基于IEC 61850和61970继电保护故障信息系统模型的研究

论文摘要

电力系统发生故障后,快速准确的故障分析和故障处理对系统稳定具有重要的意义。传统的SCADA系统仅能实现断路器开关位置等信息的上送,不能有效地反映出电力系统故障时的关键信息。继电保护故障信息系统能将数字式保护和故障录波器的信息进行综合集成。系统中不同的人员对在电网故障或设备异常时所产生的各种信息的广度、深度、时效性等要求是不一样的。故障信息系统的目的就是实现在适当的时间,将合适的信息传递给最需要的人员。因此,研究如何搭建继电保护故障信息系统,从而对电网进行事故分析与处理,具有重要的理论和现实意义。本文从用户需求的角度出发,分析了继电保护故障信息系统应具备的主要功能。基于软件工程理论,采用面向对象的设计方法,用统一建模语言UML和建模工具Rational Rose实现了对系统模型的搭建。将故障信息系统分成系统管理、系统分析、系统报告三个功能模块,设计出系统应包含的类,指出了类之间的关系,完成了系统的静态建模。设计了系统的动态模型,主要包括系统的时序图和活动图,并简单构造出系统中涉及的协作图和状态图。这样便全面地完成了整个系统的建模过程。此外,论文还对继电保护故障信息系统所涉及的IEC 61850和IEC 61970标准进行了介绍。对基于IEC 61850的系统子站SCL模型和基于IEC 61970的系统主站CIM模型进行了分析,简要介绍了子站和主站中的拓扑模型、保护模型和一次设备模型(变压器模型)。对于这两种遵循不同标准的信息模型,文中提出了模型之间协调的方法。本文将子站SCL模型分为配置时模型和运行时模型,通过各部分之间的映射关系,实现了它们与主站CIM模型语义上的协调。这样继电保护故障信息系统主站部分是基于统一的模型来理解各种变电站中的对象。最后比较了ACSI接口模型的服务和GID接口的服务,找出了ACSI接口服务与HSDA和TSDA接口服务的对应关系,实现了子站与主站模型接口服务的协调。

论文目录

• 目录
• TABLE OF CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外继电保护故障信息系统的研究状况
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究情况
• 1.3 本文所做的主要工作
• 第二章 系统建模理论及相关的IEC标准
• 2.1 面向对象的理论
• 2.1.1 UML的组成
• 2.1.2 UML的建模内容
• 2.1.3 UML建模的优点
• 2.1.4 Rational Rose简要介绍
• 2.2 IEC 61850标准分析
• 2.2.1 IEC 61850简介
• 2.2.2 变电站配置语言SCL
• 2.2.3 抽象通信服务接口ACSI
• 2.2.4 特定通信服务映射SCSM
• 2.3 IEC 61970标准分析
• 2.3.1 IEC 61970简介
• 2.3.2 公共信息模型CIM
• 2.3.3 组件接口规范CIS
• 2.4 本章小结
• 第三章 继电保护故障信息系统的建模分析
• 3.1 系统的功能需求分析
• 3.1.1 子站功能
• 3.1.2 主站功能
• 3.2 系统的静态模型
• 3.2.1 系统的用例图
• 3.2.2 系统的类图
• 3.3 系统的动态模型
• 3.3.1 系统的时序图
• 3.3.2 其他的动态模型图
• 3.4 本章小结
• 第四章 一次系统和二次系统模型的协调
• 4.1 系统中子站和主站的模型
• 4.1.1 系统子站模型
• 4.1.2 系统主站模型
• 4.2 主站和子站模型的协调
• 4.2.1 模型语义的协调
• 4.2.2 模型接口的协调
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表