调度自动化系统远动技术网络化的研究与实现

论文摘要

电网调度自动化系统是用来监控整个电网运行状态的,使调度人员可统观全局,运筹全网,有效地指挥电网安全、稳定和经济运行,是调度现代电网的重要手段。电网调度自动化系统对电力系统的安全经济运行起着不可或缺的作用。随着计算机技术、网络和通信技术、数据库技术等的飞速发展和电力市场的要求以及国际标准的成熟完善,调度自动化系统正在朝着数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化的方向发展。济南电网调度自动化系统建于2001年,目前,系统仅采用专线方式进行通信。随着电网的发展,系统虽然分别于2004年和2006年进行了两次通道扩容,并对前置和存储设备进行了升级改造,但前置机容量仍无法满足“十一五”规划要求。前置机容量已满,造成系统运行不稳定,与山东省调、县调EMS计算机实时数据通信工作开展困难,新远动规约和总控装置,特别是数字化变电站,以网络方式与主站无法进行通信等问题,系统的实际状况需要远动技术尽快实现网络化。与传统的前置系统相比较,网络前置机具有网络信号传输快,带宽大,可靠性高,干扰少,不受传统规约传输数量限制,可以传输大量远动信号,满足现代实时系统要求等优点,经济和社会效益显著。本文所要讨论的就是如何在电网调度自动化系统中构建一个专用的数据网络（电力调度数据网）并采用IEC60870-5-104传输规约来实现远动技术网络化。IEC60870-5-104传输规约是在IEC101规约基础上,采用专用Internet网络进行调度通讯的协议标准,它替代了传统的串口通讯机制。目前网络传输可采用IEC60870-5-104、TASE.2和DL/T476传输规约,而IEC60870-5-104当属最佳选择。本文围绕电力调度系统采用IEC 60870-5-104远动规约进行网络访问这一题目进行研究。首先对IEC60870-5-104传输规约进行了详细的分析和研究,总结了其产生的背景、传输报文的结构、格式、基本功能和传输模式。着重研究了用于现场的系统结构方案以及在调度自动化系统中主站与子站通讯使用104规约的具体约定,对其关键技术进行了分析,提出了解决方案。随后,针对调度远动信息的特殊性,设计了一个适合的数据传输网络。通过对业务需求和建设思路进行分析,确定设计原则,对拓扑结构、路由协议、分区、路由策略、地址划分及VPN等各个方面进行了规划设计,并对网络可靠性、网络性能、安全、管理等关键性问题提出了自己的解决意见。通过对网络化研究,设计分析了调度自动化系统的硬件配置和软件结构,系统主要模块的功能、相互之间的联系。最终实现了网络前置通信模块,开发了EMS网络专用前置机,解决了104远动规约在调度自动化系统中的实现问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 电网调度自动化系统概述
• 1.1.2 济南电网调度自动化系统状况
• 1.1.3 网络方式与传统方式的差别
• 1.1.4 实际应用及经济效益
• 1.2 本人工作
• 1.3 本文组织
• 第二章 IEC60870-5-104远动网络协议
• 2.1 产生背景
• 2.2 规约内容详述
• 2.2.1 系统一般体系结构
• 2.2.2 规约结构
• 2.2.3 报文格式的定义
• 2.3 规约应用
• 2.3.1 应用规约数据单元报文基本结构
• 2.3.2 关键技术和解决方案
• 第三章 远动技术网络化设计
• 3.1 电力调度数据网设计
• 3.1.1 需求分析
• 3.1.2 建设思路
• 3.1.3 设计方案
• 3.1.4 设计中需解决的关键问题
• 3.2 调度自动化系统设计
• 3.2.1 系统设计思路
• 3.2.2 系统硬件配置
• 3.2.3 系统软件结构
• 3.2.4 主要功能模块
• 3.2.5 前置通信子系统
• 第四章 网络前置通信模块的实现
• 4.1 模块概述
• 4.2 与实时处理模块建立连接
• 4.3 与厂站RTU建立连接
• 4.4 报文解析
• 4.5 通信冗余的实现
• 4.6 网络前置通信服务器工作运行状态显示
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的主要学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表