智能变电站过程层跨平台仿真系统研究

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1、分类号学号M201171349学校代码10487密级硕士学位论文智能变电站过程层跨平台仿真系统研究学位申请人：梁彦杰学科专业：电气工程指导教师：陈卫副教授答辩日期：2013年5月31日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonCross-platformSimulationBasedonProcessLevelofIntelligentSubstationCandidat

2、e:YanjieLiangMajor:ElectricalengineeringSupervisor:Asso.Prof.WeiChenHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJune,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完

3、全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于 不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘

4、要随着智能变电站技术的不断完善，智能变电站的应用也将越来越广泛。基于IEC61850协议的变电站三层模型使得智能变电站模型结构更清晰，建模更简单。对于变电站过程层与间隔层之间传递的重要信息，过程层网络的传输性能极大地影响着变电站继电保护的可靠性和电力系统的稳定性，而目前研究过程层网络缺乏有效的手段。因此本文设计了基于PSCAD/EMTDC和OPNET的跨平台仿真系统，可以针对智能变电站提供有力的工具，能够对其过程层和间隔层进行分析和研究。文章首先提出了跨平台仿真系统的结构，简述了仿真系统的组成和仿真原理，详细说明了仿真

5、系统的各个部分的设计思路和工作流程。跨平台仿真系统由三大模块组成，即PSCAD/EMTDC电力系统一次仿真、OPNET二次系统网络仿真和仿真协调控制程序。各模块之间通过基于套接字的TCP/IP协议栈相互通讯与控制。PSCAD/EMTDC模块主要用于搭建电力系统一次模型，对电力系统电气量等数据进行仿真；OPNET主要用于搭建通信网络模型，进行通信网络行为的仿真；仿真协调控制程序用于实现两个软件的同步仿真。其次本文研究了仿真系统协同仿真的关键技术，在各仿真软件中实现了基于套接字的数据接口。研究了PSCAD/EMTDC电力系

6、统仿真软件，说明了其自定义模块的使用方式，研究了自定义模块调用C语言程序的关键技术。研究了OPNET通信系统仿真软件的特点，说明了OPNET仿真进程事件驱动的原理，并与PSCAD/EMTDC的时间离散驱动方式进行了对比。研究了OPNET与外部其他软件协同仿真的仿真接口，设计了仿真接口调用C语言代码的程序。研究了网络通信中的关键部分，套接字的模型和设计思路，使用WinSockAPI创建套接字并实现各软件之间的通讯。最后对基于IEC61850协议智能变电站过程层通信模式进行了详细的分析，并通过典型实例验证了仿真系统的准确性

7、。分析了直采直跳、直采网跳和网采网跳三种智能变电站过程层网络接线模式，对三种模式的特点以及接线方式进行了说明。研究了网络的多种拓扑结构的性能及特点，分析了各拓扑结构的优劣。对智能变电站过程层的各种数据报文进行了建模，并对其统计流量进行了分析。在网络拓扑结构和流量分析建模的基础上研究了智能变电站过程层网络的延时特点，说明了交换网络中数据包I华中科技大学硕士学位论文延时的构成以及交换行为，根据M/M/1队列特点，求解网络平均延时和最大设备数。应用跨平台仿真系统进行了一个典型模型的仿真，验证了联合仿真系统仿真的可靠性和准确性

8、。该跨平台仿真系统可应用于智能变电站全站仿真。关键词：智能变电站OPNET跨平台仿真IEC61850套接字II华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeimprovementofintelligentsubstationtechnology,theapplicationofintelligentsubstationwi