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基于IEC61850的数字化故障录波器的建模与实现

作　者: 燕跃豪
导　师: 夏瑞华
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 数字化变电站 故障录波器 IEC61850标准 UML建模
分类号: TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 202次
引　用: 1次
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内容摘要


智能电网是大电网发展的必然趋势,数字化变电站是智能电网的重要组成部分。伴随着数字化变电站的大力发展,需要对传统故障录波器进行改进以适应数字化变电站的需要。本文首先介绍了数字化变电站中符合IEC61850标准的智能电子设备(IED)的模型建立方法。以某个具有代表性的线路保护装置为例,详细设计了该保护装置的数字化模型,为其他变电站自动化装置以及本文要分析的故障录波器提供建模基础。数字化变电站网络结构对录波器设计有决定性的作用,需要针对不同规模变电网络的具体情况设计相应的网络,因此本文针对典型变电站提出合理的网络设计方法。最后,提出了数字化故障录波器的硬件选型、软件流程等设计,并提出目前较为合理的过程层数据格式标准方案。

全文目录


摘要  3
ABSTRACT  3-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 课题的研究背景和意义  7-8
  1.2 本课题研究现状  8-10
    1.2.1 IEC61850标准  8-9
    1.2.2 数字化变电站通信网络  9-10
    1.2.3 数字化变电站中的故障录波器  10
  1.3 本文主要工作  10-12
第二章 变电站自动装置数字化模型  12-42
  2.1 IEC61850标准建模方法  12-20
    2.1.1 功能的分解和组合  12-19
    2.1.2 MOD数据类  19-20
    2.1.3 Health数据类  20
  2.2 CSC103A保护设备模型  20-35
    2.2.1 逻辑设备零LD0  21-24
    2.2.2 保护逻辑设备PROT  24-33
    2.2.3 测量逻辑设备MEAS  33-35
    2.2.4 故障录波逻辑设备RCD  35
  2.3 CSC103A保护装置的UML模型  35-38
    2.3.1 保护IED的协作图描述  36-37
    2.3.2 保护IED的时序图描述  37-38
  2.4 数字化故障录波器建模  38-41
    2.4.1 逻辑设备零LDO  39-40
    2.4.2 故障录波器逻辑设备RCD  40-41
  2.5 本章小结  41-42
第三章 数字化变电站通信网络设计  42-60
  3.1 数字化变电站功能及通信网络数据流  42-44
    3.1.1 数字化变电站功能分析  42-43
    3.1.2 数字化变电站逻辑接口分析  43-44
    3.1.3 站控层网络数据流分析  44
    3.1.4 过程层网络数据流分析  44
  3.2 数字化变电站通信网络性能要求  44-46
    3.2.1 网络实时性要求  45-46
    3.2.2 网络可靠性要求  46
  3.3 数字化变电站通信网络组建原则  46-51
    3.3.1 站级网络组建原则  46-47
    3.3.2 过程层及间隔层网络组建原则  47-49
    3.3.3 保护双重化配置  49-51
    3.3.4 分布式母线保护  51
  3.4 数字化变电站网络典型设计方案  51-57
    3.4.1 整体设计方案  51-52
    3.4.2 站控层网络设计  52
    3.4.3 间隔层及过程层网络设计  52
    3.4.4 GOOSE网络的构建  52-53
    3.4.5 时钟同步系统  53
    3.4.6 监控系统方案  53-54
    3.4.7 保护和系统自动装置配置  54-56
    3.4.8 主要设备配置  56-57
  3.5 提高网络性能的措施  57-59
    3.5.1 提高网络延时的措施  57-58
    3.5.2 提高网络可靠性的措施  58
    3.5.3 节点分布划分  58-59
  3.6 本章小结  59-60
第四章 数字化故障录波器设计  60-84
  4.1 数字化故障录波器的设计概述  60-65
    4.1.1 数字化故障录波器与传统故障录波器的设计区别  60-61
    4.1.2 数字化合并单元  61-63
    4.1.3 数字化故障录波器硬件结构的设计  63-64
    4.1.4 录波CPU的选择  64-65
  4.2 数字化故障录波器硬件设计  65-80
    4.2.1 网络芯片  65-68
    4.2.2 DSP芯片  68-73
    4.2.3 ARM芯片  73-80
  4.3 采样值数据规约的比较  80-83
    4.3.1 信息传输方面的比较  80-81
    4.3.2 实际工程应用中的比较  81-82
    4.3.3 传输协议选择建议  82-83
  4.4 本章小结  83-84
第五章 结论与展望  84-85
  5.1 结论  84
  5.2 展望  84-85
参考文献  85-89
致谢  89-90
附录1 某数字化变电站系统接线图  90-91
附录2 变电站通信网络简图  91-92
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  92

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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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