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广域保护通信系统可靠性及其路由选择研究

作　者: 吴玲燕
导　师: 熊小伏
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 广域保护 通信系统 可靠性 实时性 路由选择
分类号: TN914
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


广域保护系统是通过现代测量和通信网络技术,获取电网的多点信息,通过综合决策实现对故障准确、快速地隔离,同时通过测量信息辨识出可能给电力系统造成严重影响的扰动并采取相应的控制措施,能够同时实现继电保护与安全稳定控制功能的保护控制系统。具有高可靠性和高实时性的通信系统是实现广域保护的基础,现代通信技术的发展为实时性提供了帮助,通信系统可靠性就成为影响广域保护系统可靠运行的重要因素。对广域保护通信系统进行可靠性分析,研究满足广域保护通信可靠性和时延要求的路由选择方法,对提高广域保护通信系统可靠性具有重要意义。广域保护通信系统是一个复杂的大系统,按功能可将其划分为变电站通信系统、广域骨干通信网络和中心站通信系统3个子系统。本文对各子系统的结构进行分析,分别建立各子系统不同结构形式下的可靠性模型,并选用可用度指标进行可靠性计算和比较,最后计算广域保护通信系统整体可靠性,得出最可靠的广域保护通信系统结构形式,为广域保护通信系统的设计提供理论依据。与一般通信网路不同,广域保护通信网络既要求很高的可靠性,又要求具有严格的时延特性。因此,广域保护通信网络的路由选择具有特殊性。随机故障的发生使得最短路径不一定是最适于传输广域保护信息的最佳路径,在有的情况下,需要选择一条尽可能不发生或少发生故障的路径作为通信路由。为此,本文根据通信网络节点和链路状态,借鉴路由选择的可靠性原则思想,提出了一种满足广域保护通信可靠性和时延要求的路由选择方法,即为通信网络中节点之间寻找一条满足广域保护传输时延和带宽要求的可靠性最高的路径。建立了路由选择模型,给出了模型求解方法,并对网络单元重要度进行了分析。该模型适用于正常状态下的广域保护信息传输路径优化选择以及通信网络中单元失效后的路由重构。算例分析表明:该模型及算法原理简单、计算方便、判断结果准确,能较好地平衡可靠性与时延对广域保护信息传输的影响,最大限度地提高广域保护信息传输可靠性。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题的背景与提出意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  9-13
    1.2.1 广域保护通信系统研究现状  9-11
    1.2.2 广域保护通信系统可靠性  11-12
    1.2.3 电力通信网络路由选择研究  12-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-14
2 广域保护通信系统  14-25
  2.1 引言  14
  2.2 广域保护对通信系统的性能要求  14-17
    2.2.1 通信网络的业务分析  14-15
    2.2.2 通信网络实时性要求  15-16
    2.2.3 通信网络可靠性要求  16-17
  2.3 广域保护系统结构  17-20
    2.3.1 集中式结构  17-18
    2.3.2 分布式结构  18-19
    2.3.3 集中式与分布式相结合的结构  19-20
  2.4 通信网络可靠性影响因素分析  20-21
  2.5 广域保护通信系统  21-24
    2.5.1 通信网络的类型  21-22
    2.5.2 通信网络拓扑  22-24
    2.5.3 通信协议  24
  2.6 小结  24-25
3 广域保护通信系统可靠性分析  25-43
  3.1 引言  25
  3.2 可靠性指标  25-27
    3.2.1 可靠度  25
    3.2.2 可用度  25-27
  3.3 可靠性模型和评估方法  27-33
    3.3.1 可靠性模型  27-29
    3.3.2 可靠性评估方法  29-33
  3.4 广域保护通信系统的可靠性分析  33-42
    3.4.1 变电站通信系统的可靠性  34-37
    3.4.2 中心站可靠性  37-38
    3.4.3 广域主干通信网可靠性  38-41
    3.4.4 广域保护通信系统整体可靠性  41-42
  3.5 小结  42-43
4 基于广域保护时间约束的最优可靠性路由选择  43-58
  4.1 引言  43-44
  4.2 通信路由重构的基本原理  44-46
  4.3 基于路径可靠性的路由算法  46-51
    4.3.1 算法原理  46
    4.3.2 网络拓扑  46-48
    4.3.3 路由选择数学模型  48-51
    4.3.4 路由求解步骤  51
  4.4 网络单元重要度  51-53
  4.5 算例分析  53-57
    4.5.1 算例介绍  53-54
    4.5.2 路由选择  54-56
    4.5.3 网络单元重要度  56
    4.5.4 结果分析  56-57
  4.6 小结  57-58
5 结论及展望  58-60
  5.1 本文主要结论  58
  5.2 后续研究及展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录  65
  A. 攻读硕士学位期间发表的论文  65
  B. 攻读硕士学位期间参加的科研项目  65

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信系统（传输系统）
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