面向对象的电力调度自动化通信系统研究

论文摘要

标准化一直是信息系统的努力方向，也是电网能量管理系统（Energy Management System，EMS）和变电站自动化系统（Substation Automation System，SAS）发展的必然之路。IEC TC57小组制定了针对变电站自动化SAS的61850标准和针对EMS系统的61970标准。IEC61850／61970标准定义了各自的数据模型和通信接口标准，标准化的数据模型和应用程序接口是其要研究的核心内容。如何实现基于这两种标准的SAS与EMS的互联是需要解决的关键技术问题之一。本文首先介绍了IEC61850／61970标准的主要内容及特点，然后从系统数据模型和通信接口标准两个方面对基于这两种标准的通信系统进行了详细的研究和设计。在研究过程中，本文分析、比较了直接通信方式及面向对象的转换方式两种通信方案，并对面向对象转换的通信方案进行了详细研究和设计实现。然后，本文基于实时数据库系统建立了相关对象的数据模型；在接口标准的转换方面，本文基于统一的CORBA中间件平台设计并实现了基于IEC61850标准的ACSI接口标准至IEC61970的CIS接口标准的通信接口转换模块，并在此基础上，完成了面向对象的转换模块的设计和实现。最后，本文使用C++语言、开源软件FastDB实时数据库系统，分别建立了基于IEC61850标准的变电站系统SAS的IED设备中逻辑节点对象的数据模型以及基于IEC61970标准的SCADA／EMS功能模块的对象数据模型，并基于CORBA中间件平台设计实现相对应的通信接口标准的转换工作。在此基础上建立了一个基于该通信系统的试验平台，通过自测试、互操作试验验证了本文所述设计方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 问题的提出
• 1.3 电力调度自动化系统通信体系国内外研究现状及发展
• 1.4 本文所做主要工作及内容安排
• 第2章 IEC61850/61970系列标准概述
• 2.1 IEC61850标准概述
• 2.2 IEC61850标准的结构及主要技术特点
• 2.2.1 对象统一数据模型
• 2.2.2 抽象通信服务接口ACSI
• 2.3 IEC61970标准概述
• 2.4 IEC61970标准的结构及主要技术特点
• 2.4.1 公共信息模型（CIM）
• 2.4.2 组件接口规范（CIS）
• 第3章 面向对象的调度自动化系统的关键技术
• 3.1 统一建模语言UML
• 3.2 可扩展标记语言XML
• 3.3 CORBA中间件
• 3.3.1 CORBA中间件概述
• 3.3.2 CORBA的基本框架
• 3.3.3 CORBA开发平台的选择
• 第4章 面向对象通信系统的研究设计及相关数据平台的建立
• 4.1 系统体系框架的研究与设计实现
• 4.1.1 系统的总体框架及设计思想
• 4.1.2 系统的主要功能设计及运行流程分析
• 4.2 系统数据平台的研究与建立
• 4.2.1 IEC61850建模方法与特点分析
• 4.2.2 IEC61970系统的数据建模方法与特点分析
• 4.2.3 基于实时数据库平台建立系统数据模型
• 第5章 通信系统的接口方式研究与设计
• 5.1 基于IEC61850/IEC61970的SAS/EMS通信接口方式设计
• 5.1.1 IEC61970/CIS接口标准的设计实现
• 5.1.2 IEC61850/ACSI通信接口标准的设计实现
• 5.2 试验以及结果分析
• 5.2.1 试验系统组成和功能概述
• 5.2.2 试验系统的运行分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文