基于IEC 61850标准的开闭所监控终端DTU模型研究

论文摘要

开闭所配电终端DTU是配电自动化系统的重要组成部分,位于配电网结构体系的最底层,主要完成各种现场信息的采集处理以及对配网的监控保护功能。DTU数量多、分布广,广大的市场吸引了众多电气设备厂商的研究和开发,然而一直以来由于不同设备厂商生产的DTU装置所支持的通信规约不统一、设备间信息不兼容等问题,各终端之间相互配合困难,终端调试和维护的工作量也很大。本文采用IEC61850标准面向对象的建模方法对DTU进行模型设计,使DTU装置具有标准的数据格式和通信接口,能够与其他智能电子设备共享信息实现良好的互操作,并且支持功能扩展,从而适应配电自动化系统未来的发展需要、顺应智能电网的发展要求。IEC61850标准的目标是最大限度地应用现有的标准和被广泛接受的通信原理,使来自不同制造厂商的智能电子设备之间实现良好的互操作性。论文设计的DTU兼有测控和保护的功能,基于IEC61850标准,该装置的信息模型分成测量控制模块LD1和保护模块LD2两个逻辑设备,论文简要分析了模型中逻辑节点与过程层和变电站层的逻辑节点之间的信息交互。SCL配置文件采用统一的方法对DTU设备进行配置和描述,可以保证不同厂家设备之间的互相识别,这是DTU实现互操作的前提。抽象通信服务接口ACSI定义了与具体的网络技术和通信协议栈无关的通信服务,论文介绍了ACSI的通信模式及ACSI模型到MMS的映射,并以MMXU的GetDataValues服务为例说明ACSI服务的实现过程。论文结合面保护技术,使DTU不依靠主站,通过与相邻DTU之间的信息共享和协调配合,实现双电源手拉手供电网络的三相短路故障定位,从而证明了基于IEC61850标准的DTU的互操作性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 配电自动化终端简介
• 1.3 国内外研究及发展现状
• 1.3.1 DTU的国内外研究及发展
• 1.3.2 IEC 61850标准的国内外发展及应用
• 1.4 DTU的发展趋势
• 1.5 论文主要内容
• 第2章 IEC 61850标准
• 2.1 IEC 61850标准内容及特点
• 2.2 IEC 61850标准对配电自动化的适用性
• 2.3 应用IEC 61850标准的优势
• 2.4 本章小结
• 第3章 DTU信息建模
• 3.1 基于IEC 61850标准的IED建模介绍
• 3.2 硬件结构设计
• 3.2.1 XDP软硬件平台
• 3.2.2 DTU硬件结构
• 3.2.3 通信网络结构设计
• 3.3 DTU功能分析
• 3.4 DTU信息模型设计
• 3.5 DTU逻辑节点间信息交互
• 3.6 基于SCL的设备自描述与配置
• 3.7 本章小结
• 第4章 ACSI到MMS的映射
• 4.1 ACSI模型
• 4.2 ACSI通信模式
• 4.3 ACSI到MMS的映射
• 4.4 ACSI服务的实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 短路故障定位
• 5.1 故障定位原理
• 5.2 短路故障定位原理
• 5.3 故障定位实例
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢