenIEDsandnotonlysolves中国矿业大学届本科生毕业设计第页theinteroperationproblembutalsospecifiesothersystemrequirementslikemessageperformance,informationsecurityinSASnetworkAccordingtotheIEC,themessagetransmissiontimerequirementsforSASnetworkmustbeensuredunderanyoperatingconditionsandcontingenciesinsidethesubstationDynamicperformanceoftheSASnetworkmustbestudiedduringtheplanningstageinordertocatchnetworkperformanceproblemaheadofthedeploymentstageInIEC,clausespecifiesthemessageperformancerequirementsforalltypeofsubstationautomationsystemsandclausestatestwoapproachesthatcouldbeusedtostudytheSASnetworkperformancePICOMmodelandsimulationofLANperformanceThecalculationmethodandsamplecalculationforPICOMmodelisintroducedinIECISincethismethoddoesn’tconsidertheoverhead,messagestructureandthebackgrounddataflow,itisonlyusedfordeterminingthetotaldataratesofthenetworkForthedynamicperformanceofaphysicalSASnetwork,LANsimulationtoolsmustbeusedInIECI,aSASnetwork’sdynamicperformanceisstudiedusingCOMNETIIIsimulationprogramwithoutstatinghowtheIEDsaremodeledBecauseitisbasedonthenumberofmessagesthatflowsatthespecificscenario,theuserneedstodeterminethenumberofmessagesflowingonthenetworkforagiventestingpointTherefore,thesimulationresultiscompromisedbytheaccuracyofthemessageestimationSkeieetalhaveprovedthatEthernethasthesufficientperformancecharacteristicstomeettherealtimedemandofSAsystemKernetalhavedonethefeasibilityinvestigationsandshownthatIECcommunicationapproachsatisfiestherealtimerequirementsforsubstationcontrolandprotectionTheresearchpresentedhere,however,differsfromtheaboveresearchesinthefollowingaspects:ThepurposeofthisresearchistocreateIECbasedIEDmodelsandsetupaplatformforsubstationcommunicationnetworkperformancestudy,whichcouldbeusedbyengineerstoanswerthe中国矿业大学届本科生毕业设计第页questionssuchasifakVsubstationSASnetworkwithbays,expandedtobaysfiveyearslater,canstillsatisfytheperformancerequirementsornotIn,UDPIPisusedfortimecriticalmessages,whichisnotthecasefortheIECstandardHowever,theproposedOPNETmodelsinthispaperareconstructedbasedontheIECstandardwhichmeansthedata(GOOSEmessage,rawdata,andclientservermessage)willpassthecommunicationstackspecifiedinIECTheproposedOPNETmodels,aimtosimulatethevariousSASnetworkunderdifferentscenarios,allowingtheusertosettherawsamplerate,faulttime,numberoffaults,backgroundtrafficandotherconfigurationparametersSubstationAutomationSystemconsistsofmultiplecomponentsEachcomponentservesmultiplefunctionalitiesInordertosimulatethedynamicperformanceofSASnetwork,OPNETIEDmodelsareconstructedtorepresentthespecificcharacteristicsofSASnetworkThestudyofSASnetworkonOPNETisseparatedintotwolevelsprocesslevelandstationlevelThemessagetypesthatflowsonthenetworkarebasedonIECstandardBackgroundtrafficsuchasfiletransfercanalsobecreatedbyaddingextraworkstationsIIIEDMODELSINSASNETWORKFigureshowsatypicalpowersystemtransformerbayunitforprotectionandcontrolinSASThesecondarydevicesconsistofBreakerIEDs,MergingUnit(MU)IEDs,andcombinedProtectionIEDsTheMUIEDfirstprocessesandcombinesthesignalsfromControlfieldCTandPTThenittransmitsthedigitalvoltageandcurrentoutputtotheprocessbus(ahighspeedfieldEthernetbus)TheBreakerIED,whichnotonlycontrolsthebreaker’sopenclosebutalsomonitorsthestateandconditionofcircuitbreaker,receivesthetripclosecommandfromtheprotectionIEDsorHMIandsendsstatechangeeventtoHMIandcorrespondingprotectionIEDsthroughtheprocessbusThecombinedprotectioncontrolIED,auniversaldevice,integratesallsubstationprotectioncontrolfunctionalitiesOPNETmodelsforthoseIEDsaresimplifiedfortheperformancesimulation中国矿业大学届本科生毕业设计第页purposesPrioritytaggingisnotsupported,however,infutureworktheIEDmodelingwillbeimprovedtosupportprioritytaggingTheprocedurestoconstructtheIEDsonOPNETmodelerarediscussedinthefollowingparagraphsFigkVsubstationsinglelinediagramAOPNETModelofMergingUnitIEDTheMergingUnitIEDistomergethreephasecurrentandvoltageandthentransmittherawdatasampledvaluestotheLANnetworkasdescribedintheIECForSASnetworkperformancesimulationpurpose,itinfactservesasatrafficgeneratorTherawdatasampleratecouldbeconfiguredaccordingtoIECbasedonthesubstationperformancetype(Table)TABLERAWDATAFORPROTECTIONANDCONTROLThecurrentandvoltagerawdatawillbeputintoanEthernetpacketandthensenttothecorrespondingprotectiondevicesthroughmulticastmessagesTheusercanconfigurethesamplerate,starttime,stoptime,packetsize,address,multicastgroupaddressandtransmissiontype(PP,multicast,broadcast)OPNETmodelerconstructsthemodelsusingobjectorientedmodelingapproachNetworkdeviceslikeIEDs,switchesandworkstationsare中国矿业大学届本科生毕业设计第页callednodemodelsinOPNETmodelerNodemodelconsistsofModulesconnectedbypacketstreamsorstaticwiresEachmoduleisassignedtoaprocessmoduletoachievetherequiredbehaviorsFigureshowsthenodemodeldiagramforMUIEDThemodelinFigure(a)isforbustopologyandtheoneinFigure(b)isforstartopologyThesmallsquaresinthemodelrepresenttheprocessmodelsOPNETmodelerhasthenodemodeleditorandprocessmodeleditorthatfacilitatethemodeldesignFigMUIEDOPNETmodelsTherawdatasourcemoduleallowstheusertodefinethepacketformat,packetsize,andpacketratetheuserwantstogenerateThesinkmodulewillfirstcalculatethepackettransferringtime,collectotherstatisticaldataforallthepacketsthatcomefromthenetworkandthendestroythemsothatmemoryspacecouldbefreedTheethmacintf,deferandmacmodulesimplementtheEthernetprotocolsandalgorithmsThisistheplacewhereOPNETprocessestheincomingandoutgoingpacketsThehubrvandhubtxareOPNETsymbolforpointtopointreceiverandtransmitterAndthebusrvandbustxarebusreceiverandbustransmitterTheyareusedfornodestobeconnectedtotheswitchorbusOPNET’sprocessmodelusesfinitestatemachine(FSM)approachtosupporttheimplementationofprotocols,resources,applications,algorithms,andqueuingpoliciesStatesandtransitionsgraphicallydefinetheprogressionofaprocessinresponsetoeventsEachstateofaprocessmodelcontainsembeddedCCcode,supportedbyanextensivelibraryoffunctionsdesignedfornetworkprogrammingFigureshowstheprocessmodelfortherawdatasourceinMUIEDmodelFigRawdatagenerationprocessmodelBOPNETModelofCircuitBreakerIEDandProtectionIEDThefunctionalitiesofCircuitBreakerIEDaretoreceivethetripmessage,calculatetheendtoenddelayETEdelay,andsendamulticastGOOSEGSSEeventtootherprotectionIEDsSimilarlyasthe中国矿业大学届本科生毕业设计第页MUIED,usercanconfiguretheeventpacketsize,addressandtransmissiontype(PP,multicast,broadcast)TheProtectionIEDcouldbeconfiguredasNormalorFaultmodeIfitisinNormalmode,itgeneratesconstantratepacketandsendittothestationPCIfitisinFaultmode,itwillsendtripmessageataspecifiedtimeThetripmessagewillbemulticasttothecorrespondingbreakerIEDsForittoworkproperly,theuseralsoneedstoconfigureitsaddress,multicastgroupaddress,destinationaddressandotherparametersaccordingtothesimulationrequirementsTheNodeModels(Figure(a))forbreakerIEDandprotectionIED(Figure(b))inNormalFaultmodearesimilarwithMUIEDBesidessendingoutfastandmediumspeedmessagesuchastrip,processstate,rmsvalue,theyalsoreceivesthemessagefromthenetworkTherefore,thebehaviorsofthoseIEDsaredifferentwithMUIED,theprocessmoduleswithembeddedCCcode,whichareusedtodefinethosebehaviors,aredifferentFigBreakerIEDandprotectionIEDforstartopologySincetheaimistoobservethetransferringtimedelayorETEdelayforthetripmessage,rawdatasamplesandothertimecriticalmessagesinSASnetwork,OPNETwillcollectthestatisticsanddrawanETEdelaydiagram,whichcouldbeusedtocreateasimulationreportFigureisarawdatasampleETEdelaydiagramobtainedfromoneoftheprotectionIEDFromthisdiagram,itcanbeclearlyobservedthatmaximummessagedelayisaroundswhichhappenedataroundseconds中国矿业大学届本科生毕业设计第页FigSampleETEdelaydiagramgeneratedbyOPNETCStationPC,SwitchesandNetworkLinkTheSASnetworkbasedonOPNETModelerusesthestandardEthernetworkstationmodel,switchandlinksThedetailsofthosemodelscouldbeobtainedeitherfromOPNETmodeleroritsusermanualIIITRAFFICFLOWONSASNETWORKAccordingtoIEC,messagesareclassifiedintocategoriesTablesummarizesthosemessagesandtransfertimerequirementrangeThemessageswithcriticaltransferringtimerequirementsuchastype,type,typeandtypearethefocusofresearchreportedinthispaperTABLEMESSAGETYPEANDPERFORMANCEREQUIREMENTINSASNETWORKTheamountoftrafficontheLANnetworkandthenetworkthroughputcouldbetwofactorsthataffectthenetworkperformanceTherefore,uponcompletionoftheSASnetworkmodelingonOPNET,correctanalysisofnetworkflowatagivenscenarioiscriticaltotheperformancesimulationTheamountoftrafficcouldbedecidedbyinvestigatingtheSASnetworkatagivenscenarioandaskingthefollowingquestions:what中国矿业大学届本科生毕业设计第页arethesampleratesorpollingratesWhatisthepacketsizeHowmanymessagesneedtobesentoutforafaultArethereanyothermessagesthatcouldflowatthistestingpointOncethisisdone,theIEDmodelscouldbeeasilysetuptogeneratethosemessagesanddeterminetheirtransfertimesIVSAMPLESUBSTATIONAUTOMATIONSYSTEMCONSTRUCTEDONOPNETMODELERTheselectedsubstationisastandardkVdistributionstationTherearetwokVlinesconnectedthroughanisolatorbridgeandsixkVlinesconnectedintoasectionalizedstraightbusTherearetwokVtransformersThestation’ssinglelinediagramisshowninFigureTheIEDconfigurationforeachbayunitinthesubstationisgiveninTableThesimulationnetworksareconfiguredasfollows:ForkVline,therawdata,GOOSEmessagesaretransmittedamongtheMUIED,protectionIEDandbreakerIEDusingPPForTransformerbayandkVlinebay,MUIEDmulticastsrawdatamessagetoprotectionIEDsThetransformerbayprotectionIEDsalsomulticasttripmessagestotwobreakerIEDsProtectionIEDsandbreakerIEDsareconfiguredtosendpollingmessagessuchasmeteredvalues,breakerstatustostationPC中国矿业大学届本科生毕业设计第页FigkVsubstationsinglelinediagramForthebustopology(seeFigure),protectionandcontrolIEDs,MUIEDs,BreakerIEDsareconnectedwiththeprocessbus(dividedintotwosegments)IEDsrelatedwiththetwokVlinesandtwotransformerbaysshareoneprocessbussegmentThesixkVfeedersandkVbussectionshareanotherprocessbusThisarrangementcanminimizethedatatobetransferredbetweenthe中国矿业大学届本科生毕业设计第页segmentsThestationbuswillconnectprotectionIEDsandaStationPCCSMACD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)isimplementedineachIEDconnectedtothecommunicationbusWiththistechnique,eachIEDlistenstothebusandsendsmessagewhenithasdetectedthatthebusisidleIfacollisionoccurswithanotherIED,thetransmissionwillbestopped,andafterarandomtimeperiodoftime,theIEDwillretryCollisionsareanormalpartofCSMACDnetworksItwillslowdownthesystemsignificantlywhenexcessivecollisionshappenAndthiscouldalsobeobservedinthefollowingsimulationresultsFigSASnetworkwithprocessbusandstationbusForthestartopology(Figure),threeswitchesareusedTheIEDsconnectedtoProcessBusinbustopology(Figure)arenowconnectedtoswitchOtherIEDsareconnectedtoswitchSwitchconnectsstationswitch,switchandstationPC中国矿业大学届本科生毕业设计第页FigSASnetworkwithstartopologyOthertopologiessuchasringtopologycouldalsobeconstructedusingtheproposedOPNETIEDmodelsVSIMULATIONRESULTSSimulationsareperformedfortheLANspeedofMBitssec,MBitssecforbothbustopologyandstartopologyunderthefollowingscenarioItisworthnoticingthatthisscenariomaynotbetheworstcasescenarioforthegivensubstationTheworstcasescenario,however,couldbedecidedduringtheplanningordesignstagebasedonthesubstationoperatingenvironment,protectionandcontrolscheme,andotherfactorsthatcouldaffectthesubstationandcommunicationnetworkThereisnobaycontrollerintheSASnetworkTheprotectionIEDactuallymeanstheprotectioncontrolIEDItisassumedthatthefaultcausestwoprotectionIEDstosendtripmessagestocorrespondingbreakerIEDsThemessagesizeisbitsEachtripmessageissentfourtimestoensurecorrectdeliveryofmessageOtherprotectionIEDsandBreakerIEDsaresendingpollingresponsemessagetostationPCatarateofmssothatstationPC中国矿业大学届本科生毕业设计第页couldacquireallthedatafromthoseIEDsinsecondsThesemessagesaretypemessagesrelatedwithprocessvaluessuchasrmsvoltagecurrentandbreakerstatusThemessagesizeisbitsEachpollingmessageissentoncetothenetworkFirst,thenetworksshowninFigureandFigureweresimulatedThen,thesituationofusingoneprocessbusandoneswitchforallIEDswassimulatedThiswasdonetoobservetheeffectonperformancewiththeincreasingofIEDsforthebusandstarnetworkThetripmessageETEdelayandrawdatamessageETEdelayunderthisscenarioforboththeBusandStartopologyforthesampleSASnetworkweredeterminedTablesandshowtheresultsforbustopology,andTablesandshowtheresultsforstartopologyTABLEMESSAGEDELAYSONBUSNETWORK(TWOPROCESSBUSES)*ThosenetworkconfigurationshouldbeavoidedassomemessageETEdelaysviolatetheIECstandard**ThetimeisnotshownasthemessagesjammedandtheETEdelaywentcrazy中国矿业大学届本科生毕业设计第页Fromtheresults,itcanbeobservedthatthebustopologyisviableforsmallandlowsamplerateSASnetworkinPorPclassasdefinedinIECSamplingratewillaffecttheperformancewhenthenetworkLANspeedislowforbustopologyWiththenumberofIEDsincreasing,thenetworkperformancewillalsodecreasesharplyforMBbusThereforeifprocessbusistobeusedespeciallyforMBbus,tosatisfytheperformancerequirement,ananalysisofthenetworkandpropersegmentationoftheprocessbusisneededStartopologyoffersabetterperformancethanbustopologyThesamplingrateofrawdatadoesn’thaveobviousaffecttotheETEdelaysThenetworkperformanceisonlyslightlyaffectedbyincreasingofIEDsVICONCLUSIONSTheuseofIEDmodelsbasedonOPNETmodelertobuildtheSASnetworkandsimulatenetworkperformancehasbeenshowntobeaneffectivetoolforsolvingcriticalperformanceproblemsinSASnetworkThroughthesimulation,theprotectioncommunicationengineerscouldobservethemessagedelayinsidethenetworksothatnetworkperformancespecifiedinIECcouldbeachievedby中国矿业大学届本科生毕业设计第页selectingpropertopologyandnetworkconfigurations、forouzanBTcplzpProtocplSuiteNewYorkNY:McGrawHill,、Gj“AReducedstateVariantofMaximumLikel:hoodSequencdeDetectionAttainingOptimumPerformanceforHighSignal–toNoiseRatios,IEEETrans”、R“MaximalRecursiveSequencesWithVALNEDRecursiveCrossCorrelationFunctions”IEETransInformTheoryVolIt中国矿业大学届本科生毕业设计第页中文译文IED的造型基于IEC的变电站自动化系统性能模拟tssidhu,研究员的IEEE和玉阶尹学生会员,ieee摘要本文介绍了建模的关于OPNET模拟器的智能电子装置(IED),通信网络仿真建模开发的工具OPNET的技术这些IED的结构模型让人们能够轻易建立变电所自动化系统(SAS)的网络模型与不同拓扑的各类变电所等动力性能问题是可以研究的,在规划阶段和网络性能问题处于提前规划阶段例如,使用OPNET模拟器建立SAS网络的那些模型以及网络性能的仿真结果,也将在本文章中介绍。索引目录通用模型,IEC,opnet默勒,智能电子装置(ied),变电站自动化系统(SAS)的测试一导言变电所自动化系统(SAS)系统,建立了利用多功能智能电子装置(研究所)和先进的网络通信技术,可以为我们提供有效的变电站本地监控及远程控制,保护设备、主要设备状态监测以及许多传统的保护和控制装置无法实现的其他功能。设计变电站自动化的主要目标是IED、通信形式的适用性和结构扩展性的共用。满意的通信性能,和延展性的架构IEC为全球通信标准的变电站自动化系统,定义了IED和在SAS网络中不仅解决了互通问题,而且还规定其他系统的要求、信息安全的通信。根据IEC,对于SAS信息传输时间的要求必须在任何操作条件及突发变电站内被确定。SAS网络的电动机特性必须在规划阶段,为了捕捉网络性能问题须提前处于部署阶段在IEC,第条明确了对所有类型的变电站自动化系统的信息性能要求和可以用来研究SAS网络性能:PICOM模型和LAN仿真性能的两种连接方法的种状态。在IECi中介绍了PICOM模型的计算方法及抽样计算。由于这种方法不考虑开销,信息结构和背景数据,它只是用来确定网络的总数据传输速率对于一个物理性质的SAS网络的动态特性局域网仿真工具必须使用在IEC中,一个SAS动态性能是用没有说明IED是如何模拟的COMNETIII仿真程序来研究的。因为它是基于一些数据量,在特定的情况下,用户需要确定对于某个测试点在网络上的一些信息流量。因此,模拟结果是由信息估计的准确性来组成的。SKEIEal证明以太网具有足够的特性,以满足SA系统的实时需求Kernetal所做的可行性调查表明IEC中国矿业大学届本科生毕业设计第页的通信方式满足变电站控制和保护的实时性要求然而这里有不同于上述的研究,在以下几个方面:•本研究的目的,是为了创造以IED模型和设置一个变电所通信网络特性研究为基础的IECMMS可以被工程师用来回答问题,例如如果一个kV变电所自动化系统网络与槽,扩展到个槽,五年后,是否仍能满足性能要求,•UDPIP是用于时间关键的评价,而实际并不是IEC标准不过,在本文中的OPNET的模型基于IEC标准它包含数据(GOOSE信息的原始数据和用户端伺服器的信息)将通过通信栈规定在IEC•OPNET模型的产生,目标在于模拟不同情况下的各种SAS网络,允许使用者设定的原始采样率,故障时间,减少失误,背景流量和其他配置参数变电站自动化系统由多个部件。每个组件具有多种功能为了模拟SAS网络的动态性能OPNEDIED模型以表现SAS网络的基本特性而建立的。关于OPNET的SAS网络的研究被分为两个层次:过程阶段和状态阶段以网络流向的信息类型是基于IEC标准背景流量等档案传输也可通过增加额外的工作站来产生。二在SAS网络中的IED模型电流电压原始数据会被放到一个以太网包,然后通过多广播通道送到相应的保护仪器用户可配置采样率、开始时间,停止时间,封包大小,地址多广播组地址和传送类型(PP,多播,广播)OPNET模拟器的构造模型是采用面向对象的建模方法像IED网络设备,交换机与工作站在OPNET中被称为节点模型节点模型包括由栈地址相连的模拟器或固定对口每一单元都分配到一个程序模块来实现所需的行为图显示了MUIED的节点模型示范图。(a)是用于总线拓扑和一个在图(b)是星形拓扑小正方形的模型是过程模型OPNET模拟器有方便的模型设计:节点模型和过程编辑模型编辑器原始数据来源模块允许用户定义包格式、包大小,和用户想要用的包速率。连接模拟器将先计算包的传递时间,收集其他来自网络的所有的包的统计资料,,然后摧毁它们,使记忆空间可以释放该ethmacintf,延迟和MAC单元实行以太网协议和算法这是OPNET输入和输出包的地方该hubrv和hubtx是OPNET的点对点的接收和发送器而busrv和bustx是总线的接收和发送器他们是用节点连接到交换机或总线。中国矿业大学届本科生毕业设计第页OPNET的处理模型使用有限状态机(FSM)接近于支持协议的实施,资源、应用、算法,和排队的政策。状态和转折图解定义进步过程以回应事件。处理模型的各个状态包含嵌入CC代码,由作用一个广泛的图书馆支持被设计为网络编程。图显示处理模型在MUIED模型原始数据来源。BOPNET模拟器的IED电路断路器和IED保护IED断路器的功能是所接受访问信息、计算端到端延迟ETE延迟,并且发送一个多广播的GOOSEGSSE事件到其它IEDs保护。同样作为MUIED,,用户可以配置事件包大小,地址及传输类型(点对点,多播,广播)IED保护可配置为正常或故障模式如果是正常模式,它产生恒定速率包,并传送到PC站。如果是故障模式,则将此访问电文在一个特定的时间发送访问讯息将广播到相应的IED断路器。对于它正常工作,用户也需要根据仿真的要求配置地址,广播组地址,收件地址和其他参数,节点模式(见图(a))的IED断路器和IED保护(见图(b))在正常故障模式类似于MUIED。除了快速发送和中速信息例如行程,进程状态,rms价值,它们还收到了来自网络的信息因此,这些IDE的行为也不同于MUIED,过程模块嵌入式CC代码,它是用来定义这些行为是不一样的(a)(b)图星形拓扑结构的IED断路器和IED保护既然目的是观察SAS网络中的传递时间延迟或访问信息的延迟,原始数据的样本及其它关键访问信息那么OPNET将收集统计并得出一个ETE延迟表它可以用来产生仿真报告图是从IED保护中得到的一个原始数据样本ETE延迟图,从这里可以清楚地观察到最大信息延迟大约是s中国矿业大学届本科生毕业设计第页到钞内。图样品ETE延迟图由OPNET引起C驻地个人计算机、开关和网络链接SAS网络根据OPNET模拟器使用标准以太网工作站模型、开关和链接。那些模型细节从OPNET模拟器或者从它的用户手册中得到。三在SAS网络的传输流量根据IEC,信息被分为七类表总结了这些信息和移交时间需要的范围。关键传输时间需要的信息如,如型,型,型和型这是本篇文章的中心。表SAS网络的消息类型和性能要求局域网的传输量和网络通过量可能有两个因素影响网络特性因此,在关于OPNET完成的SAS网络建模中,在一个特定的情况下正确分析网络流量是关键的性能仿真传输量可以由检测在一个特定的情况下的SAS网络,并提出以下问题:什么是抽样率或得票率什么是封包的大小许多信息是怎样发送出故障的还有没有其他的信息流可以在这个测试点一旦这样做,IED模式可轻易地产生了这些信息,并决定其传输时间四关于OPNET模拟器的样品分站自动化系统修建选择的分站是标准的kV变电站。有二条千伏线被连接通过绝缘物桥和六条千伏线连接到部分平直总线。有二个千伏变压器。单线路的变电站线路图被显示图。在分站中每个单元的IED配置在表中给出。模仿网络是配置如下:kV线路,原始数据,GOOSE信息传送到MUIED,IED保护使用点对点的中国矿业大学届本科生毕业设计第页IED断路器变压器槽和kV线路槽,MUIED广播原始数据消息到路IEDs保护中。变压器槽IEDS保护还广播访问信息到两个IED断路器IEDs保护器和IED断路器被配置发送到收线信息如测量的价值,断路器位置到个人计算机站。图kV分站唯一线路图表IED配置为KV分站中国矿业大学届本科生毕业设计第页对于总线网络结构(参见图),个IEDs保护控制器,个MUIEDs,个IED断路器连接到过程总线(分成两个部分)。ieds与两条千伏线路和台变压器槽共享一个进程总线段六路kv馈线及kv部分总线共享另一个进程总站。这样安排可能使数据减到最小转移间段。总线站将连接个IEDs保护器和一台个人计算机。CSMACD(载波检测多路访问以冲突检测)被用每个IED连接到通信总线。以这个技术,各个IED监听主站并且发送信息当它有发现总线是空闲时。如果与另一个IED发生碰撞,传输将被停止,而经过一段随机时间,IED会再重新使用。碰撞是CSMACD网络的一般部分。当过多地发生碰撞时它只会拖慢系统过程。并且也显示在以下模仿结果中。图带有过程总站和主站的SAS网络下面为星形拓扑(见图),三个交换机是被使用。在总线拓扑中IED连接到过程总站(图)现在被连接到交换机。其他IED连接到交换机交换机连接到主站的交换机,交换机和个人计算机站中国矿业大学届本科生毕业设计第页图以星拓扑结构的SAS网络其他的拓扑如环形拓扑也可建成使用于OPNETIED模型五(模拟结果模拟器以MBitssec的以太网速度,和以总线网络结构和星形拓扑的MBitssec的方式形成。它值得注意这个情节不能是最坏的情况对于指定的分站。不过最坏的情况,可以决定在规划或设计阶段期间根据分站操作环境、保护和控制策划,以及其他因素,可能影响分站和通信网络网络中没有槽控制器。IED保护器其实就是IED保护控制器。在SAS它假设,错误导致两个IEDs保护器发送访问消息到相应的IEDs断路器。信息大小是位。各访问信息被发送四次以保证消息正确交付。其它IEDs保护和IEDs断路器以每秒的速率发送应答信息到个人计算机站如此个人计算机站能在秒内得到来IED的所有数据。这些消息是型信息与处理价值有关譬如rms电压潮流和断路器状态。消息大小是位。每个应答信息是发送一次到网络。MUIEDs送原始数据信(型)在指定的采样率。消息大小是位。每个原始数据消息寄发一次到网络。大小消息消息和转播任意地被选择。但是,在未来工作,最近出版实施指南至于对IEC的使用决定大小原始数据消息将被评估。中国矿业大学届本科生毕业设计第页首先,在图和图被显示网络是仿真的。然后,使用过程站的模拟和一个交换器被所有的个IEDs模仿了。这样做观察了在总线和星形网络上IEDs递增性能的反应。在总线型和星拓扑结构为样品的SAS网络的情况下访问信息ETE延迟和原始数据消息ETE延迟是确定的。表和显示结果为总线网络结构,和表和展示结果为星拓扑结构*那些网络布局应该避免作为一些消息ETE延迟违反IEC标准。**时间不被显示作为消息被阻塞和ETE延迟是疯狂的。从结果,它可能被观察总线网络结构是可实行的为小和低样品率SAS网络在P或P级别中被定义在IEC。当局域网速度对于中国矿业大学届本科生毕业设计第页总线网络结构是降低的时候采样率将反应特性。随着IEDs的数量增加,网络特性将锐减为MB总站。所以如果进程站将被特别使用于MB总站,满足性能要求,对网络的分析和适当的分割进程总站是需要的。星拓扑结构比公共汽车拓扑结构提供更好的特性。原始数据的采样率没有明显影响对ETE延迟。网络性能只轻微地影响了IEDs的增加。六结论对IED模型的用途根据OPNET模拟器建立SAS网络和模仿网络特性显示在SAS网络为了解决关键性能问题的一个有效的工具。通过模仿,保护通信工程师能观察网络中的信息延迟从而网络特性在IEC中被指定通过选择适当的拓扑结构和网络布局来实现。中国矿业大学届本科生毕业设计第页致谢值此论文完成之际我首先要衷心的感谢我的导师邓先明老师。在我毕业设计期间邓老师在学习上给与我及时的指导生活中遇到的困难也给与我热心的帮助。本论文是在导师的严格要求和精心指导下完成的。邓先明老师渊博的学识、丰富的科研经验以及严谨的治学态度使我在完成本论文的过程中受益匪浅谨在此表示衷心的感谢!同时也感谢我班的同学们在四年的学习和生活中给与我的真诚帮助。感谢班里一对一的帮扶。还要感谢我们同组做毕业设计的同学们感谢他们在做毕业设计期间给予的帮助和指导。感谢矿大给我这次重新学习深造的机会~感谢我的家人和单位~是他们的鼓励和支持使得我能够顺利完成学业。蔡永
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