变电站自动化系统信息传输的国际标准实施研究

论文摘要

随着现代计算机技术和数字通信技术的迅猛发展,变电站自动化已逐步成为保证电力系统安全、可靠、优质、经济运行的关键因素之一。目前,不同厂家的设备之间通信标准并不统一,在一个变电站自动化系统中如果需要对多个厂家的产品进行配套,需要通信管理单元进行通信规约的转换功能,造成了厂家和用户在经济和时间上的许多浪费,由此带来了互操作性的问题。为了对变电站内不同应用提供可互操作的功能和对信息交换进行规范,使不同厂家的产品具有互操作性,将应用和通信解耦,使变电站自动化系统成为一个开放式的系统,IEC 制定了关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC61850。在此背景下,论文为了研究IEC61850 标准所定义的变电站自动化系统模型的可行性和实施方法,进行了以下几个方面的研究。首先,论文对IEC61850 标准的模型结构进行分析,包括其服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据、数据集及各自相关的服务,探求其建模的方法和思想。接下来论文按照IEC61850 标准的建模方法和思想,以逻辑设备为代表模型,利用面向对象的编程语言Java 2 对逻辑设备模型和部分信息交换模型进行具体的实施。并通过对IEC61850 标准的研究,论文提出了将信息资源划分为需求资源和拥有资源的思想。最后,基于论文在对需求资源和拥有资源的研究的过程中提出的接口结构的考虑,对IEC 新近推出的IEC61968 标准也进行了初步的研究。通过本次研究,可以得出以下结论: ①IEC61850 标准采用了面向对象的建模技术。采用面向对象的建模技术使变电站自动化系统在功能的管理和扩展上更加方便灵活,满足现代电力系统快速发展的需要。而更重要的是,实现了IEC61850 标准最主要的目标,即设备的互操作。②由于抽象通信服务接口ACSI 和具体通信服务映射SCSM 的引入,使应用和通信得以解耦,延长了应用的生命周期,同时使变电站自动化系统能及时跟随通信技术的最新发展。③论文按照IEC61850 标准的建模思想,利用面向对象的编程语言Java 2 对IEC61850 标准定义的信息模型进行了实现,结果验证了按照IEC61850 标准建模的可行性。因此IEC61850 标准提出的互操作性目标是可以实现的。④通过对IEC61850 的研究,论文提出了需求资源和拥有资源的思想,利用这个思想可以在系统开发时大大地简化烦琐的需求分析,使开发人员独立地开发系统。而且提高了系统的可靠性,并使系统具有开放性和可移植性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文的研究目的
• 1.3.2 本文的研究内容
• 2 IEC61850 标准的信息模型
• 2.1 变电站系统功能说明
• 2.1.1 功能和接口逻辑结构
• 2.1.2 功能和接口的物理结构
• 2.1.3 功能的划分和定义规则
• 2.2 通信信息片
• 2.2.1 通信信息片的属性
• 2.2.2 时间要求
• 2.2.3 信息类型和性能分类
• 2.3 逻辑节点模型
• 2.3.1 逻辑节点中的信息
• 2.3.2 逻辑节点结构
• 2.3.3 逻辑设备
• 2.3.4 逻辑节点的应用
• 2.4 数据模型
• 2.4.1 数据描述的特点
• 2.4.2 数据类定义
• 2.5 数据集模型
• 2.6 服务器模型
• 3 信息交换
• 3.1 抽象通信服务接口ACSI
• 3.1.1 抽象通信服务接口的特点
• 3.1.2 抽象通信服务接口的定义
• 3.1.3 应用连接模型
• 3.1.4 控制模型
• 3.2 具体通信服务映射SCSM
• 4 IEC61850 标准的模型实现
• 4.1 引言
• 4.2 模型建立
• 4.3 程序运行
• 4.4 分析
• 5 IEC61850 标准的实施研究
• 5.1 资源定义
• 5.2 IEC61968 标准分析
• 5.2.1 IEC61968 的特点
• 5.2.2 DMS 的接口参考模型（IRM）
• 5.2.3 接口结构
• 5.2.4 信息交换模型（IEM）
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书