电力光纤数字信号分析仪中GOOSE模块的设计与实现

论文摘要

伴随着科学技术的进步，特别是计算机和通信技术的发展，实现产业自动化和信息化已经成为了行业发展的必然趋势。变电站技术也不例外，得益于最近几年国家对电网智能化改造的投入，大量的变电站采用了基于IEC61850标准（变电站自动化系统中基于通用网络通信平台的唯一标准）的自动化技术，变电站的数字化、自动化和标准化也渐渐的完善起来。基于IEC61850标准规范的数字变电站大大降低了变电站建设和维护的成本，并在很大程度上提高了变电站输配电和调度的可靠性。因此开发基于数字变电站通信标准的测试设备，特别是便携式设备有重要意义。本课题是基于嵌入式技术的光纤电力数字信号分析仪的一部分，分析仪主要根据变电站网络中的9-1GOOSE9-2FT3等数字报文对变电站系统进行监控，使得在变电站建设过程或者维护的时候对工作人员提供帮助。本文首先论述了智能变电站的发展现状，电力数字信号分析仪的当前发展状态和前景，同时对IEC61850标准和嵌入式系统的应用进行了简单的介绍。其次对项目中应用的IEC GOOSE协议进行了深入的分析，详细阐述了GOOSE协议在变电站中的应用以及报文中各个参数在具体工程中的作用。本文借鉴了一些理论比较成熟的电力测试技术，着重设计了一种在嵌入式环境下对GOOSE协议报文进行分析的软件方案。并给出了软件的整体设计框架和各个模块的具体实现方案。最后在自建的实验环境上对部分功能进行了测试实验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 电力光纤信号分析仪的发展状态
• 1.3 IEC61850 标准简介以及 DL/T860 标准
• 1.4 嵌入式系统以及嵌入式 Linux 的现状和发展
• 1.4.1 嵌入式系统现状
• 1.4.2 嵌入式 linux 简介
• 第二章 GOOSE 协议的分析和软件模块设计
• 2.1 数字化变电站
• 2.2 面向通用对象的变电站事件 GOOSE
• 2.2.1 GOOSE 在智能变电站中的应用
• 2.2.2 GOOSE 协议分析
• 2.2.3 GOOSE 协议的帧格式分析
• 2.3 电力光纤数字信号分析仪中的 GOOSE 模块软件框架
• 2.4 GOOSE 协议的实时性分析和在分析仪中的实现
• 第三章 GOOSE 报文的捕获和存储模块
• 3.1 嵌入式开发平台介绍
• 3.2 软件环境搭建
• 3.3 根据开发的需要对内核进行裁剪
• 3.4 GOOSE 数据报文捕获的方案设计与实现
• 3.4.1 捕获 GOOSE 报文和标准化存储的实现
• 第四章 GOOSE 报文的解析
• 4.1 ASN.1 描述和 BER 编码
• 4.1.1 ASN.1 描述方式
• 4.1.2 基本编码规则 BER
• 4.2 GOOSE 报文解析模块的设计与实现
• 4.2.1 数据缓冲区的定义
• 4.2.2 GOOSE 报文报头的解析
• 第五章 SCL 文件在 GOOSE 模块中的应用
• 5.1 变电站配置语言 SCL
• 5.1.1 SCL 语言的优点
• 5.1.2 变电站 SCL 的结构
• 5.1.3 配置文件中 GOOSE 相关信息的解析
• 5.2 SCL 文件解析
• 5.3 配置信息的使用
• 第六章 系统验证和测试
• 6.1 配置文件解析测试:
• 6.2 报文解析模块测试
• 6.3 过滤模块测试
• 6.4 报文处理时间测试:
• 6.5 配置文件关联的测试
• 第七章 总结
• 致谢
• 参考文献