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基于多Agent的电力远动信息实时传输的研究

作　者: 黄敏
导　师: 朱永利
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 多Agent 系统 IEC 61850 远动信息传输 XML 电力系统
分类号: TM73
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 747次
引　用: 7次
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内容摘要

基于电网广域信息的电力系统协调保护与控制是解决长期困扰电业部门电网安全、稳定运行问题的重要出路,而常规电力远动系统从数据传输速度和灵活性方面无法满足电力系统协调保护与控制对实时数据交换的要求。鉴于目前光缆SDH 电力数据通信专网在我国电力系统已初具规模,建立基于广域网的电力远动系统已具备物质基础,本文结合IEC 制定的变电站网络化最新通信标准IEC 61850,对新型电力远动系统网络结构下的远动信息传输方式进行了深入的研究和探索工作, 主要研究成果如下: 1. 对将IEC 61850 应用于新型远动系统的实现方法进行了研究,首次提出了基于IEC 61850 并能兼容原有系统的远动信息传输系统网络结构、设备通信模式、设备远动通信信息模型和服务模型,同时给出了IEC 60870-101/104 向IEC 61850过渡时采用通信服务代理的方案及其实现方法。2. 提出了远动信息传输多Agent 系统结构模板--IED_Agent 和Dispatching_ Agent,Agent 模板将IEC 61850 标准与远动传输任务以及软件Agent 特性进行了有机结合。利用认知逻辑系统理论对模板各模块之间的组织方式、控制结构、数据流向和状态的动态变化过程进行了形式化描述,根据该形式化描述,提出了采用面向对象和子类构件技术的远动通信Agent 实现方法,深入研究了主要构件的实现方法和技术。3. 为解决远动系统的分布异构和快速传输问题,提出了将IED 远动通信服务模型映射到实时CORBA—TAO 技术的方法。深入研究了TAO 的实时事件服务机制及分布式实时Qos 方案在两类Agent 的通信机制和策略中的应用,尤其在远动报文优先级的分配、处理和向CORBA 优先级的映射等问题上提出了相应的解决方法。4. 通过实验室内电力远动原型系统的开发和测试,验证了多Agent 系统中各类基于IEC 61850 的Agent 模型的正确性以及基于TAO 的远动通信实现方法的可行性和优越性。5. 为便于调度端对IED 及其监测数据的管理,以及为实现IED 的即插即用,提出了适用于电网远动系统的IED 自描述文档的Schema 模式,并给出了相应的文档样例。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-31
  1.1 选题背景及意义  11-12
  1.2 电力远动系统及其信息传输方式的发展状况  12-19
    1.2.1 电力远动系统概述  12-13
      1.2.1.1 电力远动系统构成及配置  12-13
      1.2.1.2 远动信息类型及传输信道  13
    1.2.2 电力远动系统的发展过程  13-14
      1.2.2.1 早期电力远动技术  13
      1.2.2.2 中期电力远动技术  13-14
      1.2.2.3 电力远动技术的现状  14
      1.2.2.4 开放体系的自动化技术  14
    1.2.3 远动通信规约的发展与无缝通信体系  14-19
      1.2.3.1 CDT、POLLING规约  15
      1.2.3.2 远动通信协议体系IEC 60870-5 系列规约  15-16
      1.2.3.3 美国电科院UCA通信协议体系  16-17
      1.2.3.4 调度中心之间的通信规约IEC 60870-6(TASE.2)规约  17
      1.2.3.5 变电站计算机通信网络和系统IEC 61850规约  17-18
      1.2.3.6 IEC 无缝连接系统体系  18-19
  1.3 Agent 和多Agent 系统理论及其研究应用现状  19-28
    1.3.1 Agent 概念的提出和发展过程  19-20
    1.3.2 Agent 和多Agent 系统简介  20-26
      1.3.2.1 Agent 的定义和特性  20-21
      1.3.2.2 软件Agent  21
      1.3.2.3 Agent 与对象的关系  21-22
      1.3.2.4 多Agent 系统  22
      1.3.2.5 多Agent 系统的体系结构  22-23
      1.3.2.6 Agent 间的交互  23-25
      1.3.2.7 面向Agent 的软件开发  25-26
    1.3.3 多Agent 技术的研究及应用现状  26-28
      1.3.3.1 多Agent 技术的研究状况  26-27
      1.3.3.2 多Agent 技术在各个领域尤其是电力系统的应用  27-28
  1.4 本文主要工作和结构安排  28-31
    1.4.1 本文的研究内容  28-30
    1.4.2 论文的结构安排  30-31
第二章基于 IEC 61850新型网络化电力远动系统的研究  31-43
  2.1 IEC 61850 标准系列的介绍  31-32
  2.2 IEC 61850 通信体系的主要特点分析  32-36
    2.2.1 分层、分布的体系结构  32-33
    2.2.2 面向对象的信息和通信服务建模  33-35
      2.2.2.1 数据模型  34
      2.2.2.2 通信服务模型  34-35
    2.2.3 变电站配置描述语言SCL  35-36
  2.3 IEC 61850 应用于新型网络化电力远动通信的研究  36-42
    2.3.1 基于IEC 61850 的新型远动系统网络结构  36-38
    2.3.2 基于IEC 61850 ACSI 的远动通信数据模型和服务模型的提出  38-40
      2.3.2.1 面向对象的变电站IED 数据模型  38-39
      2.3.2.2 基于ACSI 的远动通信服务模型  39-40
    2.3.3 新型远动系统中原有规约IEC 60870-101/104 向IEC 61850 的过渡  40-42
      2.3.3.1 信息模型映射  40
      2.3.3.2 服务映射  40-42
  2.4 小结  42-43
第三章基于多 Agent的电力远动系统的分析与建模  43-58
  3.1 概述  43
  3.2 面向Agent 的软件分析与建模简介  43-45
  3.3 基于IEC 61850 和多Agent 的远动信息传输系统的分析与建模  45-57
    3.3.1 基于IEC 61850 的远动信息传输系统的功能和特性分析  45-46
    3.3.2 远动信息传输多Agent 系统结构模板的提出  46-53
      3.3.2.1 IED_Agent 模板  47-51
      3.3.2.2 Dispatching_Agent 模板  51-53
    3.3.3 Agent 类模板的形式化描述  53-57
      3.3.3.1 Agent 的理论模型简介  53-54
      3.3.3.2 Agent 形式化描述的作用  54
      3.3.3.3 IED_Agent 模板的形式化描述  54-57
  3.4 小结  57-58
第四章基于实时 CORBA—TAO 的多 Agent 系统的实现和验证  58-78
  4.1 引言  58
  4.2 Agent 内部ACSI 通信服务映射的应用层协议的选择  58-59
  4.3 实时CORBA—TAO 及事件服务简介  59-62
    4.3.1 ACE 及TAO 的介绍  59-61
    4.3.2 CORBA 事件服务和TAO 的实时事件服务简介  61-62
  4.4 Agent 类模板的实现  62-72
    4.4.1 IED_Agent 模板的实现方法  63-71
      4.4.1.1 SCL_Parser 类  64-65
      4.4.1.2 Server_Instantiate 类  65-66
      4.4.1.3 ACSIEvent_See 类和ACSIEvent_Trigger 类  66-67
      4.4.1.4 ACSI_Mapping类  67-71
    4.4.2 Dispatching_Agent 模板的实现  71-72
  4.5 系统开发环境、过程以及通信测试结果  72-77
    4.5.1 系统开发环境和开发过程  72-75
    4.5.2 通信测试  75-77
  4.6 小结  77-78
第五章基于 XML 技术的 IED自描述和即插即用的展望  78-88
  5.1 引言  78
  5.2 XML技术简介  78-80
    5.2.1 XML模式  79
    5.2.2 XML解析方式及应用程序接口  79-80
  5.3 设备自描述文档及其存储管理研究  80-86
    5.3.1 用于新型远动系统的IED 自描述文档的Schema  80-81
    5.3.2 用于新型远动系统的IED 自描述文档样例及其分析  81-83
    5.3.3 设备自描述文档的存储  83-86
      5.3.3.1 设备自描述文档存储方式的选择  83-84
      5.3.3.2 基于Native-XML数据库的IED 自描述文档的存储和管理  84-86
  5.4 新型远动系统中IED 即插即用的展望  86
  5.5 小结  86-88
第六章结论  88-90
参考文献  90-97
致谢  97-98
附录1  98-100
附录2  100-102
附录3  102-105
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果  105-106

基于多Agent的电力远动信息实时传输的研究

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