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工业以太网及无源光网络在配电网自动化的应用

作　者: 李青松
导　师: 谢运祥；周文瑜
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 智能电网高级配电网自动化以太网无源光网络工业以太网
分类号: TN929.1;TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,电网公司已建立起以光纤通信为主的庞大核心通信网络,并延伸覆盖到各发电厂,并以此形成发电-输电-变电的强力电力调度系统。而目前的配用电网络,配网通信一直是一个薄弱环节,严重制约了配用电自动化系统的实现。在过往的配电网通信系统建设中,经历了包括电力线载波、无线通信和目前流行的光纤通信几个阶段,目前电网公司内的配电网自动化通信系统仍然存在上述3种通信方式混合组网的方式,但是从实际使用情况以及电网安全等等角度来看,光纤通信无疑是实现配电网自动化和将来智能配网的最佳通信方式。本文根据配电网自动化系统业务及特点,分析配电网自动化(智能配电网)系统对通信基础架构的需求,并结合某市配电网自动化发展的轨迹,介绍上2代光纤配网通信系统及设备并分析其优缺点;本文着重介绍以太网技术领域下的2个分支——以太网无源光网络和工业以太网技术,分析其核心技术及优缺点,并结合某市供电局2010配电网自动化配套通信工程中对多个厂家工业以太网交换机和无源光网络设备的测试数据,得出以太网无源光网络技术及工业以太网技术在配电网自动化通信系统中的应用适用性、成熟性的结论,并指出存在的问题和改进方向,最后提出以工业以太网技术和以太网无源光网络技术组建配电网自动化(智能配网)通信系统的具体方案。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 课题背景及意义  10
  1.2 国内外配电网自动化现状及发展趋势  10-12
  1.3 本地配电网自动化及通信系统现状  12
    1.3.1 建设规模  12
    1.3.2 通信方式  12
    1.3.3 实现的功能  12
  1.4 本文要做的工作  12-14
第二章配电网自动化系统简介  14-30
  2.1 配电网及其特点  14-15
  2.2 智能配电网与配电网高级自动化简介  15-16
    2.2.1 配电网自动化的概念  15-16
    2.2.2 配电网自动化系统的主要功能  16
    2.2.3 配电网自动化的系统的结构  16
  2.3 配电网自动化通信规约简介  16-22
    2.3.1 IEC 60870-5 系列远动规约.  16-21
    2.3.2 部颁CDT 规约  21
    2.3.3 DNP3.0 规约  21-22
  2.4 智能配电网通信规约展望  22-24
    2.4.1 智能变电通信规约IEC61850  22-23
    2.4.2 IEEE 1588.  23-24
  2.5 配电网自动化对通信系统的要求  24-29
    2.5.1 配电网自动化对通信系统带宽的需求  24-27
    2.5.2 配电网自动化业务可靠性对通信系统的要求  27
    2.5.3 配电网自动化业务安全性对通信系统的要求  27-28
    2.5.4 配网终端对通信接口的要求  28
    2.5.5 通信规约要求  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章当前配电网自动化系统通信方式  30-36
  3.1 串口光MODEM 在配电网自动化通信系统的应用  30-32
  3.2 基于SDH 的多业务节点设备在配电网通信系统的应用  32-34
    3.2.1 基于SDH 的多业务节点设备在配电通信网的组网方式  33
    3.2.2 基于SDH 的多业务节点设备在配网通信系统应用优缺点  33-34
  3.3 本章小结  34-36
第四章工业以太网和以太网无源光网络技术研究  36-52
  4.1 工业以太网技术  36-41
    4.1.1 工业以太网技术特点  36-39
    4.1.2 工业以太网技术的标准体系  39-40
    4.1.3 工业以太网交换机组网典型拓扑  40-41
  4.2 以太网无源光网络技术  41-46
    4.2.1 以太网无源光网络技术的发展  41-42
    4.2.2 以太网无源光网络技术原理  42-44
    4.2.3 以太网无源光网络应用在配电通信网典型组网方式  44-46
  4.3 工业以太网技术和以太网无源光网络技术的比较  46-48
    4.3.1 技术特点及网络结构  46
    4.3.2 带宽分配比较  46
    4.3.3 可靠性比较  46-47
    4.3.4 网络规模及扩展性  47
    4.3.5 产业链发展  47-48
    4.3.6 光纤资源占用  48
    4.3.7 配网网络结构适应  48
  4.4 以太网技术应用于配电网自动化通信系统存在的问题  48-50
    4.4.1 通信规约兼容性问题  48-49
    4.4.2 工作现场环境因素  49-50
    4.4.3 兼容性、网管不统一造成运维问题  50
  4.5 本章小结  50-52
第五章工业以太网和无源光网络设备性能测试  52-62
  5.1 工业以太网和以太网无源光网络设备性能测试  52-54
    5.1.1 测试环境  52
    5.1.2 测试设备及工具  52
    5.1.3 测试项目  52-53
    5.1.4 测试结果及结论  53-54
  5.2 工业以太网交换机传输能力压力测试  54-61
    5.2.1 测试拓扑  54-55
    5.2.2 测试内容  55-56
    5.2.3 测试结果  56-60
    5.2.4 测试结论  60-61
  5.3 本章小结  61-62
第六章配电通信网组网实例  62-74
  6.1 组网模型  62-68
    6.1.1 层次化组网模型介绍及其优点  62-63
    6.1.2 配电通信网络系统的分层模型详述  63-65
    6.1.3 路由规划  65-67
    6.1.4 IP 地址规划和分配  67-68
  6.2 珠海供电局2010 年配网通信系统设计方案  68-73
    6.2.1 目标网络图  69-70
    6.2.2 业务划分和VLAN 规划  70-71
    6.2.3 IP 地址规划和分配  71
    6.2.4 可靠性与实时性的设计和实现  71-72
    6.2.5 配电网自动化设备的接入方案  72-73
    6.2.6 配电网自动化通信协议  73
  6.3 本章小结  73-74
结论  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
攻读硕士学位期间取得的研究成果  80-81
答辫委员会对论文的评定意见  81

工业以太网及无源光网络在配电网自动化的应用

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