基于iec+61850的数字化变电站过程层仿真设计论文

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1、山东大学硕士学位论文基于IEC61850的数字化变电站过程层仿真设计姓名：刘海客申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：梁军20090429山东大学硕士学位论文摘要变电站是输配电系统的重要环节，自从早期的RTU装置、高频继电保护装置等设备开始在变电站内应用，变电站就已经具有了数字化的特征，IEC61850标准的出台更是为数字化变电站的发展指明了方向。由于数字化变电站在建设、运行、维护和管理等方面独特的优势，使其成为近年业内关注的热点。在研制符合IEC61850的新型设备的过程中，为了检验装置的可靠

2、性、灵敏性，经常需要电力系统发生故障后的暂态电压、电流信号。因此，本文提出了利用Matlab实现符合IEC61850的过程层的仿真，利用过程层仿真数据测试新型设备成为一个灵活、方便、经济的实验方法。本文首先简要介绍了IEC61850的主要内容，详细分析了其核心的思想。针对线路保护和测量应用，分析了采样值传输模型的具体构建途径。在深入研究采样值传输模型的基础上，对其中的逻辑设各、逻辑节点进行了具体的建模，为采样值仿真的实现提供了良好的理论基础。合并单元作为电子互感器与间隔层设备的接口模块，主要功能是同步采集三相

3、电压电流输出的数字信息，汇总后按照一定的格式输出给二次保护控制设备。本文实现了基于S函数的合并单元数据处理模块的仿真，利用Matlab／Simulink模块完成了数字化变电站过程层的仿真设计。通过运行在额定状态、20％额定电流、5％额定电流、典型故障状态下系统数据与合并单元输出数据的对比，可以看出合并单元输出的仿真误差能够满足互感器误差限值要求，仿真数据准确、有效，能够为间隔层设备的测试提供有效的信号。数字化变电站过程层通信有强实时性的特点。TCP和UDP是TCP／IP模型传输层上的最主要协议，虽然UDP是面

4、向无连接的，但是它L卜,TCP具有更好的传输效率，满足IEC61850的“请求／无应答"的服务要求。本文实现了在传输层上采用面向无连接协议的socket编程方案，该方案也具有基于IEC61850-9-2标准通信的兼容性。由于某些特殊用途的过程层设备依然保持着模拟量输出接口，所以本文在实现过程层网络通讯的同时，还保留了模拟量输出接口，利用高速高性能模拟输出采集卡PXI一2502实现过程层的模拟量输出。为了验证模拟量输出的精度，利用高性能输入采集卡PXl-2501把模拟值重新采进pc机，通过与仿真数据对比，结果证

5、I山东大学硕士学位论文明模拟量输出精确、可靠。关键字：IEC61850，数字化变电站，合并单元，过程层仿真，S函数II山东大学硕士学位论文AbstractTransformersubstationisanimportantlinkofthepowertransmissionanddistributionsystem．SincetheapplicationofearlyRTUandhighfrequencyprotectiveequipments，thetransformersubstationhasbeenp

6、rovidedwithdigitalcharacteristics．Furthermore，thepublicationofIEC61850standardhaspointedoutthedirectionforthedevelopmentofdigitaltransformersubstation．Inrecentyears，thedigitaltransformersubstationhasbecomeahotspotoftheindustryforitsuniqueadvantagesinconstru

7、ction，operation，maintenance，managementandotheraspects．DuringthedevelopmentprocessofIEC61850basedequipments，thetransientvoltageandcurrentsignalshavetobedetectedinordertocheckthereliabilityandsensitivityoftheequipment．Therefore，thepresentthesisproposestoutili

8、zeMatlabtorealizethesimulationofprocesslevelequipmentinaccordancewiththeIEC61850standard，andsimulationdataisusedasaflexible，convenientandeconomicalexperimentaltooltotestthebayLevelequipment．Thisthesisf