应对灾变的广域保护信息处理及通信技术研究

华中科技大学博士学位论文第三，广域保护系统的实现建立在如何有效地获取广域范围内的信息，以及如何有效地使用这些信息。因此，需要构建一个能够满足多种功能要求的统一信息交换平台。本文提出基于EC61850标准构建广域保护系统的信息传输平台。分析了基于EC6l850标准的智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)建模的一般性步骤，进行了广域保护的功能分解，在此基础上完成了广域保护ED信息模型的建立。并按照标准的规定，创建了广域方向保护逻辑节点类和广域纠错保护逻辑节点类。分析了广域保护功能逻辑节点之间的交换信息，这些信息都属于快速报文业务。因此，提出了利用通用变电站事件(Generic Substation Event,.GSE)服务模型传输广域保护功能所需的故障信息，并研究了信息传输的发布订阅机制。第四，通信网络是实现广域保护的基础，通信技术的飞速发展使得收集广域范围的电网信息成为可能。由于广域保护包括继电保护与安全自动控制两大功能，在考虑通信系统建设成本和可扩展性的基础上，本文提出了基于电力调度数据网传输广域保护信息的通信方案。分析了广域保护对通信网络性能的要求，提出了基于P over SDHwith MPLS VPN的广域通信组网方案和信息传输方法。通信系统采用分布式与集中式相结合的混合模式，广域继电保护ED所需的信息以分布式对等模式进行交换，其它信息通过集中模式传往调度中心。利用MPLS技术的流量工程与区分服务模型保证广域保护所需信息传输的服务质量。设计了一个实际的广域保护通信系统，并利用仿真软件OPNET Modeler对通信系统进行建模，仿真保护信息在各种情况下传输的实时性、可靠性。第五，极端气候条件的破坏，通信通道受损，不仅导致纵联主保护退出运行，而且使基于完整健全电网展开研究的广域保护理论不能适用。为此，展开了通信通道重构技术的研究。本文提出了两种通信通道重构技术，一种是利用健全链路以迂回方式传输保护信息，提出了基于最短路径的迂回路由算法，并针对多条链路同时故障时可能导致健全链路拥塞的情况，提出了基于链路负载约束的最短路径迂回路由算法。第二种是结合电力设施监测，引入无线传感器网络构建临时应急通道。以冰冻气候下的电力设施监测系统为例，设计了应用无线传感器网络的保护应急通道系统。选择了系统所需的传感器节点，进行了传感器节点的布置，提出了网络的拓扑结构。由于传感