电工电气 （２０１２ Ｎｏ．５） 智能变电站过程罢采样数据组嘲传输分析 智能变电站过程层采样数据组网传输分析 蒋博 ，徐文志 ，杨坤 ，徐皇清 ，崔建强 （１西南交通大学电气工程学院，四川成都６１ ００３１； ２山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东德州２ ５ ３０２４） 摘要：介绍了智能变电站过程层采样数据传输方式，对ＩＥＣ ６１８５０—９—２定义的组网传输方式进 行了分析，讨论了报文优先级、ＶＬＡＮ技术和报文组播的实现。通过ＳＭＶ报文组帧和排队论的理论分析， 利用０ＰＮＥＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ仿真软件对变压器间隔进行模型搭建和配置，验证了组网传输方式下提高交换机 包转发率可减小延时和延时抖动。 关键词： 采样数据；组网传输；排队论；延时抖动 中图分类号：ＴＭ６３ 文献标识码：Ａ 文章编号： Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｇｒｏｕｐ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｄａｔａ ｉｎ Ｓｍａｒｔ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｌａｙｅｒ ＪＩＡＮＧ Ｂｏ ，ＸＵ Ｗｅｎ—ｚｈｉ ，ＹＡＮＧ Ｋｕｎ。，ＸＵ Ｈｕａｎｇ—ｑｉｎｇ ，ＣＵＩ Ｊｉａｎ－ｑｉａｎｇ。 （１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ； ２ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｈｕａｌｕ－Ｈｅｎｇｓｈｅｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｄｅｚｈｏｕ ２５３０２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｄ ｄａｔａ ｉｎ ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｏｕｐ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｄｅｆｉｎｅｄ ｂｙ ＩＥＣ ６ １ ８５０—９—２．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｓｓａｇｅ ｐｒｉｏｒｉｔｙ，ＶＬＡＮ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｍｅｓｓａｇｅ ｍｕｌｔｉｃａｓｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＳＭＶ ｍｅｓｓａｇｅ ｇｒｏｕｐ ｆｒａｍｉｎｇ ａｎｄ ｑｕｅｕｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ＯＰＥＮＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｍｏｄｅｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｂａｙ．Ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｉｉｅｄ ｔｆｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｇｒｏｕｐ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｒａｉｓｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｄｅｌａｙ ａｎｄ ｄｅｌａｙ ｊｉｔｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｍｐｌｅｄ ｄａｔａ；ｇｒｏｕｐ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｑｕｅｕｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ；ｄｅｌａｙ ｊｉｔｔｅｒ ０引言 智能变电站的设计与建设是实现坚强智能电网 的重要环节，需遵循国家电网公司制定的统一规 划、统一标准、统一建设原则。智能变电站在数字 化变电站的基础上强调了设备的在线监测和状态检 修功能，是实现高效无人值班管理的重要标志。根 据（（Ｑ／ＧＤＷ ４４ｌ－－２０１０智能变电站继电保护技术规 本文对过程层采样数据组帧特点进行介绍，重 点针对组网传输方式进行研究，在减小传输延时的 三种方法背景下对ＳＭＶ报文传输进行理论分析。以 智能变电站变压器间隔过程层组网传输为例，通过 ０ＰＮＥＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ软件中仿真模型的搭建和配置分析 方案的合理性，讨论传输实时性和可靠性，并提出 后续相关需要解决的问题。 范》要求，为了满足数据传输的可靠性和实时眭，工 程中应采用“直采直跳”原则。从智能变电站发展 的更高要求来看，基于第二层交换技术的过程层组 网方式相比较而言更具配置灵活性，但其传输存在 １ 智能变电站过程层特点 智能变电站要求实现一次设备智能化和二次设 备网络化。对于数据传输而言，数字化应用已经下 的诸多问题成为工程应用的瓶颈。 放至过程层设备。非常规互感器、合并单元、智能 单元等过程层ＩＥＤ的出现和以光纤为传输介质的应 作者简介：蒋博（１９８２一），男，硕士研究生，研究方向为微机保护和智能变电站技术； 徐文志（１９８３一），男，助理工程师，本科，从事Ｔ厂供配电技术研究和电气设备维护工作。 一ｌ６一 智能变电站过程层采样数据组嘲传输分析 用使数据获得了更高的传输速率和可靠性“ 。由于 目前变电站过程层多采用常规互感器，因此合并单 元应具备完成模数转换的功能。在变电站低压侧，由 于数据量交互相对较小，一般将保护测控、数据合 并和智能单元功能一体化配置。过程层数字化传输 保证了采样数据的精度，同时也面临传输实时性、同 步性等诸多新生问题。 ２过程层采样数据传输分析 ２．１基于点对点方式的传输 智能变电站过程层ＳＭＶ报文以ＩＥＣ ６１８５０—９—１规 定的点对点方式单向发送，即各个合并单元经过光 纤直连间隔层ＩＥＤ，传输延时小且固定。虽然不同 合并单元存在晶振时问偏差，数据接收、处理和发 送等过程有延时抖动，但ＳＭＶ报文在时钟对时系统 （￣ＨＧＰＳ卫星时钟高精度秒脉冲）强制作用下能够实 现传输同步。该方式最大程度保证传输的可靠性和 实时性，但是所用光纤数量较多，经济性差，不能 充分体现智能化特点。 ２．２基于组网方式的传输 对于过程总线和站级总线统一组网而言，实时 性和非实时性数据、控制性数据和非控制性数据共 网会造成网络传输不稳定，因此当前工程多采用独 立总线方案。从拓扑结构看，过程层主要采用星型 接线保证数据传输实时性，而总线型和环型由于实 时性较低较少采用。根据ＩＥＣ ６ １８５０—９—２规定，过 程总线有四种组网原则，工程实际应用以面向间隔 为主，配置需满足问隔保护要求。对于母差保护等 跨间隔保护可采用交换机级联配置。ＳＭＶ￣ＨＧＯＯＳＥ分 网方案可以减少单位交换机流量和传输延时，但所 需数量较多，经济性差；ＳＭＶ￣ｇＧ００ＳＥ共网或三网共 网方案可以减少交换机数量，但网络流量大，传输 可靠性较低。实际配置应考虑交换机吞吐性能和网 络负荷确定。对于变压器间隔＊Ｈ２２０ ｋＶ及以上电压 等级问隔组网还应采用双重化冗余配置满足可靠性 要求。过程层组网标准包括：总线方案有总线 和合并总线两种；拓扑结构有星型、总线型、环型 三种；组网原则有面向间隔、面向位置、单一总 线、面向功能四种；过程层网络配置含ＳＭＶ和ＧＯＯＳＥ 分网，ＳＭｖ和Ｇ００ＳＥ共网，ＳＭＶ、ＧＯＯＳＥ￣ＨＩＥＣ ６１５８８共 网三类。 电工电气 （２０１２ Ｎｏ．５） 从组网传输原理分析，过程层应采用１００￣ｏｉｔ／ｓ 及以上速率的光以太网，数据传输适用符合 ＩＯＯＢＡＳＥ—ＦＸ规格的光纤介质 。ＳＭＶ和Ｇ００ＳＥ都只采 用了ＯＳＩ／ＩＳＯ模型中的四层，相ｋＬＭＭＳ具有更好的传 输实时性。抽象通信服务接口（ＡＣＳＩ）定义公共应用 服务，与具体通信协议无关。介质无关接口（ＭＩＩ） 是介质访问控制子层（ＭＡＣ）通过调和子层与物理层 连接的接口。物理层（ＰＨＹ）可分为物理编码子层 （ＰＣＳ）、物理介质连接子层（ＰＭＡ）和物理介质相关子 层（ＰＭＤ），完成４Ｂ／５Ｂ编解码、链路监测、接收信号 自适应均衡等功能。物理层与媒质通过介质相关接 口（ＭＤＩ）连接，传输模型如图ｌ所示。 ＡＣＳＩ类服务 ＡＣＳＩ类服务 ＡＳＮ．１／ＢＥＲ ＡＳＮ．１／ＢＥＲ ■ ▲ ＿ ＿ Ｖ ■ ＨＹ 数据链路层 幺干 数据链路层 幺千 数据链路层 物理层 物理层Ｆ 物理层 合并单元 过程层交换机 间隔层ｌＥＤ 图１ ＩＥＣ ６１ ８５ ０－９—２过程层组网传输模型 该模型能够基于第二层交换机制实现存储转 发模式的优化。可通过添加报文优先级ＶＩＤ、划分 ＶＬＡＮ￣Ｈ进行报文组播等方式实现线速传输，提高延 时确定性。 ２．２．１报文优先级 根据ＩＥＥＥ ８０２．１Ｐ规定，报文可添加优先级 标签，对ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２—３以太网帧格式补充Ｖ１Ｄ字 段。以０～７规定８个优先级，根据传输Ｑｏｓ策略对过 程层报文进行优先级分配 。ＧＯＯＳＥ￣［闸报文应为 最高级别，ＳＭＶ￣￣文￣ＨＧＯＯＳＥ状态报文次之，设备配 置、白诊断等实时性不高的信息级别较低。 ２．２．２ ＶＬＡＮ技术 根据ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑ规定，可在间隔交换机划分 ＶＬＡＮ，其主要原则有：（１）根据端口划分。（２）根据 ＭＡＣ地址划分。（３）根据间隔保护配置划分。（４）根 据设备位置划分。利用ＶＬＡＮ可将不同类型的报文隔 离，避免广播报文风暴和网络堵塞的发生，提高网 络交换能力。一般通过带有优先级的ＶＬＡＮ来降低过 程层网络转发延时，加快区域性负载交换速率。应 用中可把ＳＭＶ＊ＨＧＯＯＳＥ￣分到不同的ＶＬＡＮ，实现共网 传输。鉴于ＩＥＣ ６１５８８信息的特殊性，三网共网时 对时网不再划分单独的ＶＬＡＮ，而是采用交换机默认 一ｌ７一 电工电气 （２０１ ２ Ｎｏ．５） ＶＬＡＮ的方式。 ２．２．３报文组播 组播方式是基于发布者／订阅者机制（Ｐ／Ｓ，Ｐｕｂ一 ¨ｓｈｅｒ／Ｓｕｂｓｃｒ ｅｒ）映射的方法。根据ＩＥＥＥ ８０２．１Ｄ 的规定，ＧＡＲＰ定义了以太『ｘｘＪ交换机之间交换这些特 性信息的方法。为满足网络拓扑改变后的需要，采 用ＧＭＲＰ（ＧＡＲＰ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）动态 二层组播注册协议。该协议用于更新本地和其他交 换机中的组播注册信息，所有支持ＧＭＲＰ的交换机和 主机都能够通过报文特定的日的组播ＭＡＣ地址与其 他数据进行区分并接收。 主机发出ＧＭＲＰ￣Ｈ入消息后，交换机将该端Ｌｊ 加入到某组播组Ｌ｝ ］，并在接收端口所在的ＶＬＡＮ中广 播该消息。组播源发送组播报文时，交换机只转发 给该组播组成员的端口，从而可实现在ＶＬＡＮ内的二 层组播。ＳＭＶ￣Ｅ文可以根据问隔层需要发送给多个 ＴＦＤ ３组网传输理论分析 ３．１数据流分析 变电站通信网络数据主要分为周期型数据、随 机型数据和突发型数据三种类型 。周期性数据属 于时ｆＧ０￣＿动的数据按预定的时间定时触发，报文分 组长度的分布事先可以确定，一般为定长。采样数 据属于周期型数据，可以用到达间隔时问具有一定 周期性、长度为定长的周期性数据流 来模拟，可 以表示为： ＝（Ｌ，Ｐ，Ｔ，１９）Ｔ≤ （１） 其中，，』为数据流报文的长度；Ｐ为数据流产生 期或到达间隔时间；Ｔ为数据流在网络中的传输 延时分￣ｃｌＤＨ上发送端的预处理时间和接收端的后处 理时问； 为数据流整个传输过程所能允许的最大 延时。通常，该类数据流传输有一定实时ｌ生要求。如 果报文不能在规定时限内传输完毕，轻则使系统性 能下降，重则造成灾难性后果。因此，该类传输需 满足 ≤ 规定的要求，对于ＳＭＶ报文和ＧＯＯＳＥ报文来 说 为４ｍｓ。 合并单元针对电子式互感器采样数据传输服 务而定义，实现ＩＥＣ ６１８５０标准映射的应用。过程 层采样数据在合并单元的同步脉冲作用下组帧封 装在ＳＭＶ４￣文中，遵循ＩＥＣ ６１８５０—９—２规定的Ｉｓｏ／ 一１ ８一 智能变电站过程甚采样数据组网传输分析 ＩＥＣ ８８０２—３以太网数据帧格式。ＡＰＤＵ按照ＡＳＮ．１中 ＢＥＲ规定的ＴＬＶ格式进行编码，其中每个ＡＳＤＵ可包含 多个通道的采样数据，满足ｌ２类模拟量的传输要 求，在４６～１ ４８０ Ｂ的帧范围内可配置多个ＡＳＤＵ，具 有灵活的自定义特性，适应网络传输带宽和实时性 的要求，组帧配置如表１所示 。 表１ ｓＭｖ报文组帧配置 用途 采样速率／（点／１ 频周期） 帧大ｄ，／Ｂ 保护 ８Ｏ、９６等 测量 ２００、２５６等 本文设定采样数据按ｌ２通道配置，为满足保 护实时性的要求，保护用采样数据遵循８Ｏ点／工频 周期采样，每１个ＡＳＤＵ组为一帧（ｆ），ＮＳＭＶ￣Ｅ文为 １６７ Ｂ，合并单元发送速率为４ ０００ ｆ／ｓ；为满足测量 精度的要求，测量用采样数据遵循２００点／工频周期 采样，每８个ＡＳＤＵ组为一帧，则ＳＭｖ报文为８３９ Ｂ，合并 单元发送速率为１ ２５０ ｆ／ｓ。此外，传输帧间隔ＩＦＧ （Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｇａｐ）需满足至少为１２ Ｂ的条件。 ３．２排队交换分析 过程层交换机处理优先级报文遵循先到先服务 （ｆｉｒｓｔ ｃｏｍｅ ｆｉｒｓｔ ｓｅｒｖｉｃｅ，简称ＦＣＦＳ）规则，存 储转发时间是从交换机接收到报文最后一位到第一 位被转发出去的时间间隔，这是单处理器的典型工 作方式。常规Ｍ／Ｍ／１队列数据包的到达服从泊松分 布，服务时间服从负指数分布，队列具有无限大的 缓冲存储。根据排队理论分析，该模型无记忆性，平 均延时ｆｆｒ ＝１／（／１ — ），上式中 为平均服务速 率， 为平均到达速率，实际延时具有随机性 。而 ｓＭｖ￣Ｋ文属于周期性抢占式优先级队列，理想到达 时间服从常数分布，其延时具有平稳特性。选择 ＳＰＱ、ｉＭＲＦ等复杂度适中的堵塞预防机制调度算法 可以有效降低延时。 ４组网传输仿真分析 ＯＰＮＥＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ、ＮＳ２等软件都可进行网络建模 与仿真，支持图形化开发界面和多种网络协议的应 用。但ＮＳ２主要基于Ｌｉｎｕｘ平台，较适用于传输层以 上的模拟。本研究考虑到过程层刚络第二层交换要 求，选用ＯＰＮＥＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ进行分析 。 以ｌ１０ ｋＶ智能变电站主变压器间隔过程层组 为例，本方案考虑单重化配置（双重化配置类似）情 况，采用ＳＭＶ￣ＧＯＯＳＥ共网传输，电流互感器ＣＴ，ｆ￣电 智能变电站过程层采样数据组网传输分折 压互感器ＰＴ均选用电子式互感器。其中，ｌｉ０ ｋＶｆ￣１０ 和３５ ｋＶ￣！ｊｆ母线ＰＴ合并单元兼备电压并列功能，将 电压量送至ＣＴ合并单元合并输出，在同步时钟作用 下依靠补偿合并单元级联的固有延时进行数据同 步。１０ ｋＶ￣，Ｊ采用电流电压一体式互感器设计，数 据同步可在同一合并单元内实现。 １ｌＯ ｋＶ＠０、３５ ｋＶ侧和ｌＯ ｋＶＭ过程层组网传输配 置如图２所示。 ｌ 图２智能变电站主变压器保护过程层组网传输配置 ４．１仿真模型搭建与配置 拟用ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｗｋＳｔｎ节点模拟本例各ＩＥＤ模 型。将ＳＭｖ和Ｇ００ＳＥ对应的ＩＥＤ分别划至ＶＬＡＮ ｉｏｔ０，， ＶＬＡＮ ＩＤ２０中。设定主变保护测控ＩＥＤ分别在０ ｓ，ｎ ３０ Ｓ时刻开始接收ｓＭＶ报文￣ＨＧＯＯＳＥ状态报文，９０ Ｓ 时刻差动保护动作发出ＧＯＯＳＥ￣Ｌ闸报文。 在应用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）参数配置 中，为模拟传输模型，选择支持ＵＤＰ协议的视频 会议（Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ）应用。在业务规格 （Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）参数配置中，可设定多组该 应用满足多路数据流传输，如本间隔三侧合并单 元的ＳＭＶ报文传输、三侧智能单元的ＧＯＯＳＥ状态报文 传输等。若采样数据根据保护按照８０点／工频周期采 样，则ＳＭｖ报文的Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ应用配置如下 电工电气 （２０１２ Ｎｏ．５） 所示： Ｉｎｃｏｍｉｎｇ Ｓｔｒｅａｍ Ｉｎｔｅｒａｒｒｉｖａｌ ｃｏｎｄｓ）：ｃｏｎｓｔａｎｔ（０．０００ ２５） ０ｕｔｃｏｍｉｎｇ Ｓｔｒｅａｍ Ｉｎｔｅｒａｒｒｉｖａｌ ｃｏｎｄｓ）：ｃｏｎｓｔａｎｔ（０．０００ ２５） Ｉｎｃｏｍｉｎｇ Ｓｔｒｅａｍ Ｆｒａｍｅ Ｓｉｚｅ（ｂｙｔｅｓ）：ｃｏｎ— ｓｔａｎｔ（１６７） Ｏｕｔｃｏｍｉｎｇ Ｓｔｒｅａｍ Ｆｒａｍｅ Ｓｉｚｅ（ｂｙｔｅｓ）： ｃｏｎｓｔａｎｔ（１６７） Ｓｙｍｂ０ ｌ ｉ Ｃ Ｄｅ ｓ ｔ ｉ ｎａｔ ｉ ０ｎ Ｎａｍｅ：Ｖ ｉ ｄｅｏ Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎｓｍｖ Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ：Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ（４） 本例中ＧＯＯＳＥ状态报文和跳闸报文设置与上述 类似，优先级分别设为Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ （５）￣ＨＲｅｓｅｒｖｅｄ（７）。其中，ＧＯＯＳＥ￣态报文在开关 变位前后的帧问隔时间服从均值为２ Ｓ的常数分布 和均值为２ ｍｓ的指数分布，同时考虑到设备在线监 测信息上传、设备配置文件下载、事件顺序记录 （ＳＯＥ）等应用开销，将保护测控ＩＥＤ的ＣＰＵ背景利用 率设为２０％，以此分析ＳＭＶ报文在严格共网方式下的 传输性能。 ４．２仿真结果分析 在问隔交换机包转发率为４０ ＫＰＰＳ的情况下，由 于ＧＯＯＳＥ状态报文发送频率较低，开关变位前保护 测控ＩＥＤ侧ｓＭＶ报文传输延时非常稳定。在差动保 护动作后，受Ｇ００ＳＥ￣闸报文和状态报文重发的影 响，该延时增大并出现了约±１ ｕ ｓ的延时抖动，但 满足（（Ｑ／ＧＤＷ ４４１－－２０１０智能变电站继电保护技术 规范》规定的１０ ｕ Ｓ的要求。当包转发率达到 １Ｏ０ ＫＰＰＳ后，ＳＭＶ￣￣文传输延时及延时抖动均下降 明显，结果如图３所示。 ７５ ７Ｏ —‘ 一 ６５ 删哪一 ｆＪ ｌｌ ＿４０ＫＰＰＳ ６０ ５５ ５０ ｌ ４５ １Ｏ０ＫＰＰＳ ４０ Ｕ ｌ ．ｊ 仿真州Ｍ／ｍｉｎ 图３ ＳＭＶ４￣文在８ ０点／工频周期的传输延时 若采样数据为满足运行状态监视、记录和电能 计量等应用，则需采用２００点／工频周期速率，ＳＭＶ 报文的长度以及帧问隔时间均增大。通过本例仿真 一１９— 电工电气 （２０１２ Ｎｏ．５） 智能变电站过程层采样数据组嘲传输分析 验证得出传输延时接近２２０ ｕＳ，延时抖动和提高交 制在允许范围内等问题需要更进一步的研究。 参考文献 ［１］高翔．数字化变电站应用技术［Ｍ］．北京：中国电力 出版社，２００８． ［２］董楠，朱林，段献忠．基于ＯＰＮＥＴ的变电站过程层网 络的仿真研究［Ｊ］．继电器，２００６，３４（２１）：４Ｏ一４５． ［３］殷志良，刘万顺，杨奇逊，秦应力．基于ＩＥＣ ６１８５０ 换机处理速率后的表现与８０点／工频周期速率情况 类似，不再赘述。 ５ 结语 过程层采样数据组网传输方式充分体现了智能 变电站集成一体化、信息标准化、协同互动化的特 征，能够灵活适应传输映射的改变。通过本例仿真 标准的过程总线通信研究与实现［Ｊ］．中国电机ｌ厂程 学报，２００５，２５（８）：８４—８９． 验证了传输延时能够满足实时性的要求，但存在一 ［４］吴在军，胡敏强，杜炎森．变电站通信网络实时性 能仿真分析［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，２９（８）：４５— ４９． 定的延时抖动，必须依靠时钟同步和提高交换机 性能来保证传输的可靠性。对采样数据传输准确度 来说，循环冗余校验（ＣＲＣ）只检查接收侧是否与发 送侧一致，并不对数据的正确性进行判别，因此还 ［５］黄灿，肖驰夫，方毅，郑建勇．智能变电站中采样值 传输延时的处理［Ｊ］．电网技术，２０１ｌ，３５（１）：５—１０． ［６］盛友招．排队论及其在现代通信中的应用［Ｍ］．北 京：人民邮电出版社，２００７． 需在间隔层ＩＥＤ采用合适的算法进行数据甄别。此 外，合并单元输出的保护和测量ＳＭＶ报文采样速率 较高，为了匹配问隔层ＩＥＤ保护算法的采样速率，应 采用插值算法进行重采样。根据保护、测量和计量 的精度要求，多次算法带来的量化误差叠加如何控 ０ ［７］陈敏．ＯＰＮＥＴ网络仿真［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００４ 收稿日期：２０１２—０２—１１ （ 接第１５页） ４结语 在研究了光伏电池输出特性工程用数学模型基 础上，提出了一个基于ＤＳＰ２８１２控制器的光伏阵列 模拟器，结果证明基于逐点差值比较法的双闭环分 段跟踪策略可以使模拟器的输出特性非常接近光伏 阵列的工程用数学模型，并具有良好的动态响应。 参考文献 ［１］苏建徽，余世杰，赵为，等．硅太阳电池工程用数 学模型［Ｊ］．太阳能学报，２００１，２２（４）：４０９～４１１． ［２］Ｗａｎｇ Ｎｉａｎｃｈｕｎ，ＸＵ ＱｉｎｇＳｈａｎ．Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＳＰＧ１７８６Ｔ ０２Ｅ ＰｈｏｔＯＶＯ１ｔａｉＣ Ｍｏｄｕｌｅ ｉｎ Ｍａｔ］ａｂ 时Ｉ＇￣Ｉ／ｓ 图８光伏模拟器负载变化时输出跟踪电压 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｉｌ Ｅｎｅｒｇｙ ＼ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２００７，２２（２）：４３９—４４９． ［３］岗．再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究 ［Ｊ］．电力电子技术，２００３，３７（４）：４２—４５． ［４］韩朋乐．数字式光伏电池阵列模拟器的研究与设计 ［Ｄ］．成都：电子科技大学，２００９． ［５］刘万明．数字式太阳能电池阵列模拟器的研究［Ｄ］． 时Ｉ＇￣／ｓ 成都：电子科技大学，２００９． 收稿日期：２０１２～Ｏ１—０９ 图９光伏模拟器负载变化时输出跟踪电流 ２０ 一
