基于远动规约的电力信息传输系统的研究

论文摘要

随着发电厂和变电站自动化水平的提高和国家电力数据网络SPDnet（State Power Data net）的建设和发展,为了适应电力系统调度自动化系统的发展要求,常规的远动系统将被融合计算机、保护、控制、网络、通信等技术于一体的网络化的远动系统所代替,并终将打破现行的专业分工,引起远动系统的一场革命。电力信息传输系统在网络化的远动系统中扮演着非常重要的角色。网络化的远动系统要求电力信息传输系统具备支持多种规约和支持网络通信模式的能力。因此,本文重点研究了多规约支持技术和基于以太网的网络通信技术在远动系统中的应用。首先,针对目前远动规约种类多样的现状,本文根据面向对象的思想,借鉴IEC61850语义信息模型的形式化描述方法,提出了基于语义信息模型的规约通用处理方法。利用模块化的软件设计方法,在Visual C++集成开发环境下完成了规约描述文件编辑软件的编码和调试工作。其次,研究了基于以太网的网络通信技术在电力系统中的应用,在PC机上使用Visual C++集成开发环境实现了基于TCP（UDP）/IP的网络通信模块。研究了嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用,提出了一种基于硬件协议栈芯片的嵌入式以太网接口的实现方法。设计了嵌入式以太网接口的硬件电路,在CCS2000集成开发环境下编写了嵌入式以太网接口的通信控制程序。实现了简化的以太网规约,验证了软硬件的实用性。最后,在上述工作的基础上,设计了一个基于以太网的规约通用处理软件,完成了界面设计工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的目的和意义
• 1.2 电力系统远动通信规约
• 1.2.1 匹动规约的概念
• 1.2.2 电力系统远动规约的发展历史
• 1.2.3 电力系统远动规约体系及发展趋势
• 1.2.4 远动规约多样性的影响及对策
• 1.3 以太网技术在电力系统中的应用及前景
• 1.3.1 以太网技术简介
• 1.3.2 以太网技术在电力系统中的应用及前景
• 1.3.3 嵌入式以太网的应用
• 1.4 本文的主要工作及论文安排
• 1.4.1 本文的主要工作
• 1.4.2 论文的安排
• 第二章 常见远动通信规约介绍
• 2.1 两种不同传输模式的规约比较
• 2.1.1 循环式远动规约
• 2.1.2 问答式远动规约
• 2.2 循环式远动规约 CDT简介
• 2.2.1 帧结构
• 2.2.2 帧类别
• 2.2.3 校验码
• 2.2.4 信息字结构
• 2.2.5 帧系列和信息字的传送顺序
• 2.3 IEC60870-5-101规约简介
• 2.3.1 IEC60870-5-101规约的帧格式
• 2.3.2 IEC60870-5-101规约的链路传输规则
• 2.3.3 IEC60870-5-101规约的控制域和地址域
• 2.3.4 IEC60870-5-101规约的应用服务数据单元
• 2.4 IEC61850规约简介
• 2.4.1 IEC61850标准系列
• 2.4.2 IEC61850的主要思想
• 2.4.3 IEC61850的几个重要术语
• 2.4.4 IEC61850规约面向对象的建模方法
• 2.4.5 IEC61850的抽象通信服务
• 2.4.6 变电站配置描述语言 SCL
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于语义信息模型的通用规约转换方法的研究
• 3.1 远动规约转换的思想和功能要求
• 3.2 传统的远动规约转换方法及不足之处
• 3.3 基于语义信息模型的规约转换方法
• 3.3.1 语义信息模型概述
• 3.3.2 基于语义信息模型的通用规约转换方法的提出
• 3.4 采用面向对象方法表达传统规约语义信息模型
• 3.4.1 传统规约语义信息模型描述文件
• 3.4.2 IEC60870-5-101规约信息模型的表达
• 3.4.3 规约语义信息模型描述文件编辑软件
• 3.5 基于语义信息模型的电力通信规约通用处理模块的设计
• 3.6 本章小节
• 第四章 以太网技术在电力系统中的应用研究
• 4.1 以太网技术应用于变电站通信网络的必要性与可行性
• 4.2 Windows环境下基于TCP/IP协议的网络通信程序的实现
• 4.2.1 套接字（Socket）简介
• 4.2.2 客户端/服务器模式
• 4.2.3 基于TCP/IP协议的Socket编程
• 4.3 嵌入式以太网及其在变电站自动化系统中的应用
• 4.3.1 嵌入式以太网概述
• 4.3.2 嵌入式以太网的在变电站自动化系统中的应用模式及实现方案
• 4.4 基于嵌入式以太网的变电站自动化系统的协议层次
• 4.5 嵌入式以太网接口的硬件设计
• 4.5.1 W3100A芯片介绍
• 4.5.2 硬件电路设计
• 4.6 嵌入式以太网接口电路的软件设计
• 4.6.1 初始化程序设计
• 4.6.2 创建套接字模块
• 4.6.3 数据发送模块和接收模块
• 4.6.4 关闭套接字模块
• 4.6.5 中断服务程序设计
• 4.6.6 主程序设计
• 4.7 基于以太网通信的规约通用处理软件的设计
• 4.8 本章小节
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文情况
• 学位论文评阅及答辩情况表