变电站智能电子设备(ied)数据通信技术研究

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1、河北工业大学硕士学位论文变电站智能电子设备（IED）数据通信技术研究姓名：赵瑜申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：曾成20100301河北工业大学硕士学位论文变电站智能电子设备（IED）数据通信技术研究摘要变电站是电力系统中必不可少的电力设施，它的主要任务是变换电压、接收和分配电能、控制电力的流向和调整电压。随着变电站自动化技术的迅速发展，在变电站领域中出现了各种不同类型的智能电子设备，这些设备逐渐取代了传统的继电保护装置。由于IED的种类繁多，不同厂家生产的智能电子设备所提供的通信接口

2、不同，以至于不同的设备间不能直接进行通信，需要通过协议转换器才能进行通信，这不仅造成了软硬件的重复投资，还增加了变电站的运行维护成本。由IECTC57制定的IEC61850变电站通信网络和系统的产生，很好的解决了以上变电站设备间的互操作性问题。本文以符合IEC61850标准的智能电子设备为研究对象，对IED的建模、配置以及通信实现展开了深入的研究，分为IEC61850标准体系分析、具体模型构建和通信映射的实现三部分。本文首先介绍了变电站通信系统的发展和IEC61850标准的国内外研究状况。然后对智能

3、电子设备的数据通信技术进行了详细的介绍，包括设备的通信接口、设备的通信协议以及变电站通信规约三部分，分别对不同通信技术进行了比较，说明了各自的优缺点。之后分析研究了IEC61850标准的内容体系、技术特征，其中包括信息分层、数据对象的建模、抽象通信服务接口、特殊通信服务映射、变电站配置描述语言。在此基础上，研究了基于IEC61850标准的建模技术，首先介绍了智能电子设备的建模方法，然后以万能式断路器为例进行了功能分解、数据建模，并用变电站配置描述语言SCL对断路器进行了配置。最后介绍了IEC6185

4、0标准的特殊通信服务映射技术，分别对四种情况的映射进行了说明，包括核心ACSI服务、快速报文传输服务、GSSE报文传输服务、时间及时间同步服务，着重介绍了面向通用对象的变电站事件GOOSE报文传输服务的映射，并设计了通信方案，采用Winpcap网络开发包在两台PC机之间模拟了GOOSE报文的传输。关键词：智能电子设备，IEC61850，抽象通信服务接口，特殊通信服务映射，变电站配置描述语言，数据建模i变电站智能电子设备（IED）通信技术研究STUDYOFDATACOMMUNICATIONOFINTE

5、LLIGENTELECTRONICDEVICE(IED)INSUBSTATIONABSTRACTSubstationisanessentialfacilityinpowersystem.Transformingvoltage,receivinganddistributingelectricenergy,controllingtheflowofelectricityandadjustingvoltagearesubstation’smaintasks.Withtherapiddevelopmentof

6、substationautomationtechnology,avarietyofintelligentelectronicdevicesIEDhaveappearedinsubstationfieldandthesedevicesgraduallyreplacedthetraditionalrelayprotectiondevice.BecausetheIEDhavemanytypes,anddifferentmanufacturers’IEDhavedifferentcommunicationi

7、nterface,differentdevicescannotdirectlycommunication,andtheymustthroughprotocolconvertertocommunicate,whichnotonlyresultedduplicationofhardwareandsoftwareinvestment,alsoincreasesthecostofoperationandmaintenanceofthesubstation.TheproduceofIEC61850develo

8、pedbyIECTC57hassolvedtheinteroperabilityproblemsbetweendevices.TakingtheIEDmeetingtheIEC61850standardastheresearchobject,thispaperstudiestheIEDmodelandconfigurationandrealizationofcommunication,whichisdividedintothreeparts,includinganal