黃明輝，邵向潮，張 弛，王海柱，李一泉，蔡澤祥

（1.廣東省電力調(diào)度中心，廣東 廣州 510600；2.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510640）

0 引言

隨著智能變電站建設(shè)與應(yīng)用的推廣，通信網(wǎng)絡(luò)將貫穿整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，繼電保護(hù)等應(yīng)用越來(lái)越依賴(lài)于通信網(wǎng)絡(luò)[1-4]。由于智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的引入，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及輸出過(guò)程與傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)有很大差異，其動(dòng)作性能與可靠性備受關(guān)注，由此給繼電保護(hù)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn)[5-6]。

由于專(zhuān)業(yè)的局限性，變電站運(yùn)行人員對(duì)智能變電站技術(shù)的認(rèn)識(shí)和把握尚不夠深入、準(zhǔn)確。而由于缺乏有效的分析工具，幾乎沒(méi)有針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)等應(yīng)用系統(tǒng)的性能分析與研究評(píng)估。故通過(guò)仿真軟件實(shí)現(xiàn)智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)、IED算法及其邏輯和數(shù)據(jù)交換過(guò)程的定量仿真變得十分必要和迫切。

OPNET Modeler作為國(guó)際上一種主流而權(quán)威的仿真軟件被廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、協(xié)議和應(yīng)用的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與研究領(lǐng)域中[7]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究將OPNET引入到變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分析中[5-14]，展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。然而，已有的研究主要停留在定性層面，主要體現(xiàn)在：缺少I(mǎi)EC 61850標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)建模，不能真實(shí)描述智能變電站中的實(shí)際數(shù)據(jù)處理過(guò)程，難以進(jìn)行定量分析；利用OPNET自帶模型來(lái)模擬IED，缺少I(mǎi)ED算法與邏輯的詳細(xì)建模，難以描述IED的實(shí)際性能。

針對(duì)以上問(wèn)題，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在OPNET仿真軟件上進(jìn)行了過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和繼電保護(hù)IED的建模，本文提出了智能變電站繼電保護(hù)從合并單元（MU）數(shù)據(jù)采集、采樣值（SV）報(bào)文、GOOSE 報(bào)文、保護(hù)算法和保護(hù)出口的全過(guò)程建模方法，并以電流保護(hù)為例，說(shuō)明了繼電保護(hù)算法邏輯的建模深度和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。本文為開(kāi)展智能變電站繼電保護(hù)動(dòng)作性能分析評(píng)估提供了一種新的有效工具，也為智能變電站其他應(yīng)用系統(tǒng)的仿真提供了成功的借鑒。

1 智能變電站繼電保護(hù)構(gòu)成方式與特點(diǎn)

IEC61850將智能變電站分成了“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，并規(guī)定采用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)站級(jí)網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化的站級(jí)通信已基本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，而過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)仍然使用電纜硬接線(xiàn)來(lái)傳輸保護(hù)跳閘等信號(hào)，并未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)化。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)化是IEC61850新引入的，它徹底改變了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式，其性能直接影響智能變電站中繼電保護(hù)等應(yīng)用系統(tǒng)的性能和可靠性。

1.1 智能變電站繼電保護(hù)基本通信連接

在智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)中，邏輯節(jié)點(diǎn)為通信的基本單元，圖1是IEC61850給出的保護(hù)功能邏輯節(jié)點(diǎn)的通信結(jié)構(gòu)[15]，圖中包括了保護(hù)輸入、輸出信號(hào)。輸入信號(hào)有來(lái)自站控層的控制信息、同一層上其他功能信號(hào)、來(lái)自過(guò)程層MU的電壓／電流SV和智能操作箱的開(kāi)關(guān)狀態(tài)量，輸出信號(hào)包括開(kāi)關(guān)跳閘信號(hào)、保護(hù)閉鎖信號(hào)等。大部分的智能變電站繼電保護(hù)都是基于此通信結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，其主要的IED包括：過(guò)程層的互感器、MU、智能操作箱、間隔層的繼電保護(hù)裝置、站控層的后臺(tái)主機(jī)等。

圖1 保護(hù)功能邏輯節(jié)點(diǎn)的通信結(jié)構(gòu)Fig.1 Communication structure of logical function nodes of protection

1.2 智能變電站繼電保護(hù)過(guò)程層的基本數(shù)據(jù)流

MU按照設(shè)定的采樣率，對(duì)互感器中的電壓、電流量進(jìn)行采樣，將其打包成數(shù)據(jù)幀格式，即SV報(bào)文，通過(guò)交換式以太網(wǎng)傳送給繼電保護(hù)裝置；繼電保護(hù)裝置根據(jù)發(fā)布者／訂閱者協(xié)議，接收處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，基于保護(hù)判據(jù)形成出口命令發(fā)送GOOSE報(bào)文（包括開(kāi)關(guān)分合、設(shè)備投退、檔位切換等）給智能操作箱，智能操作箱實(shí)施操作后將開(kāi)關(guān)狀態(tài)量以GOOSE報(bào)文的形式反饋給保護(hù)裝置。

1.3 智能變電站3層通信協(xié)議

常規(guī)工業(yè)以太網(wǎng)一般采用TCP／IP 7層協(xié)議封裝解析報(bào)文來(lái)保證其可靠性。但是在智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中，由于繼電保護(hù)等應(yīng)用的高實(shí)時(shí)性要求，IEC61850支持直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層。變電站中的周期性報(bào)文（如SV報(bào)文）、快速報(bào)文（如GOOSE報(bào)文）采用3層結(jié)構(gòu)（如圖2所示），這樣有效地縮短了報(bào)文封裝與解析延時(shí)。

圖2 功能與框架Fig.2 Functions and framework

1.4 智能變電站繼電保護(hù)仿真要求

智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的引入，使得繼電保護(hù)中數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及輸出過(guò)程發(fā)生了很大的變化，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有軟件建模的現(xiàn)狀，本文將從如下幾個(gè)方面對(duì)智能變電站繼電保護(hù)進(jìn)行建模。

a.數(shù)據(jù)源與MU。數(shù)據(jù)的產(chǎn)生可以根據(jù)電氣量解析表達(dá)式通過(guò)函數(shù)發(fā)生器或通過(guò)導(dǎo)入故障錄波（或數(shù)值仿真）數(shù)據(jù)的方式實(shí)現(xiàn)；MU將獲得的原始采樣數(shù)據(jù)根據(jù)IEC61850-9-1／2裝包傳送。

b.SV與GOOSE報(bào)文。2種報(bào)文具體字段應(yīng)根據(jù)IEC61850進(jìn)行定義，而且發(fā)送機(jī)制不同：SV報(bào)文周期性發(fā)送，GOOSE服從心跳報(bào)文的重發(fā)機(jī)制。

c.過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)及其通信協(xié)議。包括過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)物理鏈路、交換機(jī)等設(shè)備建模以及IEC61850相關(guān)協(xié)議建模。

d.過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中由于數(shù)據(jù)流量較大，為保證關(guān)鍵報(bào)文傳送的實(shí)時(shí)性和可靠性，經(jīng)常采用優(yōu)先級(jí)設(shè)置、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）劃分等優(yōu)化機(jī)制。

e.繼電保護(hù)算法與邏輯。繼電保護(hù)裝置IED建模主要體現(xiàn)保護(hù)原理、算法、判據(jù)、邏輯。

2 面向繼電保護(hù)分析的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)建模

2.1 OPNET仿真軟件

OPNET是一種主流的網(wǎng)絡(luò)建模和仿真工具，采用面向?qū)ο蟮慕７椒ê蛨D形化的編輯器，其層次建模方式靈活，支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域的通信、設(shè)備和協(xié)議的研究。

a.網(wǎng)絡(luò)域：利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型、編輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)置設(shè)備屬性，來(lái)映射現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)。

b.節(jié)點(diǎn)域：實(shí)現(xiàn)不同功能模塊的組合，用于描述協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)，用包流線(xiàn)來(lái)連接各功能模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)備具體功能。

c.進(jìn)程域：用有限狀態(tài)機(jī)、C語(yǔ)言或C++語(yǔ)言以及OPNET自帶的核心函數(shù)來(lái)定義節(jié)點(diǎn)域中各功能模塊以及模塊中事件之間的控制流。

2.2 數(shù)據(jù)源與MU的建模

仿真數(shù)據(jù)源的產(chǎn)生，可以有如下2種方法。

a.通過(guò)采樣點(diǎn)電氣量的解析表達(dá)式獲得。

以某一恒電勢(shì)電源電路發(fā)生三相短路故障為例，故障前保護(hù)安裝處的A相電壓、電流為：

其中，φ為故障前功率因數(shù)角。

故障后保護(hù)安裝處的A相電流為：

當(dāng)對(duì)任意確定結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)根據(jù)上述方法建立其全部的故障模型后，就可以采用OPNET函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)。

b.故障錄波或仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入。為了實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜電網(wǎng)和實(shí)際故障的分析要求，可以通過(guò)實(shí)際故障錄波或電力系統(tǒng)仿真軟件（如PSCAD／EMTDC）得到相關(guān)故障點(diǎn)的精確采樣數(shù)據(jù)序列文件，通過(guò)編程導(dǎo)入到與一次系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的MU模型中，在OPNET中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障仿真。以下為部分源程序：

在OPNET節(jié)點(diǎn)編輯域中建立MU節(jié)點(diǎn)模型，如圖3所示。最上層為應(yīng)用層，經(jīng)過(guò)接口直接到達(dá)數(shù)據(jù)鏈路層（MAC節(jié)點(diǎn)模塊），最后通過(guò)物理層發(fā)送給外設(shè)備。

圖3 MU節(jié)點(diǎn)模型Fig.3 Model of MU node

圖3中MU節(jié)點(diǎn)模塊的主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)SV進(jìn)行裝包，同步后發(fā)送給IED。MU應(yīng)用層負(fù)責(zé)收集互感器傳送的數(shù)據(jù)。在OPNET進(jìn)程域中創(chuàng)建數(shù)據(jù)包，將得到的數(shù)據(jù)按字段分別寫(xiě)入包中，然后發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理。以下為部分源程序：

接口模塊的主要作用是為應(yīng)用層和數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)公用接口，同時(shí)給數(shù)據(jù)包加上源地址和目的地址。

數(shù)據(jù)鏈路層中，LLC子層請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，MAC接收到LLC子層中數(shù)據(jù)，并加上相應(yīng)的字段后放入緩沖區(qū)，等待發(fā)送；當(dāng)進(jìn)行載波偵聽(tīng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定時(shí)，發(fā)送報(bào)文幀，邊發(fā)送邊進(jìn)行CRC校驗(yàn)；在發(fā)送過(guò)程中需進(jìn)行碰撞檢測(cè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送是否成功。

物理層中有支持 10 Mbit／s、100 Mbit／s 和 1000 Mbit／s光纖以太網(wǎng)接口的收發(fā)機(jī)。

2.3 繼電保護(hù)中2種報(bào)文的通信機(jī)制

原始數(shù)據(jù) SV[16]按照 IEC61850-9-1／2 數(shù)據(jù)幀格式封裝成SV報(bào)文，其中IEC61850-9-1格式如圖4所示（不包含以太網(wǎng)幀間隔）。

圖4 OPNET中SV的報(bào)文幀格式Fig.4 Frame format of SV message in OPNET

在SV報(bào)文中，每個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)協(xié)議單元（APDU）包括1個(gè)或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU），考慮到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，一般只包含1個(gè)電壓／電流采樣數(shù)據(jù)集。報(bào)文長(zhǎng)度為984 bit（26 B yte以太網(wǎng)報(bào)頭+4 B yte優(yōu)先權(quán)標(biāo)記+8 Byte以太網(wǎng)類(lèi)型PDU+2Byte ASN.1標(biāo)記／長(zhǎng)度+2 Byte塊的數(shù)目+46 Byte數(shù)據(jù)值+23 Byte狀態(tài)量+96 bit以太網(wǎng)幀間隔）[15]。封裝的報(bào)文采用發(fā)布者／訂閱者方式進(jìn)行發(fā)送，具體有2種模式：基于VID的多播模式和基于MAC多播地址過(guò)濾的多播模式。SV報(bào)文是典型的周期性報(bào)文，其數(shù)據(jù)量相對(duì)穩(wěn)定，但是報(bào)文數(shù)量大，時(shí)間要求嚴(yán)格。

GOOSE仍然以組播形式發(fā)送，它以一種心跳報(bào)文的方式進(jìn)行發(fā)包，如圖5所示。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變位時(shí)，裝置通過(guò)重發(fā)機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性。當(dāng)沒(méi)有GOOSE事件發(fā)生（如保護(hù)控制信息沒(méi)有發(fā)生改變）時(shí)，GOOSE報(bào)文將以固定周期重發(fā)，IEC61850給出的建議值為1 s；一旦有事件發(fā)生，發(fā)送周期變?yōu)樽钚。ㄒ话銥? ms），然后發(fā)送周期逐漸變長(zhǎng)，直到事件狀態(tài)穩(wěn)定，發(fā)送周期重新回到設(shè)定的最大時(shí)長(zhǎng)。

圖5 GOOSE報(bào)文的重發(fā)機(jī)制Fig.5 Re-sending mechanism of GOOSE message

2.4 過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信鏈路和交換機(jī)

通信鏈路的任務(wù)是輸送變電站中各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，不同的數(shù)據(jù)需要不同帶寬的鏈路來(lái)滿(mǎn)足其對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。智能變電站繼電保護(hù)對(duì)報(bào)文傳輸實(shí)時(shí)性的要求較高，文獻(xiàn)[12]表明帶寬為 100 Mbit／s的交換式以太網(wǎng)能夠滿(mǎn)足其通信要求。OPNET模型庫(kù)中提供了豐富的鏈路模型，為此選擇100 Mbit／s的光纖以太網(wǎng)鏈路，其丟包率和延時(shí)等性能能夠很好地模擬工程實(shí)際中的鏈路。

過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)。在仿真過(guò)程中，選擇OPNET模型庫(kù)中3層以太網(wǎng)交換機(jī)，它能夠有效地支持優(yōu)先級(jí)的設(shè)置和VLAN的劃分等。

3 繼電保護(hù)IED建模

3.1 繼電保護(hù)節(jié)點(diǎn)模型

繼電保護(hù)IED采用3層節(jié)點(diǎn)模型，分別為應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，如圖6所示。針對(duì)繼電保護(hù)IED節(jié)點(diǎn)，建模的主要內(nèi)容包括：SV／GOOSE報(bào)文的接收及協(xié)議解析、保護(hù)算法與邏輯、動(dòng)作報(bào)文形成與發(fā)送等。

圖6 3層節(jié)點(diǎn)模型Fig.6 Three-layer node model

a.SV／GOOSE報(bào)文的接收及協(xié)議解析。接收機(jī)接收MU傳送的SV，此時(shí)的SV以編幀的位流形式存在，其在數(shù)據(jù)鏈路層模塊被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀格式，并通過(guò)接口模塊形成應(yīng)用層可解析的數(shù)據(jù)，傳送到接收處理裝置。接收機(jī)同時(shí)也接收來(lái)自智能操作箱的GOOSE報(bào)文，經(jīng)過(guò)與SV報(bào)文相同的協(xié)議解析后，傳送給接收處理裝置。

b.保護(hù)算法與邏輯。接收處理裝置通過(guò)SV報(bào)文，得到相應(yīng)MU的電壓、電流SV，同時(shí)結(jié)合智能操作箱實(shí)時(shí)上傳的GOOSE報(bào)文，根據(jù)保護(hù)算法與邏輯得到處理結(jié)果。不同類(lèi)型的保護(hù)，其算法與邏輯不同，只需根據(jù)相應(yīng)的保護(hù)算法與邏輯，在接收處理裝置中進(jìn)行編程。

c.動(dòng)作報(bào)文形成與發(fā)送。發(fā)送處理裝置在收到來(lái)自接收處理裝置的處理結(jié)果后，形成GOOSE動(dòng)作報(bào)文，封裝后發(fā)送給智能操作箱。當(dāng)有變位信息時(shí)，以變周期形式重發(fā)報(bào)文。

3.2 智能操作箱及斷路器節(jié)點(diǎn)模型

智能操作箱同樣采用圖6的3層節(jié)點(diǎn)模型，其建模內(nèi)容主要包括：動(dòng)作報(bào)文接收及協(xié)議解析、斷路器跳合閘和開(kāi)關(guān)狀態(tài)報(bào)文形成與發(fā)送等。

a.動(dòng)作報(bào)文接收及協(xié)議解析。接收機(jī)接收來(lái)自繼電保護(hù)裝置的GOOSE報(bào)文，在數(shù)據(jù)鏈路層中，經(jīng)過(guò)與保護(hù)裝置相同的協(xié)議解析后，傳送給接收處理裝置。

b.斷路器跳合閘。接收處理裝置在解析GOOSE報(bào)文后控制斷路器跳合閘，在跳合閘之前可加入一定的延時(shí)，來(lái)模擬斷路器的機(jī)械動(dòng)作時(shí)間。

c.開(kāi)關(guān)狀態(tài)報(bào)文形成與發(fā)送。發(fā)送處理裝置在收到來(lái)自接收處理裝置的處理結(jié)果后，形成GOOSE狀態(tài)報(bào)文，封裝后發(fā)送給保護(hù)裝置。

3.3 電流保護(hù)實(shí)例

本次仿真以電流保護(hù)為實(shí)例，說(shuō)明建模仿真的原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制，根據(jù)電流保護(hù)算法在接收處理裝置進(jìn)行編程，以下為部分源程序：

上述語(yǔ)句表示在SV報(bào)文中讀取A相電流，通過(guò)與電流保護(hù)整定值進(jìn)行比較，如果超過(guò)整定值就置GYA_tiao字段為0（開(kāi)關(guān)跳閘），否則置為1（開(kāi)關(guān)合閘）。

3.3.1 電流有效值算法

電流保護(hù)的電流有效值由半波積分算法得到。

其中，S為瞬時(shí)電流絕對(duì)值的半波積分。

其中，N為1個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)，保護(hù)對(duì)MU采樣頻率為每周期80點(diǎn)，則N=80；TS為采樣周期。則電流有效值為：

3.3.2 仿真參數(shù)

圖7所示仿真實(shí)例中，電源阻抗為Xs=15.5Ω；線(xiàn)路電抗為x1=0.4 Ω／km，可靠系數(shù)Krel=1.3。

圖7 仿真實(shí)例Fig.7 Simulation example

主要仿真參數(shù)見(jiàn)表1，通信使用100 Mbit／s光纖以太網(wǎng)將IED連接到一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)上。SV報(bào)文發(fā)送給保護(hù)的速率為每周期80個(gè)采樣點(diǎn)，報(bào)文長(zhǎng)度按實(shí)際配置為984 bit；GOOSE報(bào)文采用的是變周期重發(fā)機(jī)制。根據(jù)不同類(lèi)型報(bào)文的實(shí)時(shí)性要求，需為報(bào)文設(shè)定優(yōu)先等級(jí)，如果涉及跨間隔保護(hù)還需設(shè)定VLAN。仿真通過(guò)兩相短路故障來(lái)測(cè)試保護(hù)機(jī)制的可行性。

表1 過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)仿真主要參數(shù)Tab.1 Main parameters of process-level network simulation

3.4 仿真結(jié)果分析

在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中，報(bào)文傳輸及處理會(huì)產(chǎn)生一定的延時(shí)，表2為本次仿真中報(bào)文的各項(xiàng)延時(shí)。

表2 報(bào)文的傳輸及處理時(shí)延Tab.2 Transmission and processing delay of messages ms

a.t=0 s，線(xiàn)路A側(cè)20 km處發(fā)生BC兩相短路故障，電流速斷保護(hù)的整定值為Iset=2.03 kA；在采樣點(diǎn)數(shù)為31時(shí)，即t=7.75 ms時(shí)，BC兩相電流有效值為2.073 kA，MU形成SV報(bào)文發(fā)送給保護(hù)，經(jīng)0.0748 ms（MU到交換機(jī)的鏈路時(shí)延0.0189ms+交換機(jī)時(shí)延0.002 ms+交換機(jī)到保護(hù)的鏈路時(shí)延0.0189 ms+保護(hù)時(shí)延0.035 ms），保護(hù)接收到SV報(bào)文，處理后發(fā)出GOOSE跳閘報(bào)文，在t=7.894 25 ms時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。SV和開(kāi)關(guān)狀態(tài)量信息如下：

b.t=0 s，線(xiàn)路A側(cè)10 km處發(fā)生BC兩相短路故障，在采樣點(diǎn)數(shù)為26時(shí)，即t=6.5 ms時(shí)，BC兩相電流有效值為2.052 kA，由表2可知，t=6.64452ms時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。SV和開(kāi)關(guān)狀態(tài)量信息如下：

可以看出，故障點(diǎn)距離電源點(diǎn)越近，故障電流越大，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越短。因此，以上電流保護(hù)仿真模型不僅完整描述了智能變電站繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸與處理過(guò)程和動(dòng)作邏輯，而且還定量地描述了保護(hù)響應(yīng)時(shí)間等動(dòng)作性能。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步研究繼電保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸阻塞、丟包等實(shí)時(shí)性可靠性問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略，以及適應(yīng)智能變電站新技術(shù)環(huán)境的繼電保護(hù)新原理與體系架構(gòu)等問(wèn)題。而通過(guò)導(dǎo)入實(shí)際故障錄波數(shù)據(jù)，還可實(shí)現(xiàn)故障過(guò)程及保護(hù)動(dòng)作的回放，為事故分析和繼電保護(hù)評(píng)估提供了定量分析手段。

4 結(jié)論

a.基于OPNET軟件建立IEC61850通信及IED模型，可以完整地描述智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)等應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)處理過(guò)程的定量仿真；

b.提出的智能變電站繼電保護(hù)全過(guò)程的建模方法，不僅完整描述了智能變電站繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸與處理過(guò)程和動(dòng)作邏輯，而且還定量地描述了保護(hù)響應(yīng)時(shí)間等動(dòng)作性能；

c.本文工作為智能變電站建模與仿真提供了新的思路和手段，為智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)及繼電保護(hù)等實(shí)時(shí)應(yīng)用的定量分析提供了良好的研究平臺(tái)。