基于iec61850标准的ami系统通信技术的研究

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1、基于IEC61850标准的AMI系统通信技术的研究摘要IEC61850标准是为适应电网革新的时代发展需要而制定的一个国际性标准，是全球范围内智能电网发展建设的必备条件。将最新发布的IEC61850标准和智能电网中重要的组成部分高级量测体系的应用相结合，是智能电网在发展建设过程中不可或缺的一部分，同样也是AMI系统的未来发展趋势。目前国内外对IEC61850标准的研究大多集中在变电站自动化通信、继电保护以及智能电子设备的信息对象建模等方面，但结合IEC61850标准的AMI系统的研究和应用却乏善可陈。作为智能电网的四大技术支撑之一，智能电网的全

2、面建设离不开对AMI系统的研究。本文在深入理解IEC61850标准的基础上，依据IEC61850标准的命名规范对AMI系统中的虚拟映像逻辑设备和逻辑节点进行了规范命名，利用其面向对象建模思想为AMI系统中由实际智能电子设备分解出的最小功能单元进行了建模，完成了在IEC61850标准下AMI系统中功能信息对象模型的定义，并通过XML语言具体描述了AMI系统的配置信息，之后在IEC61850标准一致性检测平台上对AMI系统的信息对象配置文件进行了在线一致性检测。其次对IEC61850标准中的通信服务映射原理进行了阐述，研究了AMI系统通信技术基于

3、制造报文规范的通信服务映射，并完成对AMI系统的信息对象到制造报文规范的映射，包括AMI系统的对象模型到制造报文规范的映射以及AMI系统的服务模型到制造报文规范的映射，而且根据标准进行了采样值的通信服务映射，然后用XML语言实现了对通信服务的具体描述，之后用一致性检测平台对通信服务进行了在线一致性的检测。最后研究了基于IEC61850标准的AMI系统嵌入式以太网通信技术，为智能电表和集中器的嵌入式以太网通信接口进行了设计，完成了嵌入式以太网通信接口的硬件和软件设计，并通过实现的一个简易AMI系统硬件平台结合配用电监控终端主站软件对智能电表中电

4、能数据的传输进行了实验验证。基于IEC61850标准的AMI系统通信技术的研究工作，对高级量测体系应用的进一步改进以及智能电网的建设具有非常重要的意义。关键词：IEC61850AMI信息建模通信服务映射嵌入式以太网第1章绪论1.1课题研究背景及意义当前经济快速发展、科技和信息化水平日益提高，但与之伴随的则是全球资源和环境问题的日益突出，为积极应对未来能源短缺危机，因此世界大部分国家都将智能电网的发展作为战略计划，毫无疑问，这会促进电力系统的变革以及科技的创新[1]。面对电网大力改革创新的机遇及其广阔的发展前景，通用电气、IBM以及英特尔等信息

5、产业巨头也开始投入智能电网相关业务。作为智能电网的四大技术支撑之一，高级量测体系是智能电网发展建设过程中一个非常重要的系统组成部分。高级量测体系（AdvancedMeteringInfrastructure，AMI）主要由五部分组成：计量主站数据管理系统、集中器、通信信道、智能电表以及用户户内网络。高级量测体系利用双向通信网络通过智能电表定期的获取电力用户的用电相关数据，同时电力部门通过高级量测体系向电力用户侧的智能电表发布实时的电网相关信息，如电价、账单、告警消息等，使电力用户能够及时了解到电网的运行状态。高级量测体系把采集的用户用电信息实

6、时地从智能电表传送到量测数据管理中心，然后通过特定的数据分析工具对电力用户的用电数据进行处理并加以存储，以便分析电力用户的消费特性、负荷分布状况等。通过高级量测体系的双向通信，从而实现了电力用户和电网公司之间的双向互动。可见高级量测体系是智能电表和电网公司之间通信的桥梁。此外，快速发展的通信技术，如电力线载波通信技术、无线公网、无线宽带专网以及光纤以太网等通信技术为高级量测体系的通信提供了很好的技术支持。由此可见，高级量测体系实现智能电网中的许多智能化功能，智能电网的全面建设离不开对AMI系统进行研究[2]。各国智能电网建设的积极开展使得在开

7、放性、可扩展性以及互操作性等方面具有独特优势的IEC61850标准成为智能电网发展建设过程中的重要执行规约[3]。随着通信技术的快速发展以及智能电网的发展需求，2010年陆续发布了第二版IEC61850电力通信标准，其应用得到了大范围的扩展，涉及到变电站之间、变电站与控制中心之间以及电能量测系统等电力系统的各个方面，从而使得智能电网的无缝通信架构的实现成为可能[4]，因此研究IEC61850标准对智能电网尤其是和亿万电力用户息息相关的高级量测体系的发展建设具有十分重要的意义。IEC61850标准第二版的系统信息对象建模采用的是面向对象的UML

8、统一建模语言，从而可以实现设备间的信息交互，实现智能电子设备之间通信协议和通信接口的一致性以及系统中设备间的信息共享。目前国内外对IEC61850标准的研究大多集中