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基于IEC61850的数字化变电站图形通信控制器的研究

作　者: 朱秀琴
导　师: 胥布工
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: IEC61850 智能电子设备变电站自动化系统通信网络
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为了适应变电站自动化技术的迅速发展,IEC以UCA2.0的数据模型和服务为基础,参考和吸收了已有的许多相关标准,制定了关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系IEC61850。IEC61850通信标准的发布和发展标志着将来变电站自动化的通信朝向统一建模、统一工程应用的无缝通信系统发展。基于IEC61850产品将是未来技术发展的趋势,然而国内的发展一直滞后国外大公司的发展。IEC61850通信标准成为当前国内外电力部门和研究单位关心的一个前沿课题。本论文首先对IEC61850标准的产生背景和研究现状进行了介绍,然后对IEC61850的内容、特点及其功能层次结构进行阐述,总结归纳了标准的核心技术,并且对变电站IED设备按照IEC61850标准进行建模分析,将物理装置分为服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型、数据对象模型。论文以变电站新型通信网络和系统协议IEC61850为基础,研制一种应用于变电站间隔层的新型智能电子设备(IED),即图形通信控制器。在该设备的设计方案中,提出了一种ARM+DSP双CPU结构的设计方法。在当今电网实时传送的信息量成倍增长的情况下,利用ARM+DSP双CPU结构的高效快速的处理能力和强大的实时监控功能,能很好的满足实际应用的要求。智能设备的软硬件设计都采用模块化设计方法,使得智能设备具有良好的扩展性,从而适应变电站自动化系统未来发展的需要。在实际工程中成功地应用了所研制的设备,实现了变电站自动化系统的智能化、信息化、高可靠性和低成本。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题研究的意义  9-10
  1.2 IEC61850 标准的国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-12
  1.3 论文的主要工作  12-13
第二章 IEC61850 国际标准的阐述  13-26
  2.1 IEC61850 标准的概述  13-14
  2.2 IEC61850 标准的组成部分  14-15
  2.3 IEC61850 标准的内涵特点  15-22
    2.3.1 分层的通信体系结构  15-17
    2.3.2 面向对象统一建模  17-18
    2.3.3 与网络独立的抽象通信服务  18-20
    2.3.4 面向对象的数据自描述  20-21
    2.3.5 变电站配置描述语言SCL  21-22
  2.4 IEC61850 标准与原有通信协议之间的差异  22-23
  2.5 IEC61850 的目标和应用领域  23-25
    2.5.1 IEC61850：开放的无缝通信解决方案  23-24
    2.5.2 IEC61850 标准的应用范围  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第三章变电站通信控制器的设计  26-35
  3.1 控制器节点的硬件设计  26-27
  3.2 双处理器  27-31
    3.2.1 ARM 处理器部分  28-29
    3.2.2 DSP 信号处理器部分  29-31
  3.3 电源模块部分  31
  3.4 信号输入与输出模块  31
  3.5 以太网通信模块  31-32
  3.6 系统工作流程  32-33
  3.7 本章小结  33-35
第四章基于IEC61850 标准的设备建模  35-52
  4.1 数据建模的原理和意义  35
  4.2 基于IEC61850 的IED 数据建模分析  35-43
    4.2.1 服务器分析  36-38
    4.2.2 逻辑设备分析  38-39
    4.2.3 逻辑节点分析  39-41
    4.2.4 数据对象分析  41-42
    4.2.5 数据属性  42-43
  4.3 IEC61850 标准的服务器模型  43-47
  4.4 通信控制器IED 建模  47-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章通信控制器的实现  52-68
  5.1 变电站通信网络  52-53
  5.2 基于IEC61850 标准的通信  53-57
    5.2.1 通信方式  53-54
    5.2.2 通信映射  54-55
    5.2.3 映射模型设计和实现架构  55-57
  5.3 通信服务器设计与实现  57-61
    5.3.1 模型设计方案  57-58
    5.3.2 服务端  58-60
    5.3.3 客户端  60-61
  5.4 IED 配置文件的创建  61-66
    5.4.1 描述IED  61-62
    5.4.2 描述LD  62
    5.4.3 描述LN  62-64
    5.4.4 描述DataTypeTemplates  64
    5.4.5 描述LNodeType  64-65
    5.4.6 描述DOType  65-66
  5.5 通信测试  66-67
  5.6 本章小结  67-68
总结  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间取得的研究成果  72-73
致谢  73

基于IEC61850的数字化变电站图形通信控制器的研究

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