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基于IEC61850的智能变电站通信网络采用最先进的通信技术和强大的面向对象建模技术,最先进的通信技术主要解决报文实时性传输问题,统一的面向对象建模技术主要解决各种智能电子设备(IED)的互联互通问题。通信角度来说,基于交换式以太网和TCP(UDP)/IP网络,加上最先进的QoS算法能够保证变电站通信网络的实时、可靠和高效传输。由于变电站网络具有业务种类的多样性和保护控制等操作的实时性特点,要求网络必须采用高效的QoS策略,使多种信息业务能够得到有效的综合传输,尤其是保证当时延敏感业务与非时延敏感业务共享网络时能够确保时延敏感业务实时可靠地传输。本文针对变电站网络中的业务建模和提高网络实时性的关键技术进行了探讨。论文首先在介绍基于以太网的IEC61850变电站的网络分层、信息模型和通信映射以及变电站的IED之间的信息交互基础上。从IEC61850变电站的信息交互过程中抽象出保护与控制业务,按照客户机／服务器模式,在OPNET进程域建立了保护控制业务标准模型(gna_procontrol_mgr)。同时对网络中突发业务流量的自相似性进行了数学分析,介绍了产生自相似流的RPG模块,在OPNET的节点域对P&CIED模型的建立进行了初步尝试。最后对所建立的业务模型,在多种背景下的时延性能进行了仿真,验证了所建立的业务的准确性和实时性。第二,为了使变电站通信网络支持业务的种类多样性和要求实时性,重点分析了当保护控制业务与PMU业务、VOIP业务共享信道时,采用SPQ队列调度算法情况下,保护控制包在SPQ队列的尾部、前端和临时抢占传输优先权三种情况下的对带宽的要求。第三,结合变电站通信网络可能出现的拥塞,提出了一种适合变电站通信网络业务时延要求高、突发性强等特点的改进的WRED算法WRED_gentle,该算法能够避免拥塞时快速丢包,提高保护控制业务和集抄等业务的安全性和可靠性,减少延时。通过OPNET仿真证明了改进方法提高了网络的吞吐量,降低了丢包率。