基于TCP-IP的IEC60870-5-104遠動規(guī)約在風電場中的設計與應用.pdf

1、社會經濟的高速發(fā)展、能源消耗的日益增加、生存環(huán)境的不斷惡化，人類社會的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)，發(fā)展、利用新能源是解決該挑戰(zhàn)最有效的途徑之一。風能是最有潛力的綠色新能源，風力發(fā)電技術的發(fā)展帶動風電場的快速建設，隨著風電場規(guī)模的不斷擴大及分期擴建，多機型風電場變得越來越普遍。 當前我國各風電場裝備的風電機組都配有相應的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，但系統(tǒng)的通訊方式互不兼容，給風電場的運行管理造成困難，因此我國制定相應遠動通信規(guī)約IEC60870-5

2、-104規(guī)范風電機組控制系統(tǒng)。論文以最新的資料和數(shù)據介紹了該規(guī)約在國內外的發(fā)展狀況。 綜合分析了風電場監(jiān)控系統(tǒng)的結構，通過對不同的通訊方式進行比較，確定了就地監(jiān)控系統(tǒng)與遠動子站之間采用異步串行RS-485通訊接口、遠動子站與調度主站之間采用基于TCP/IP以太網的IEC60870-5-104遠動規(guī)約。總結了風電場監(jiān)控系統(tǒng)的功能、基本要求及特點。 基于以太網技術和TCP/IP技術，研究了IEC60870-5-104規(guī)約在風

3、電場中的應用。分析了IEC60870-5-104規(guī)約的報文結構、如何在風電場實現(xiàn)變電站端與調度主站端之間的TCP/IP連接與數(shù)據傳輸、調度主站端如何對遠動子站端下達控制命令并對其進行遠動控制。IEC60870-5-104規(guī)約不僅適用于調度主站與變電站綜合自動化系統(tǒng)或調度主站與遠動子站RTU之間基于以太網的數(shù)據傳輸，同時也適用于變電站內部的數(shù)據網絡傳輸。 分析了風電場變電站的三種不同種類的數(shù)據流，即周期性數(shù)據流、隨機性數(shù)據流和突發(fā)

4、性數(shù)據流，分別針對其自身的特點進行建模分析。得出了報文傳輸?shù)牧鞒?，即報文從一端傳輸?shù)搅硪欢怂洑v的四個階段。在這四個階段中所產生的時延，構成網絡端對端的時延。 通過設置不同的網絡仿真環(huán)境和仿真參數(shù)，應用網絡仿真工具OPNET對IEC60870-5-104規(guī)約進行了建模、仿真。仿真結果表明不同的規(guī)約層對通訊都有時延影響，特別是高層規(guī)約的封裝和拆封開銷。分析并得出了影響規(guī)約性能的主要因素為網絡背景流量、節(jié)點處理能力等等，并提出了解決