电厂电气自动化监控系统拓扑分析子系统的设计与实现

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1、工程硕士学位论文电厂电气自动化监控系统拓扑分析子系统的设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTOPOLOGYANALYSISSUBSYSTEMOFELECTRICCONTROLSYSTEM霍宇霆哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP311学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文电厂电气自动化监控系统拓扑分析子系统的设计与实现硕士研究生：霍宇霆导师：吴翔虎教授副导师：金舒正高级工程师申请学位：工程硕士学科：软件工程所在单位：软件学院答辩日期：

2、2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP311U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHETOPOLOGYANALYSISSUBSYSTEMOFELECTRICCONTROLSYSTEMCandidate：HuoYuTingSupervisor：ProfessorWuXiangHuAssociateSupervisor：JinShuSeniorEn

3、gineerAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SoftwareEngineeringAffiliation：SchoolofSoftwareDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要电网及电站配电日趋复杂，一种具有高性能的实时拓扑分析系统已经成为必要。目前，一个大型电厂中，单机组

4、DCS（DistributedControlSystem）容量已经达到20000个测点。配网部分，典型的NCS系统包含约5000个测点，厂用电ECS部分达到10000个测点。作为DCS的软件控制部分，电厂电气自动化监控系统(SCADA)，在测点数量增加时，仍需保证实时控制能力。在电气网络日趋复杂的背景下，传统的电气网络拓扑计算方法已经很难适应需求。与此同时，随着计算机处理能力的提高，内存的消耗问题已经不再显得那么重要。随着DCS系统中服务器性能的提升以及DPU的日益强大，实时性和安全性成为了拓扑分析系统

5、最重要的衡量标准。本文对SCADA中的拓扑分析子系统的设计与实现做了详尽的阐述。首先，对用户的需求进行需求分析。按照功能性需求及非功能性需求进行了划分。然后，按照功能的不同将系统主要划分为3个模块：拓扑计算、监控、拓扑着色模块。非功能性需求则主要体现在拓扑计算的效率及系统的稳定性上。接下来在本系统的详细设计与实现部分阐述了拓扑计算、监控模块、拓扑着色部分的设计细节与实现细节。在拓扑计算部分，本文先是结合了现有拓扑计算的方法，提出了一种实时性更高的拓扑计算方法并详细的阐述了该方法的具体思想并给出算法实例。

6、然后针对该方法提出了软件部分的设计与实现细节。本文最后对该系统进行了测试。在功能性测试上，分别对拓扑计算、监控、拓扑着色模块进行了单元测试和集成测试。然后是该子系统的系统测试及验收测试。在非功能性测试上，测试了拓扑计算模块的效率。关键词：SCADA系统；拓扑计算；进程监控；组态绘图I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAstheelectricsystemofpowerstationandgridisbecomingmoreandmorecomplex,itseemsthatatopology

7、systemwithhigherperformanceisneeded.Now,inalargepowerplant,therearemorethan2000pointsneedtobesupervisedinasingleDCSunit.Onthegridside,atypicalNCSsystemincludesmorethan5thousandpointsandECSishigherthan10000level.Withthemorecomplextheelectricsystemis,itsee

8、msthetraditionaltopologymethod,multiplication-matrixandBFSmethodsareveryhardtoadapttosomanypoints.Atthesametime,thehardwareiskeepgoingaheadsignificantly.Asaresult,theRAMproblemisnotquitvital.Theefficiencyandrobustnessarebe