基于MMS管理符合IEC61850的IED的研究

论文摘要

随着经济快速发展,电力需求不断增高,并且电网不断增大、结构日益复杂。然而传统的电力通信方式互操作性差、性能较低,已无法满足现代电力自动化系统的通信要求,这使得远动信息的网络化传输成为发展的必然趋势。为此,IECTC57制定了关于变电站通信网络和系统的标准IEC61850,它实现了变电站内从过程层到间隔层到变电站层、从变电站到调度中心通信的一致性,满足了现代电力系统要求。智能电子设备（IED）是变电站中极为重要的概念,变电站的控制、保护、计量、记录和通讯等功能都是由各个IED完成,对IED管理的研究具有十分重要的意义。本文研究采用将IEC61850定义的抽象通信服务接口（ACSI）映射到制造报文规范（MMS）的通信方式,构建一个针对符合IEC61850标准的IED的管理系统。MMS是以客户端和服务器之间传输MMS协议数据单元方式实现通信的。因此实现ACSI到MMS映射首先需要将ASCI定义的模型和服务跟MMS定义的模型和服务进行一一映射,然后使用抽象语法记法（ASN.1）编解码MMS协议数据单元。最后在实现OSI上三层协议和RFC1006规范的基础之上,采用MMS+OSI上三层协议+RFC1006规范+以太网的方式完整实现ACSI的通信过程。本系统通过ACSI与变电站IED进行数据通信,获得IED包含的数据模型、量测数据,并可以通过读写数据的方式更改IED状态、保护和控制IED等。同时,本系统给出ACSI完整实现过程,为应用IEC61850标准以及拓展IED研究奠定了基础。本系统采用IEC61850测试服务器Tamarack Windows 95/NT Test Server进行验证。通过实验证明,采用本文讨论的方法设计的软件系统可以与测试服务器进行正确通信,达到了预期需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 国内外研究综述
• 1.2.1 变电站通信技术发展
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 抽象通信服务接口实现
• 1.2.4 ACSI到MMS映射
• 1.2.5 底层通信栈
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 IEC61850标准分析
• 2.1 IEC61850通信模型
• 2.2 IEC61850通信原理
• 2.2.1 抽象通信服务接口
• 2.2.2 特殊通信服务映射
• 第3章 IEC61850映射方法
• 3.1 ACSI到MMS映射
• 3.1.1 数据类型映射
• 3.1.2 模型映射
• 3.2 ASN.1编解码规则
• 3.3 通信协议栈
• 第4章 软件系统设计及实现
• 4.1 系统整体结构
• 4.2 ASN.1编解码实现
• 4.2.1 抽象语法记法简介
• 4.2.2 基本编码规则
• 4.2.3 具体类型编码
• 4.3 ACSI到MMS映射实现
• 4.3.1 Association映射
• 4.3.2 Server映射
• 4.3.3 LogicalDevice映射
• 4.3.4 LogicalNode映射
• 4.3.5 Data映射
• 4.3.6 File映射
• 4.4 通信协议实现
• 4.4.1 ACSE协议实现
• 4.4.2 表示层协议实现
• 4.4.3 会话层协议实现
• 4.4.4 RFC1006规范实现
• 4.5 软件功能实现
• 4.5.1 IED管理界面
• 4.5.2 构建IED模型
• 4.5.3 通信管理
• 4.5.4 读IED数据值
• 4.5.5 写数据值到IED
• 4.5.6 扫描IED数据
• 4.5.7 读取IED文件
• 4.5.8 通信数据
• 4.5.9 模型数据管理
• 第5章 软件功能验证
• 5.1 读取IED结构测试
• 5.2 循环读取IED数据
• 5.3 读取和设置IED数据取值
• 第6章 结论
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表