基于以太网的电网通信规约应用研究

论文摘要

新一代电网自动化系统依赖以太网络通信实现数据采集和控制功能。通常变电站与远方调度控制中心之间采用IEC60870-5-104规约的网络通信；变电站内间隔层智能设备之间采用IEC60870-5-103规约通信；数字化变电站采用IEC61850标准的通信协议。目前,网络通信和控制已经成为电网调度自动化的基本技术特征。以太网通信在电网自动化数据传输中的应用也是一个逐步成熟、逐步完善的过程。目前在实际应用中还存在一些问题,主要表现在：1、初始连接阶段数据传输启动过程异常；2、数据流量控制机制失效导致通信异常；3、规约参数配置不合理导致数据同步失败；4、变电站间隔层基于以太网的“私有协议”应用差异显著；5、数字化变电站IEC61850协议应用初始阶段的欠完善性。本研究课题结合工程实践,以典型案例为切入点,涉及电网自动化系统构架的关键环节,针对不同组网方式建立相应的数据通信监测分析模型,采用网络报文监测分析工具捕捉电网自动化数据传输的异常过程,以获取的“异常通信过程”为研究实例,开展具体分析和研究,排查问题的根源,寻求解决的办法。在一年多的研究实践活动中,坚持理论与实际紧密结合的工作方法,获取了大量的基础资料,基本掌握了电网自动化领域以太网通信规约的应用现状,并利用研究的成果解决了一些实际应用存在的问题,成绩是可喜的。课题研究成果具有一定的实际指导意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电网自动化系统结构以及通信规约
• 1.3 电力通信规约的应用历程
• 1.4 本课题要研究的内容
• 第二章 厂站与远方主站数据通信规约的应用分析
• 2.1 IEC60870-5-101/104通信规约
• 2.2 IEC104通信规约报文的基本结构
• 2.3 以太网TCP/IP数据通信实时监测的实现
• 2.4 IEC60870-5-104通信报文的获取和分析
• 2.5 远动功能的基本实现
• 2.5.1 初始连接过程
• 2.5.2 遥测数据传输
• 2.5.3 遥信信息传输
• 2.5.4 遥控过程的信息交换与功能实现
• 2.6 案例分析
• 2.6.1 应用层控制信息异常
• 2.6.2 数据流控制失效
• 2.6.3 ASDU配置错误
• 第三章 变电站间隔层IED数据通信应用分析
• 3.1 IEC60870-5-103规约以及应用演变
• 3.1.1 基于串口通信的IEC60870-5-103规约
• 3.1.2 基于以太网通信的厂家私有103规约
• 3.2 研究分析模型
• 3.2.1 间隔层以太网通信实时监测的实现
• 3.2.2 间隔层UDP、TCP报文的获取与分析
• 3.3 RCS9700计算机监控系统典型功能的实现
• 3.3.1 间隔层网络通信报文的基本格式
• 3.3.2 遥测数据的传输实现
• 3.3.3 遥信信息的传输实现
• 3.3.4 遥控过程的传输实现
• 第四章 基于IEC61850标准的数字化变电站数据通信
• 4.1 IEC61850与IEC60870-5-103
• 4.2 IEC61850信息分类与通信要求
• 4.3 浙江绍兴220kV宣家数字化变电站工程实例
• 4.3.1 基本概况与工程技术特点
• 4.3.2 现场调试与存在的问题
• 4.3.3 现场运行消缺记录
• 第五章 结论与展望
• 5.1 IEC60870-5-104规约应用评价
• 5.2 变电站间隔层通信规约应用分析
• 5.3 数字化变电站IEC61850规约应用经验
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读工程硕士期间主要工作业绩