网络拓扑结构变化
几种网络拓扑结构及对比
几种网络拓扑结构及对比网络拓扑结构指的是网络中各个节点之间的连接方式以及组织方式。
不同的网络拓扑结构对于网络的性能、可靠性和扩展性等方面具有不同的影响。
以下是几种常见的网络拓扑结构及其对比。
1.星型拓扑结构：星型拓扑结构是一种以中心节点为核心，其他节点与中心节点直接相连的网络结构。
中心节点负责转发数据，其他节点之间的通信必须经过中心节点。
这种结构简单易于实现，适用于小型网络。
但由于依赖中心节点，一旦中心节点出现故障，整个网络将无法正常工作。
2.总线拓扑结构：总线拓扑结构是一种所有节点共享同一根传输线的网络结构。
所有节点可以同时发送和接收数据包，但在发送数据时需要竞争总线的使用权。
这种结构适用于小型网络，并且易于扩展。
但一旦总线线路出现故障，整个网络将会中断。
3.环状拓扑结构：环状拓扑结构是一种将节点按照环状连接的网络结构。
数据包在环上传递，每个节点将数据包接受并传递给下一个节点，直到数据包到达目标节点。
这种结构的优点是简单、易于实现，并且具有较好的可扩展性。
但一旦环路中的一些节点发生故障，整个网络将无法正常工作。
4.网状拓扑结构：网状拓扑结构是一种多个节点之间相互连接的网络结构，每个节点都可以直接与其他节点通信。
这种结构具有高度的冗余性和可靠性，即使一些节点或链路发生故障，数据包也能够通过其他路径到达目标节点。
但由于需要大量的物理连接，该结构的设计和实现比较复杂。
5.树状拓扑结构：树状拓扑结构是一种层次化的网络结构，类似于一棵倒置的树。
根节点连接到几个子节点，子节点再连接到更多的子节点，以此类推。
这种结构可以有效地减少节点之间的通信距离，提高网络的性能和可扩展性。
但由于所有节点都依赖于根节点，一旦根节点发生故障，整个网络将无法正常工作。
综上所述，每种网络拓扑结构都有其优点和缺点。
选择适合的网络拓扑结构取决于实际需求和网络规模。
对于小型网络来说，星型和总线拓扑结构简单易用；对于大型网络来说，网状和树状拓扑结构提供了更好的可靠性和扩展性。
网络的拓扑结构
网络的拓扑结构
三 计算机网络拓扑结构
计算机网络拓扑定义 拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变 过来的。拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研 究点、线、面之间的关系。 计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信 线路之间的几何关系表示网络结构，反映同一网络 中各实体的结构关系。 拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实 现各种网络协议的基础，它对网络的性能、系统可 靠性与通信费用都有重大影响。
三 计算机网络拓扑结构
环型拓扑结构的缺点：
（1）节点的故障会引起全网故障。因为环上的 数据传输要通过接在环上的每一个节点，一旦环中 某一节点发生故障就会引起全网的故障。 （2）故障检测困难。这与总线型拓扑结构相似， 因为不是集中控制，故障检测需在网上各个节点进 行，因此，实施起来有困难。
1.5 网络拓扑结构
“星-环” 式混合型拓 扑
“星-总”式 混合型拓扑
三 计算机网络拓扑结构
混合型拓扑结构的优点： （1）故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故 障，只要诊断出哪个集中器有故障，将该集中器和 全网隔离即可。 （2）易于扩展。要扩展用户时，可以加入新的集 中器，也可以在每个集中器留出一些备用的可插入 的站点接口。 （3）安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中 器即可。这种安装和传统的电话系统电缆安装很相 似。
三 计算机网络拓扑结构
混合型拓扑结构的缺点：
பைடு நூலகம்
（1）需要选用智能型的集中器。这是为了实现 网络故障自动诊断和故障节点的隔离所必需的。
（2）像星型拓扑结构一样，集中器到各个站点 的电缆安装长度会增加。
三 计算机网络拓扑结构
6、网状拓扑结构
6、网状拓扑
网状拓扑结构中，由于节点之间有许多条路径相连，可以为数据 流的传输选择最佳路由，从而避开有故障的部件或过忙的节点。但是， 这种结构比较复杂，成本也比较高，提供上述功能的网络协议也较复杂。 这种拓扑结构一般在可靠性要求高、不计较成本的场合下使用，例如， 军用网，其故障排除比较复杂，不适宜常用不线方案。
网络拓扑知识：SDN网络的拓扑动态分析与优化方法
网络拓扑知识：SDN网络的拓扑动态分析与优化方法随着云计算和物联网的普及，传统的网络架构已无法满足日益增长的网络需求，网络的可扩展性和灵活度成为网络设计的主要瓶颈。
软件定义网络（SDN）的出现解决了这些问题，它提供了一种分离控制平面和数据平面的新思路，可使网络具备更高的可编程性和灵活性。
网络拓扑的优化是SDN设计的基础，本文将介绍SDN网络的拓扑动态分析与优化方法。
一、SDN网络拓扑传统网络拓扑结构通常采用集线型或树形结构，所以在网络规模逐渐扩大的情况下，操作效率和数据传输速度都会受到影响。
SDN的拓扑结构相对灵活，可适应不同规模和复杂度的网络环境。
SDN网络的拓扑结构通常包括以下三个层次。
1、物理拓扑层物理拓扑层通常指真实网络硬件的拓扑形态，包括交换机、路由器、主机等网络设备的布局和连接方式。
在SDN中，物理拓扑还涉及到各网络设备的性能信息和数据流通量等实时信息，这些信息都会影响SDN的拓扑设计和优化。
2、逻辑拓扑层逻辑拓扑层是SDN中的一个重要组成部分，它在物理拓扑基础上建立起一个逻辑网络层，用来完成网络功能的逻辑抽象。
逻辑拓扑层的构建通常会考虑到网络通信流量的需求、网络规模的大小、网络路径的优化等多种因素，只有完整的逻辑拓扑结构才能支持SDN网络的实现。
3、应用拓扑层应用拓扑层是指SDN网络中各种应用程序实现的拓扑结构，它建立在逻辑拓扑层之上，是各种网络服务的逻辑实现。
应用拓扑层根据不同的功能需求和应用场景设计不同的拓扑结构，可帮助SDN网络完成各种任务，如流量监控、安全防护、负载均衡等。
二、SDN网络拓扑动态分析SDN网络的拓扑是可动态变化的，这是与传统网络不同的特点，因此，SDN网络拓扑的动态分析是网络优化的关键环节。
动态分析可帮助网络管理员了解网络的实时状态，识别网络异常，及时调整网络拓扑，优化网络性能。
1、拓扑发现拓扑发现是SDN网络拓扑动态分析的第一步，它是指发现整个网络拓扑结构中各部分的连接关系和组成部分。
stp 收敛过程-概述说明以及解释
stp 收敛过程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在计算机网络中，STP（Spanning Tree Protocol）是一种用于构建冗余网络并防止环路发生的协议。
STP的主要作用是在网络中选择一条最佳路径，同时排除其他冗余路径，以确保网络的稳定和高效运行。
本文将重点讨论STP的收敛过程，即网络中所有节点达成一致并选择出一条最佳路径的过程。
在实际网络中，STP的收敛速度影响着网络的性能和可靠性，因此深入了解STP的收敛过程及优化方法对于网络管理人员至关重要。
在接下来的正文部分，我们将从STP的基本概念入手，介绍STP的工作原理和机制；然后深入分析STP的收敛过程，探讨在网络中实际发生环路时STP是如何解决的；最后将探讨STP的收敛优化方法，帮助读者更好地理解和应用STP协议。
通过对STP收敛过程的全面讨论，有助于读者加深对网络协议的理解，提高网络管理的效率和性能。
1.2 文章结构本文将分为三个部分来探讨STP的收敛过程。
首先，在引言部分，将对STP的基本概念进行概述，并介绍本文的结构和研究目的。
接着，正文部分将深入探讨STP的收敛过程，包括其基本概念、收敛过程分析以及收敛优化方法。
最后，在结论部分，将对STP的收敛过程进行总结，并探讨未来可能的研究方向，最终得出本文的结论。
通过以上结构，读者将能够全面了解STP的收敛过程，以及可能的优化方法和未来发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨STP（Spanning Tree Protocol）的收敛过程，通过对STP的基本概念、收敛过程分析以及收敛优化方法的介绍，帮助读者更好地理解STP在网络中的作用和机制。
同时，通过对STP收敛过程的研究和总结，旨在为网络工程师提供一些实用的方法和技巧，以优化和改善网络中的环路和冗余，提高网络的性能和稳定性。
最终目的是希望通过本文的分享和讨论，促进网络技术的进步和发展，为网络管理和优化提供有益的参考和指导。
2.正文2.1 STP的基本概念STP即Spanning Tree Protocol，是一种网络协议，用于在局域网中防止数据包在网络中无限循环。
计算机网络的拓扑结构介绍
计算机网络的拓扑结构介绍总线上的通信：在总线上，任何一台计算机在发送信息时，其他计算机必需等待。
而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩大，从而使网络中全部计算机都会收到这个信息，但是否接收，还取决于信息的目标地址是否与网络主机地址相全都，若全都，则接受；若不全都，则不接收。
信号反射和终结器：在总线型网络中，信号会沿着网线发送到整个网络。
当信号到达线缆的端点时，将产生反射信号，这种放射信号会与后续信号发送冲突，从而使通信中断。
为了防止通信中断，必需在线缆的两端安装终结器，以汲取端点信号，防止信号反弹。
特点：其中不需要插入任何其他的连接设备。
网络中任何一台计算机发送的信号都沿一条共同的总线传播，而且能被其他全部计算机接收。
有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。
优点：连接简洁、易于安装、本钱费用低缺点：①传送数据的速度缓慢：共享一条电缆，只能有其中一台计算机发送信息，其他接收。
②维护困难：由于网络一旦消失断点，整个网络将瘫痪，而且故障点很难查找。
2、星型拓扑结构：每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。
中心节点掌握全网的通信，任何两台计算机之间的通信都要通过中心节点来转接。
因些中心节点是网络的瓶颈，这种拓朴结构又称为集中掌握式网络结构，这种拓扑结构是目前使用最普遍的拓扑结构，处于中心的网络设备跨越式集线器〔Hub〕也可以是交换机。
优点：结构简洁、便于维护和管理，由于当中某台计算机或头条线缆消失问题时，不会影响其他计算机的正常通信，维护比较简单。
缺点：通信线路专用，电缆本钱高；中心结点是全网络的牢靠瓶颈，中心结点消失故障会导致网络的瘫痪。
3、环型拓扑结构：环型拓扑结构是以一个共享的环型信道连接全部设备，称为令牌环。
在环型拓扑中，信号会沿着环型信道按一个方向传播，并通过每台计算机。
而且，每台计算机会对信号进行放大后，传给下一台计算机。
同时，在网络中有一种特别的信号称为令牌。
令牌按顺时针方向传输。
当某台计算机要发送信息时，必需先捕获令牌，再发送信息。
计算机网络的常见的6种拓扑结构
计算机网络的常见的6种拓扑结构
计算机网络拓扑就是计算机是怎么连接的，不同的连接方式有不同的优缺点，下面介绍6中常见的结构。
下面是店铺跟大家分享的是计算机网络的常见的6种拓扑结构，欢迎大家来阅读学习。
计算机网络的常见的6种拓扑结构
工具/原料
计算机
方法/步骤
星型拓扑。
星型是结构是一个中心，多个分节点。
它结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。
网络延迟时间较小，传输误差低。
中心无故障，一般网络没问题。
中心故障，网络就出问题，同时共享能力差，通信线路利用率不高。
总线拓扑结构。
总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。
总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。
多个结点共用一条传输信道，信道利用率高。
但不找诊断故障。
环形拓扑网络。
环形拓扑网络是节点形成一个闭合环。
工作站少，节约设备。
当然，这样就导致一个节点出问题，网络就会出问题，而且不好诊断故障。
树形拓扑。
树形拓扑从总线拓扑演变而来,形状像一棵倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据,然后再广播发送到全网。
好扩展，容易诊断错误，但对根部要求高。
5网形拓扑。
应用的最广泛,它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响，一天线路出问题，可以做其他线路，但太复杂，成本高。
6混合式拓扑结构。
是将上面两种或多种共同使用。
如用的多有星总线型、星环型等。
计算机网络拓扑不同网络结构的优缺点和应用场景
计算机网络拓扑不同网络结构的优缺点和应用场景在计算机网络中，拓扑结构是指网络中各设备之间的连接方式和布局。
不同的拓扑结构对于网络的性能、可靠性以及扩展能力都有着不同的影响。
本文将重点介绍四种常见的计算机网络拓扑结构：星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑和网状拓扑，分析它们各自的优缺点，并探讨它们的应用场景。
一、星型拓扑星型拓扑结构是一种中心集中式的连接方式，其中所有的设备都直接连接到一个中心节点（集线器或交换机）。
以下是星型拓扑的优缺点和应用场景。
1. 优点：- 简单易于实施和维护。
由于所有设备都连接到中心节点，因此故障排查和设备添加/移除都比较容易。
- 可靠性较高。
由于每个设备都有独立的连接，单个设备故障不会影响整个网络的运行。
- 网络性能较高。
中心节点充当数据传输和路由的中转站，可以有效控制网络的流量和性能。
2. 缺点：- 单点故障。
如果中心节点出现故障，整个网络将无法正常工作。
- 扩展性较差。
由于中心节点的限制，星型拓扑中添加大量设备可能会导致性能下降。
3. 应用场景：- 中小型局域网（LAN）：星型拓扑在局域网中被广泛应用。
它适合规模较小的网络，如家庭网络或小办公室网络，可以提供稳定可靠的连接。
二、总线型拓扑总线型拓扑结构是指所有设备都连接在一条共享的传输介质（如电缆）上，数据从一个设备传输到另一个设备。
以下是总线型拓扑的优缺点和应用场景。
1. 优点：- 易于实施和成本相对较低。
总线型拓扑结构不需要额外的设备来实现连接，而且所需的电缆长度较短。
- 扩展性强。
可以通过增加设备来扩展网络，只需将新设备连接到总线上即可。
2. 缺点：- 单点故障。
如果传输介质出现问题，整个网络将无法正常工作。
- 性能随设备数量增加而下降。
随着设备的增加，总线上的数据传输会变得拥挤，导致网络性能下降。
3. 应用场景：- 小型LAN：总线型拓扑适用于小型网络，如家庭网络或小型办公室，它们通常需要简单的连接和低成本。
三、环型拓扑环型拓扑结构是指所有设备连接成一个环形，每个设备通过一个或多个邻近设备进行通信。
网络工程中的网络拓扑变更与迁移
网络工程中的网络拓扑变更与迁移在当今数字化的时代，网络已经成为了各个领域不可或缺的基础设施。
从企业的办公运营到智能家居的控制，从医疗系统的信息传递到教育领域的远程教学，网络的高效稳定运行至关重要。
而在网络工程中，网络拓扑的变更与迁移是一项复杂但又关键的任务，它直接影响着网络的性能、可靠性和安全性。
网络拓扑，简单来说，就是网络中各个节点和链路的连接方式。
常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状型等。
不同的拓扑结构具有不同的特点和适用场景。
例如，星型拓扑结构易于管理和维护，但中心节点的故障可能导致整个网络瘫痪；网状拓扑结构则具有高度的可靠性和容错性，但成本较高且配置复杂。
当企业规模扩大、业务需求变更或者技术更新换代时，往往需要对现有的网络拓扑进行变更或迁移。
这可能是因为原有的网络无法满足新增的用户数量和流量需求，也可能是为了引入新的技术和应用，如云计算、大数据分析等。
在进行网络拓扑变更与迁移之前，充分的规划和设计是必不可少的。
首先，需要对现有网络的拓扑结构、设备配置、性能指标等进行详细的评估和分析，找出存在的问题和瓶颈。
然后，根据未来的业务需求和发展规划，确定新的网络拓扑结构和技术方案。
在这个过程中，要考虑诸多因素，如网络的可扩展性、可靠性、安全性、成本效益等。
例如，如果企业计划在未来几年内快速扩张，那么选择一个具有良好可扩展性的网络拓扑结构就显得尤为重要。
同时，还要考虑新的网络拓扑与现有系统的兼容性，以确保迁移过程的顺利进行。
此外，对于一些对安全性要求较高的行业，如金融、医疗等，网络拓扑的变更必须符合相关的安全标准和法规。
网络拓扑变更与迁移的实施过程是一个充满挑战的阶段。
它需要专业的技术人员和团队来进行操作，并且需要严格按照预定的计划和步骤进行。
首先，要做好数据备份和设备的冗余配置，以防止在迁移过程中出现数据丢失或设备故障。
然后，逐步将旧的网络设备和链路替换为新的，并进行相应的配置和调试。
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电源运行方式变化后求短路电流可由公式：I’= I +△I求得，其中△I= △u/△z ，△u可测得，网络拓扑结构变化时节点阻抗方程计算：图3虚线框所示独立为节点数为n的原网络，向原网络接入m条链支后的网络，叫新网络，它们的节点阻抗方程分别为：U = ZI (8)U,=Z,I, (9)式中：u 、u’是原网络、新网络的节点电压，为n元列向量；I、I’是原网络、新网络的节点电流源，为n元列向量；Z、Z’是原网络、新网络的节点电抗矩阵，为n×n方阵。
图3 用端口支路阻抗和用端口支路电流表示的多口网络设z eq是原网络接入m条链支支路的支路阻抗矩阵，为m×m方阵(m≥1)。
如果接入的z eq中包含有源支路，则网络节点电流源将由I变为I’根据替代定理，接入z eq对网络的影响，可用z eq的支路电流i来代替，视i为注入z eq关联节点的理想电流源I eq，其数学表达式为：I eq =-A M i。
根据叠加原理，可得新网络的节点等值注入电流源I c，及节点电压u,分别为(1O)(11)式中：A为网络节点对z eq。
支路的关联矩阵，为n×m矩阵。
由式(11)可知，新网络节点电压的一部分是由独立电源I引起的，另一部分是由接入支路z eq的电流i引起的。
得出支路z eq的电流i为：(12)上式中是z eq支路端口的开路电压。
把上式带入式(11)中可得(13)式中：显然上式表明向原网络接入链支z eq既可反映修改原网络的z而得到新网络的z,，也可反映修改原网络的节点电流源I而得到新网络的节点等值电流源I c，即(14)(15)根据支路追加法原理，对解环支路的修正，就是为原网添加一个接地链支。
如图2所示，解环支路为 K一0，阻抗为Z K0，对于解环支路的电压方程为：Vk=Z K0i0 (2)而此时其他节点电压方程为:V1= Z 11 I 1+ Z 12 I 2+…+ Z 1k ( I k + i0) +…+ Z 1n I nV 2= Z 21 I 1+ Z 22 I 2+…+ Z 2k ( I k + i0) +…+ Z 2n I n(3)V k = Z k 1 I 1+ Z k 2 I 2+…+ Z kk ( I k + i0) +…+ Z kn I nV n = Z n 1 I 1+ Z n 2 I 2+…+ Z nk ( I k + i0) +…+ Z nn I n′T T′网络的节点阻抗矩阵为:′ ′- 1 T′= Z′ (E - A M Z L L1A M Z′) (4)V 1= Z 11 I 1+ Z 12 I 2+…+ Z 1k ( I k + i0) +…+ Z 1n I nV 2= Z 21 I 1+ Z 22 I 2+…+ Z 2k ( I k + i0) +…+ Z 2n I nV n = Z k1 I 1+ Z k 2 I 2+…+ Z kk ( I k+ i0) +…+ Z kn I nV n = Z n 1 I 1+ Z n 2 I 2+…+ Z nk ( I k+ i0) +…+ Z nn I nZ L = Z N,A M ; Z L = A M Z N ; Z L L = Z kk + Z ko,则修正后网络的节点阻抗矩阵为：介绍广域保护技术的发展状况,结合智能电网的特点分析广域保护发展应用所面临的机遇和挑战,从数据同步技术、区域划分技术、后备保护调整、传统和数字保护的配合和保护定值在线调1 概述经济和社会的发展使电力系统的电压等级升高、电网复杂程度增加,给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战。
作为保障电力系统安全稳定运行“三道防线”中第一道防线的继电保护也面临严峻的考验,传统保护整定配合越来越困难。
随着国家电网公司智能电网建设的开展,智能电网的特征带来的网络重构、分布式电源接入、微网运行等技术,对继电保护提出了新的要求,基于本地测量信息及少量区域信息的常规保护在解决这些问题时面临较大的困难;同时,新技术(如新型传感器技术、时钟同步及数据同步技术、计算机技术、光纤通信技术等) 的研究与应用也给继电保护的发展提供了广阔的发展空间。
在以上因素的促进下,基于广域测量信息,从系统的角度综合考虑继电保护设计和配置的广域继电保护得到了越来越多的关注。
2 广域保护技术的发展早在1997 年,瑞典学者Bertil Ingel ssON 就提出了广域保护的概念,用来预防长期电压崩溃等控制功能。
国际大电网会议将广域保护的功能及控制手段和目标进行了定义。
广域保护系统包含继电保护和安全自动控制两方面内容,其中,广域继电保护作为广域保护的重要组成部分,对辅助传统主保护、提高保护定值的自适应能力、简化保护配合、缩短保护动作时间等方面起关键作用,有助于从根本上切实解决现有继电保护存在的适应能力差、整定配合复杂等难题,提高保护的自适应能力。
1998 年日本学者Yoshizumi Serizawa 将广域思想与继电保护结合起来,提出基于GPS 通过光纤通道传送多点电流信息,构成广域差动保护的观点。
电流差动保护的范围不限于某电气元件,而扩至该元件的相邻区域,不仅能为元件提供快速的差动主保护,还可为相邻区域提供动作延时小、选择性好的差动后备保护,提高保护系统的性能。
有学者提出了一种基于多Agent 的广域电流差动保护系统,借助专家系统实现电流差动、后备保护区的动态在线划分,然后通过各保护Agent 间的配合协调实现对整个电网的主、后备电流差动保护。
广域后备保护可利用专家系统方法实现,在给定网络的拓扑结构、相邻几级变电站中继电器的动作情况以及断路器的开合状态的前提下,利用所定义的动作因子AF (action factor) 的大小来判定故障位置。
AF 描述了基于所有已动作了的保护设备判断某元件故障的可能性大小,这种方法旨在保证主保护故障时能正确隔离故障。
3 智能电网将对传统继电保护的影响智能电网一个重要的功能特性是自愈性。
“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来,并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,同时,几乎不中断对用户的供电服务。
运用本地和远程设备的通信帮助分析故障、电压降低、过载等系统运行状态,并基于这些分析采取适当的控制行动。
智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统,简化联网的过程。
未来智能电网中,电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求,对常规继电保护的配置方法提出新的要求,常规保护在这几个方面根据实际情况的不同会有所侧重。
特高压电网的建设、电网规模的扩大,将导致短路电流增大很多,因此,应对短路电流增大造成的定值可靠系数降低、短路电流抑制设备的运行等问题进行分析研究,提出相应对策。
分布式电源的灵活接入、多变压器的运行方式带来的后备保护配合、双向潮流、系统阻抗的变化等问题均会给继电保护定值整定带来困难,保护定值的适应能力也将受到严峻考验。
同时,智能电网将给继电保护的发展带来新的契机,智能电网中所采用的新型传感器技术,例如电子式或光电式互感器不受传统电磁式互感器饱和的影响,对故障时电气量的采集更为精确,简化了保护的数据算法,缩短了数据处理时间。
智能电网的数据同步技术、时钟同步技术、通信技术、计算机技术以及IEC 61850 标准的应用,可以提供区域范围内数据采集的高精度同步,满足数据采集传输的实时性,保障数据传输过程的冗余和可靠性;也可为新原理的实现、工业控制技术在电力系统的应用提供技术支持,为广域保护的新原理、新算法和实际应用提供了基础支撑。
4 智能电网下广域继电保护应采取的措施及技术考虑广域继电保护应用于实际时,若在整个系统内实现集中保护,由于系统规模增大造成的大量数据采集点、海量数据、传输距离和速度等因素,会增加广域继电保护实现的难度,也将增加保护配置、运行和维护的难度,保护可靠性难以得到保证。
因此,还应该结合实际系统进行广域继电保护区域结构的确立,综合考虑、合理利用智能电网新技术,使广域继电保护更有利于实际应用。
4. 1 保证时间及数据同步常规微机继电保护将各个互感器的电气量二次模拟值通过二次电缆接入保护装置,由装置内部唯一的系统时钟经控制总线驱动各个通道的模数转换器,数据采集的同步精度很高。
广域保护涉及到的保护将不局限于1 个或2 个装置,不局限于1 个或2 个变电站,如何在较大的范围内保持时间和数据的同步将是研究重点。
变电站内现有的对时主要以GPS 时间信号作为主时钟的外部时间基准,采用3种对时方式:脉冲对时、串口对时、编码对时,对时精度可达到ms 级。
网络化的变电站,采用分布式电子式互感器及合并单元的数据采集模式,数据经网络传送至保护等电子式设备的方式传输,为了实现数据采集的同步以及各保护之间信息交互与相互配合,需要一个统一精确的时钟作为系统的时钟源,并通过精密对时技术实现各数据采集单元时钟、各保护装置的时钟的准确同步。
目前工业领域的分布式系统对时技术及对时精度要求见表1。
从表1 可以看出, IEEE 1588 标准的精密时钟同步协议更有利于实现高精度的时钟同步,更有利于数据同步的实现。
处于“第一道防线”中的保护系统要求的数据同步精度最高,实现IEEE 1588 在电力系统中的应用应满足保护系统的需求,结合广域保护对数据同步的精度要求研究IEEE 1588 协议的应用:a. 根据IEEE 1588 协议的核心原理研究IEEE1588 标准的时钟同步误差,量化分析时钟误差对数据同步的影响度,寻找IEEE 1588 同步算法及同步过程中影响同步精度的因素,探索减小时钟晶振偏移影响的补偿算法。
b. 制订IEEE 1588 在数字化变电站内采用与数据通信同一的以太网应用方案,根据IEEE 1588对时钟级别的定义给出时钟设备的配置方法及其功能实现,研究其实际系统架构,并从全网的角度探讨该协议的具体应用策略。
c. 开发典型的IEEE 1588 PTP 测试环境,构建IEEE 1588 测试系统。
d. 进行继电保护装置应对对时系统异常时钟信息的算法原理研究,使保护装置具有识别防误功能。
4. 2 划分区域结构区域的划分有利于广域继电保护的应用研究,对站域、小区域内广域继电保护应用的可行性进行分析,同时分析系统内继电保护配置现状、广域测量系统配置现状、网络通信设备及通信技术;制订系统内的广域保护区域结构划分,从电网结构冗余度、保护配置冗余度、通信冗余度等方面进行可行性研究。
参照经典变电站结构模型,在系统范围内形成分层分布式的区域保护配置方案。
使广域继电保护具备区域决策功能,适应具有决策功能的智能变电站建设的形势。
可利用多代理(Multi Agent ) 技术[12 ] 实现,Agent是一种具有知识、目标和能力,并能单独或在人的少许指导下进行推理决策的能动实体,一些A2gent 通过协作完成某些任务或达到某些目标而构成的系统。