数字化牵引变电所备自投IED软件设计

论文摘要

随着计算机通信技术的发展,IEC61850标准应运而生,智能化开关、光电式互感器等技术也日趋成熟,所有信息的采集、传输和处理实现全数字化的牵引变电所将成为牵引变电所自动化发展的必然趋势。本文以符合IEC61850标准的数字化牵引变电所备自投装置为研究目标,对备自投功能进行了分析并开发了符合IEC61850标准的备自投软件,且在两台计算机上进行了仿真实现。首先,本文介绍了牵引变电所备自投装置的发展情况,分析了IEC61850标准的基本思想、体系结构以及特定通信服务映射等核心内容,并对GOOSE通信协议栈及GOOSE报文发布订阅通信模型等进行了详细解析。其次,本文对牵引供电备自投功能中的牵引变电所备用电源自投、自耦变压器自投和开闭所进线自投分别进行了分析并对牵引变电所备自投装置的接线形式和自投逻辑进行了研究。然后,在分析了数字化牵引变电所整体结构和完成了软件总体设计基础上,建立了数字化牵引变电所备自投IED信息模型并详细解析了GOOSE报文编码和解码的设计流程,同时分析了软件设计中涉及的基于winpcap的以太网通信、多线程技术、备用电源自投逻辑以及各装置间的GOOSE信息流。最后,本文对数字化牵引变电所备自投IED软件的测试环境与实际变电所工作方案之间的区别和本文软件合理性进行了说明,并将软件在计算机上进行了验证,仿真结果证明设计的软件能够在两台计算机上实现相互之间发送和接收解析GOOSE报文的实时通信,并且能够按照数字化牵引变电所备用电源自投逻辑的流程来运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 备自投装置国内外发展现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本章小结
• 第2章 IEC61850标准
• 2.1 IEC61850标准主要内容和优越性
• 2.1.1 IEC61850标准内容概述
• 2.1.2 IEC61850标准核心内容
• 2.2 IEC61850的特点及影响
• 2.3 面向通用对象的变电站事件模型（GOOSE）
• 2.4 本章小结
• 第3章 牵引供电备自投功能分析
• 3.1 现有牵引供电自祸变压器自投运行情况分析
• 3.2 现有牵引供电开闭所进线自投运行情况分析
• 3.3 牵引变电所备用电源自投装置运行情况分析
• 3.3.1 牵引变电所备自投基本原则和优点
• 3.3.2 牵引变电所备自投装置一次接线形式和工作逻辑
• 3.4 本章小结
• 第4章 数字化牵引变电所备用电源自投软件设计
• 4.1 数字化牵引变电所整体结构
• 4.2 数字化牵引变电所备用电源自投软件总体设计
• 4.2.1 总体设计思路
• 4.2.2 功能模块设计
• 4.2.3 软件整体架构
• 4.3 数字化牵引变电所备自投IED信息建模
• 4.4 GOOSE报文的软件设计
• 4.4.1 基于winpcap的以太网通信
• 4.4.2 GOOSE报文编码
• 4.4.3 GOOSE报文捕获和解析
• 4.4.4 编写GOOSE通信程序的多线程处理
• 4.5 数字化牵引变电所备用电源自投软件工作逻辑
• 4.6 本章小结
• 第5章 数字化牵引变电所备自投装置软件设计验证
• 5.1 软件功能测试环境
• 5.2 软件运行和功能验证
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作
• 附录1
• 附录2
• 附录3