继电保护装置通用软件平台设计

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1、南京理工大学硕士学位论文继电保护装置通用软件平台设计姓名：李志坚申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：王宝华;吴崇昊20100401工程硕士学位论文继电保护装置通用软件平台设计摘要当前保护装置产品繁多，按照功能分为线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护、电动机保护等各种保护，按照电压等级又分为高压、超高压和特高压保护，功能和性能要求有相当大的差异。由于需求的多样性和高实时性、高可靠性的要求，继电保护软件通常是针对专用硬件平台开发的专用软件产品。甚至同一厂家的不同系列继电保护装置产品的软件框架和结构都存在不一

2、致的现象。硬件与软件绑定的开发模式，使得开发周期长、软件可靠性低、维护成本高，软件可重用性和可移植性差。电力自动化技术正处在向数字化变电站发展的技术变革之中，目前国内外多数厂商的保护装置内部信息模型仍采用面向过程模型，因此需要过渡为符合IEC61850标准的面向对象模型。而纷杂的专用软件设计需要重复进行建模工作，开发测试困难，需要投入巨大的人力成本。面向对象的通用软件平台设计是继电保护装置适应数字化变电站技术发展的有效手段。本论文研究将平台无关、调用透明、面向对象的设计思想和基于中间层的软件架构用于强实时的继电保护

3、软件系统。对传统继电保护软件中间层的信息体进行面向对象规范建模和模块化设计，实现继电保护的中间层基础软件通用功能。中间层模块实现与硬件无关、软件平台无关，实现软件完全可移植。论文工作包括以下几方面：从继电保护功能出发，分析线路保护和元件保护的特点，对继电保护软件进行抽象分层处理，采用三层架构：驱动层、中间层、应用层。驱动层是硬件、操作系统相关层，包括设备驱动和操作系统驱动，应用层是高级功能，与保护功能相关，中间层是所有保护功能抽象的公共部分，应用层和中间层均与设备驱动和操作系统驱动无关。从继电保护通用原则出发，分析

4、了继电保护通用功能特点，对中间层的通用功能进行抽象、建模和软件开发设计；规范中间层与上层应用和下层操作系统的接口，定义统一调用接口；建立上层各种高级应用之间的信息交换机制和标准接口；研究继电保护装置通用软件平台的高实时性和可靠性软件保障技术；研究继电保护装置通用软件平台的可移植性软件保障技术。从继电保护发展方向出发，分析了数字化变电站发展的技术潮流，针对数字化保护和IEC61850标准的特点，提出了一种也适应于数字化保护且功能通用的中间层数字化模型和接口。本论文的研究成果包括完成了对继电保护应用元件对象的抽象和建模

5、；规范了继电保护驱动层和中间层的接口；数据源驱动的使用解决了数字化保护网络延摘要工程硕士学位论文时的问题；程序代码已经在国电南瑞科技股份有限公司的MGTl00系列的发电机变压器数字式保护装置上实现，已应用于多个现场，最长运行时间超过一年，运行状况良好。本论文的意义在于数据源驱动的设计为智能电网的数字化保护装置开发提供了可靠的软件平台，分层的软件架构和规范接口使得软硬件平台设计解耦，软件不依赖于硬件，完全可移植，保证了软件的健壮性且缩短了开发周期。关键词：继电保护通用软件平台驱动层中间层应用层数据源驱动实时性建模IE

6、C61850Ⅱ工程硕士学位论文一整皇堡茎茎垦望旦墼堡兰鱼堡生——————————————————_—————_————————————-—————————————————一一ABSTRACTTherearemanyvarietiesofrelayprotectiondeviceproductsCurrently,thatlSclassified豳lineprotection,generatorprotection,transformerprotection,busprotection．motorprotection

7、byfunction,thatisclassifiedaShighvoltageprotection,superhighvoltageprotection,ultrahighvoltageprotectionbyvoltagelevel，beinggreatdifferenceinfunctionandperformance．Becauseofdiversifieddemandandhighrealtime，specialsoftwareplatformofrelayprotectiondeviceisdevelo

8、pedaccordingtospecialhadwareplatformusually,leadtosoftwareframeworkbeingdifferentindifferentseriesprotection,thedevelopmentmodeofsoftwarebindinghadwaremustrequirelongdevelopmentp丽o