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电力自动化和控制系统(PACS)与智能电网

IEC 61850是智能电源自动化和控制系统(PAC)的骨干。IEC 61850标准化了数据模型,多种通信服务,系统配置描述语言(SCL)甚至用于网络和同步的链路层。IEC 61850社区和行业已经投入大量精力为这些系统内传递的关键控制消息(如GOOSE或SMV消息)提供基于零延迟和无帧丢失的基于以太网的联网解决方案。

IEC 61850采用IEC 61439-3的第4和第5条,以在PAC中提供无冲击的以太网冗余。IEC 61439-3的第5条被称为高可用性无缝冗余(HSR),第4条被称为并行冗余协议(PRP)。

两种协议都提供了零切换延迟时间,在故障情况下不会丢失任何帧,以及在第2层进行网络监督提供了强大手段。

HSR通过在环形网络上双向发送数据包并在支持HSR的接收节点上丢弃重复的数据包来提供冗余。如果环网中断,则将始终通过另一个端口接收帧。

适应PRP的节点连接到两个独立的以太网,并通过两个网络发送帧。当任何网络出现故障时,这将允许通过该帧进行接收。


- 使用HSR和PRP的变电站网络通信 -

 

上图显示了在变电站自动化中实现的这种新协议的示例。HSR在每个机架中互连智能电子设备(IED)(机架内通信),而PRP适合用于站点和机架间总线,并连接许多异构设备。

如在该示例中描绘的,为了维持通信中的冗余,使用冗余网关来执行PRP和HSR网络之间的互连。每个HSR链接使用两个网关设备连接到每个PRP LAN。因此,避免了潜在的“单点故障”。

正如在这种情况下所显示的,工业协议的组合在复杂性和多样性上正在增加。这些新兴的基于以太网的协议对灵活性的需求使得FPGA和可重配置设备通常成为实现能够组合多种协议的网络设备的最佳选择。由适当的IP核支持的FPGA提供:

  • 硬件处理能力可缩短切换延迟时间
  • 足够的灵活性以使设计适应特定的客户要求
  • 硬件和复杂组合(例如HSR和IEEE 1588)支持的协议更新

自2011年以来,SoC-e便向已在IED、合并单元、RTU和许多其他设备中集成了SoC-e IP和模块的电力行业公司提供这些技术。在其他产品中,以下SoC-e产品针对电力部门:

欲了解更多信息,请联系我们:info@hkaco.com

 

 


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