基于并行冗余协议的高可靠性过程总线通信研究

莫 峻 谭建成

（广西大学电气工程学院 南宁 530004）

1 引言

目前基于IEC 61850的过程总线技术在我国正处于间隔试点，挂网运行阶段。主要采用端对端过程总线子网孤网运行方式，在物理介质上独立于变电站总线。基于 IEC61850-9-1[1]的过程总线技术正向IEC61850-9-2[2]网络型过渡[3,4]。对过程层采集的电流电压及状态量进行数字化网络化处理。过程总线间隔试点通常采用小范围孤网运行，网络流量较低，受网络冗余技术影响很小。过渡到IEC61850-9-2后，采样测量值（SMV）、跳闸指令及断路器隔离开关状态量（GOOSE）传输于过程总线网络，通信技术成为变电站自动化系统的关键[5-7]。通信网络结构、QoS服务质量（优先权配置）、冗余协议等都可能影响到过程总线及其继电保护方案的可靠性。

冗余技术是提高变电站自动化系统可靠性的关键技术[8,9]。快速生成树协议（RSTP）是目前广泛应用的通信冗余技术。RSTP的故障修复时间少则几十个毫秒，多达数十分钟，主要受到系统结构及其规模的限制。当网络系统出现链路故障进行重构时，系统通信中断或受到影响。基于 RSTP的网络链路故障可能造成大量采样值无法通过过程总线到达保护装置，GOOSE跳闸命令被延时，甚至消失在网络中，无法通过过程总线到达智能终端，最终导致继电保护检查不到故障，或保护出口跳闸失败，故障无法切除，造成巨大的经济损失，严重影响电力系统的安全稳定运行。

为了确保采样测量值及跳闸命令在过程总线的无损传输，本文采用双网并行冗余协议（Parallel Redundancy Protocol，PRP）构建高可靠性过程总线系统。……