基于時間敏感網絡的變電站通信網絡低時延控制方法

摘"要：以降低變電站通信網絡時延為目標，基于時間敏感網絡設計了一種低時延控制方法。首先，在變電站通信網絡的站控層和過程層中，利用時間敏感網絡交換機組建時間敏感子網絡，再將不同交換機終端辨識為多個線性參數模型。然后，利用模糊控制方法控制交換機同步時鐘的誤差，根據模糊C均值聚類方法確定低時延控制的模糊規則前件，利用時間敏感網絡的參數辨識獲取模糊規則后件。最后，依據模糊控制前件與后件，結合模糊控制與廣義預測控制，實現時間敏感網絡時延的反饋校正。實驗結果表明，采用該方法控制變電站通信網絡時延量后，網絡通信最大時延被控制在100"μs以內，最大時延抖動被控制在20"μs以內，說明該方法有效實現了設計預期。

關鍵詞：時間敏感網絡；變電站；通信網絡；低時延控制；交換機；模糊控制方法

中圖分類號：TM73""""""文獻標識碼：A

Low"Time"Delay"Control"Method"of"Substation"Communication

Network"Based"on"Time"Sensitive"Network

FENG"Yu1，"WANG"Bolong1，"CHENG"Shuo1，"NI"Jihong1，"DONG"Simeng2

（1.State"Grid"Liaoning"Information"and"Communication"Company，"Shenyang，"Liaoning"110006，"China；

2.State"Grid"Yingkou"Electric"Power"Supply"Company，"Yingkou，"Liaoning"115002，"China）

Abstract：With"the"goal"of"reducing"the"delay"of"substation"communication"network，"this"paper"designs"a"low"delay"control"method"based"on"time"sensitive"networks."Firstly，"in"the"station"control"layer"and"process"layer"of"the"substation"communication"network，"time"sensitive"network"switches"are"used"to"construct"time"sensitive"subnetworks，"and"different"switch"terminals"are"identified"as"multiple"linear"parameter"models."Then，"fuzzy"control"method"is"used"to"control"the"synchronization"clock"error"of"the"switch，"and"fuzzy"rule"antecedents"for"low"latency"control"are"determined"based"on"fuzzy"Cmeans"clustering"method."Fuzzy"rule"antecedents"are"obtained"through"parameter"identification"of"time"sensitive"networks."Finally，"based"on"the"pre"and"post"components"of"fuzzy"control，"combined"with"fuzzy"control"and"generalized"predictive"control，"feedback"correction"of"time"sensitive"network"delay"is"achieved."The"experimental"results"show"that"after"using"this"method"to"control"the"delay"of"the"substation"communication"network，"the"maximum"delay"of"network"communication"is"controlled"within"100"μs，"and"the"maximum"delay"jitter"is"controlled"within"20"μs，"indicating"that"this"method"effectively"achieves"the"design"expectations.

Key"words：timesensitive"network;"substation;"communication"network;"low"delay"control;"switch;"fuzzy"control"method

智能變電站是智能電網的重要組成部分[1]。變電站通信網絡是智能變電站測量、控制保護的基礎。伴隨智能變電站IEC"61850通信標準的不斷完善，變電站對通信質量要求更高，通信網絡時延直接影響著變電站的運行穩定性。

在現代化通信技術不斷發展的當下[2-4]，電力通信網絡從傳統的固定電話通信方式，逐步發展為多元化綜合通信方式。變電站通信網絡的數據流量呈指數增長，常規的通信網絡已難以滿足過多業務量的通信實時性需求[5-7]，高性能通信網絡的研究已經迫在眉睫。……