智能变电站网络测试真型平台实施方案.doc

智能变电站网络测试真型平台实施方案做网络流量评估并实测中国电力科学研究院2013年2月目 录目 录21背景介绍32工作介绍33智能变电站组网应用方案测试33.1智能变电站仿真测试系统33.1.1模拟一次系统33.1.2二次设备配置53.2装置信息流73.2.1主变间隔内信息交换73.2.2110kV线路间隔内信息交换83.2.3110kV母联间隔内信息交换83.2.4110kV间隔间信息交换93.3网络配置方案93.3.1整体思路93.3.2三网合一组网方案如下103.3.3“三层两网”组网方案如下133.4试验项目173.4.1交换机173.4.2保护功能测试253.4.3测控及监控主机功能测试263.4.4网络负载测试264时间计划271 背景介绍2 工作介绍3 智能变电站组网应用方案测试智能网络结构的选取与设备运行性能、经济型、易维护性及可扩展性等多种因素相关，而设备运行性能则是其中最重要的决定因素。智能变电站网络的选择与网络应用设备的技术发展水平密切相关。因此，要分析现阶段智能变电站采用“三层一网”及“三层两网”网络结构的合理性，需要针对不同网络结构进行网络性能、设备性能的测试研究，为网络技术的应用提供参考依据。3.1 智能变电站仿真测试系统3.1.1 模拟一次系统根据110kV电压等级新一代智能变电站网络应用方案研究需求，本期模拟系统按新一代智能变电站110kV变电站考虑如图3.1-1所示。图3.1-1 网络测试平台110kV新一代智能变电站一次系统接线图3.1.2 二次设备配置测试所需二次设备配置如表3所示，其中“三层一网”方式中采用站控层与过程层信息分口处理方式，过程层网络对时、SV、GOOSE共口处理；装置条件具备时采用站控层与过程层信息共口处理方式；“三层两网” 方式中过程层网络对时、SV、GOOSE共口处理。下表列出的仅是保护、测控、监视相关的必要配置，实际测试考虑最大化信息流配置原则，同时考虑不同设备厂家测试设备代表性及差异性等因素，保护及测控装置考虑三个厂家；交换机考虑采用针对“三层一网”技术开发的专用交换机及常规交换机。表3.1 二次设备配置表（南瑞继保）设备类型类型数量备注保护测控装置主变1保护A1过程层、站控层信息分口主变1测控A1主变2保护A1110kV母差保护A1110kV母联保护A1110kV线路1光差保护（测控）A210kV出线多功能合一装置A710kV分段多功能合一装置A1站域保护控制装置A1待定主变1保护A1过程层、站控层信息共口（I期测试不考虑）主变2保护A1主变3保护A1主变1测控A1主变2测控A1主变3测控A1110kV母差保护A1110kV母联保护（测控）A1110kV线路1保护（测控）A110kV出线多功能合一装置710kV分段多功能合一装置1站域保护控制装置A1故障录波器及网络记录分析仪故障录波器及网络记录分析仪1智能组件主变1高压侧1主变1低压侧1110kV线路31监控主机操作员/监控主机1交换机交换机11交换机配置为16口百兆光，2个千兆光，4百兆电表3.2 二次设备配置表（许继电气）设备类型类型数量备注保护测控装置主变2保护B1过程层、站控层信息分口主变2测控B1主变3保护B1110kV母差保护B1110kV母联保护B1110kV线路2光差保护（测控）B410kV出线多功能合一装置B710kV分段多功能合一装置B1站域保护控制装置B1待定主变2保护B1过程层、站控层信息共口（I期测试不考虑）主变2测控B1110kV母差保护B1110kV母联保护B1110kV线路2光差保护（测控）B410kV出线多功能合一装置B710kV分段多功能合一装置B1站域保护控制装置B1故障录波器及网络记录分析仪故障录波器及网络记录分析仪B1待定智能组件主变2高压侧1主变2低压侧1110kV线路2 1综合应用服务器1防火墙1表3.3 二次设备配置表（南瑞科技）设备类型类型数量备注保护测控装置主变3保护C1过程层、站控层信息分口主变3测控C1主变1保护C1110kV母差保护C1110kV母联保护C1110kV线路3光差保护（测控）C210kV出线多功能合一装置C710kV分段多功能合一装置C1站域保护控制装置C1待定主变3保护C1过程层、站控层信息共口（I期测试不考虑）主变3测控C1110kV母差保护C1110kV母联保护C1110kV线路3光差保护（测控）C210kV出线多功能合一装置C710kV分段多功能合一装置C1站域保护控制装置C1智能组件主变3高压侧1主变3低压侧1110kV母联1110kV线路31数据服务器1交换机交换机11交换机配置为16口百兆光，2个千兆光，4百兆电3.2 装置信息流3.2.1 主变间隔内信息交换图3.2-1 主变间隔内信息交换3.2.2 110kV线路间隔内信息交换图3.2-2 110kV线路间隔内信息交换3.2.3 110kV母联间隔内信息交换图3.2-3 110kV母联间隔内信息交换3.2.4 110kV间隔间信息交换图3.2-4 110kV间隔间信息交换3.3 网络配置方案3.3.1 整体思路1、保护测控装置均考虑配置三个厂家设备，合并单元、智能终端单套配置。2、“三层一网”采用的交换机配置与“三层两网”过程层网络交换机完全相同，只不过“三层两网”增加站控层交换机。两种组网方式切换非常简单。3、全站主要采用静态组播的配置方法进行划分，最大限度的优化网络流量。对未定义组播采用丢弃策略。【那交换机得支持ICD才可以】4、全站采用VLAN进行大的方向区分，通过填写SCD文件VID选项=101使所有GOOSE、SV携带VID=101进入交换机，第一套装置都为101，第二套为201，第三套为301；一网时，MMS报文通过交换机的PVID获取VID=102，并在出交换机进入装置或后台时去掉VLAN tag，但需要注意级联端口仍保留此VLAN tag。5、全站SV优先级为7，GOOSE优先级为4,即SV优先级高于GOOSE优先级。6、开启交换机风暴抑制功能，初步设定交换机流量限制标准：广播报文600K，MMS协议限制20M,SV/GOOSE通过组播地址来限制（SV10M,GOOSE“Portal组件”-“IP地址组”下建立地址池，地址范围覆盖PC客户端地址；6）在CAMS服务器“组件管理”-“Portal组件”-“设备信息”下点击“新建”，填入设备名，设备IP地址，这里地址填入启用Portal认证VLAN的三层接口地址，“版本”处选择“Portal 2.0”，填入配置的Portal Server密钥，点击“确定”；7）选择步骤6创建的设备名，点击“端口信息管理”，然后创建端口组，“IP地址组”选择步骤5创建的IP地址组；8）点击 “组件管理”-“Portal组件”下的“配置生效”；9）在CAMS服务器上创建服务配置portal_service；10）在CAMS服务器上创建用户portal_user，密码为password，引用服务portal_service；11）使用客户端认证，输入错误的用户名、密码，portal认证失败，客户端PC Ping设备DUT的虚接口IP失败；12）使用客户端认证，输入正确的用户名、密码，portal认证成功，客户端PC 成功Ping通设备DUT的虚接口IP。图3.4-6 Portal认证测试示意图13、交换机流量限制测试测试目的：测试交换机流量限制功能。测试方法：1）设置交换机流量限制标准，广播报文600K，MMS协议限制20M,SV/GOOSE通过组播地址来限制（SV10M,GOOSE2M）；2）广播报文抑制测试：在某交换机注入ARP广播流量，观察流量变化，统计信息变化，MMS通讯变化；3）MMS报文抑制测试：在某交换机注入MMS流量，观察流量变化，统计信息变化，MMS通讯变化；4）GOOSE报文抑制测试，在某交换机注入GOOSE流量，观察流量变化，统计信息变化，MMS通讯变化；5）SV报文抑制测试：在某交换机注入SV流量，观察流量变化，统计信息变化，MMS通讯变化。3.4.2 保护功能测试测试目的：在正常网络运行负载（40%以下）时，保护设备的功能执行情况。测试方法：在在正常网络运行负载（40%以下）时，进行各种系统操作并模拟系统故障，测试保护装置动作情况及动作时间。1）区内外金属性故障测试；2）永久性故障测试；3）发展/转换性故障测试；4）经过渡电阻故障测试；5）线路空载合闸充电、解合环及手合带故障线路；6）系统稳定破坏；7）单侧电源方式；8）励磁涌流试验、手合于故障变压器；9）母线充电；10）断路器失灵；11）倒闸操作过程中的故障；12）母联和分段断路器的非全相运行13）多点同时金属性故障。3.4.3 测控及监控主机功能测试测试目的：在正常网络运行负载（40%以下）时，测控及监控主机的功能执行情况。测试方法：在在正常网络运行负载（40%以下）时，进行各种操作，测试测控及监控主机的性能指标。1）人机界面遥测、遥信、遥控影响时间；2）与间隔层设备链路通信状态展示；3）告警界面展示；4）人机界面展示；5）界面切换响应时间；6）定值召唤响应时间；7）带时标遥测量检验；8）综合应用服务器检验。3.4.4 网络负载测试测试目的：当发生不同程度的网络负载及网络风暴故障时，测试保护、测控等网络终端设备的性能。测试方法：1）在某交换机端口注入广播报文，流量分别为60%、80%、100%，模拟各种操作及保护区内外故障，测试保护动作情况及测控功能执行情况。2）在某交换机端口注入MMS报文，流量分别为60%、80%、100%，模拟各种操作及保护区内外故障，测试保护动作情况及测控功能执行情况。3）在某交换机端口注入GOOSE报文，流量分别为60%、80%、100%，模拟各种操作及保护区内外故障，测试保护动作情况及测控功能执行情况。4）在某交换机端口注入SV报文，流量分别为60%、80%、100%，模拟各种操作及保护区内外故障，测试保护动作情况及测控功能执行情况。4 时间计划表4.1 第I期测试时间计划表序号日期工作内容备注13月15日设备到达中国电科院23月19日完成设备连接及配置33月26日完成第一组测试采用交换机A44月1日完成第二组测试采用交换机C