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面向间隔的IEC61850网关的设计和实现

作　者: 高超
导　师: 张沛超
学　校: 上海交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 智能变电站 间隔 网关 无缝通信 IEC 61850
分类号: TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


IEC 61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准,与传统通信规约如IEC 103等相比,其具备面向对象、功能自由分布和分层、配置灵活等一系列优点。目前,我国正全力推广和建设智能变电站,智能变电站建设以IEC 61850作为重要标准,结合一、二次设备融合的趋势,提出对一次设备实现智能化,重新整合变电站的信息和高级应用等功能。但在智能站建设和传统站改造中,还有一部分非主流设备采用其它通信规约,影响到设备与设备、设备与系统的互操作性,为解决这个问题,文中提出面向间隔的IEC 61850网关的解决方案。间隔网关接入其它通信规约的设备,输出IEC 61850通信接口,完成传统规约和IEC 61850标准的无缝转换。这一方案在目前和将来一段时间内将发挥重要作用。本文基于IEC 61850标准、智能变电站的设计规范和建设经验,以及常规变电站智能化改造中遇到的问题等因素,文中阐述了以间隔为单位进行信息采集和协议转换的必要性,并详细介绍了面向间隔的IEC 61850网关的设计和实现方法。在设计上,充分考虑了IEC 61850标准在变电站自动化系统中应用的现状,借助可视化配置工具,运用集中采集、统一建模和无缝通信等技术,实现了信息的标准化以及在变电站各应用间的信息共享。在实现上,采用实时数据库、软总线和总线适配器等技术,实现软件功能模块的即插即用,以方便智能变电站系统集成、扩展、升级和维护等实际要求。本文提出的IEC 61850网关对间隔的信息集成、智能变电站一体化信息平台的构建等均具有借鉴意义。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 选题背景及意义  9-10
  1.2 变电站通信规约简介  10-12
    1.2.1 CDT 规约  10
    1.2.2 IEC 60870-5 系列规约  10-11
    1.2.3 变电站通信网络和系统IEC 61850 标准  11-12
  1.3 变电站间隔的介绍  12-13
  1.4 研究内容和全文结构  13-15
    1.4.1 研究内容  13
    1.4.2 全文结构  13-15
第二章 IEC 61850标准介绍  15-24
  2.1 前言  15
  2.2 IEC 61850 标准系列  15-16
  2.3 IEC 61850 标准的主要特点  16-23
    2.3.1 分层、分布的体系结构  16-18
    2.3.2 面向对象的统一建模技术  18-20
    2.3.3 数据自描述  20-22
    2.3.4 抽象通信服务接口（ACSI）  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 传统规约和IEC 61850标准转换方法的研究  24-43
  3.1 前言  24-26
  3.2 通信接口  26-27
    3.2.1 串口通信  26-27
    3.2.2 以太网通信  27
  3.3 变电站和馈线设备的基本通信结构  27-35
    3.3.1 信息建模的原理  27-29
    3.3.2 逻辑节点和数据类型  29-31
    3.3.3 逻辑设备模型  31-33
    3.3.4 抽象通信服务模型  33-35
  3.4 传统规约和IEC 61850 标准的转换  35-39
    3.4.1 信息模型映射  35-37
    3.4.2 服务映射  37-39
  3.5 配置说明文档  39-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章 面向间隔的IEC 61850网关的设计  43-55
  4.1 前言  43-46
  4.2 建立信息模型  46-51
    4.2.1 逻辑设备建模  46
    4.2.2 逻辑节点和数据建模  46-51
  4.3 建立通信服务模型  51-52
  4.4 可视化配置工具  52-54
    4.4.1 变电站配置语言  52-53
    4.4.2 配置工具  53-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章 系统实现  55-72
  5.1 前言  55
  5.2 跨平台技术  55-58
    5.2.1 Windows 平台  56
    5.2.2 Vxworks 平台  56-57
    5.2.3 Linux 平台  57-58
  5.3 功能模块  58-68
    5.3.1 主控模块  58-59
    5.3.2 采集模块  59-65
    5.3.3 61850 模块  65-67
    5.3.4 监视模块  67-68
  5.4 实时数据库  68-69
    5.4.1 映射表  68-69
    5.4.2 接口函数  69
  5.5 历史数据库  69-70
  5.6 可视化配置工具  70
  5.7 开发、调试工具介绍  70-71
  5.8 测试报告  71-72
第六章 全文总结  72-74
  6.1 主要研究成果  72-73
  6.2 下一步的研究工作  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
攻读硕士学位期间已发表或录用论文  77-80
附件  80

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 变电所
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