基于IEC61850的IED设计与实践

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1、硕士学位论文基于IEC61850的lED设计与实践DesignandPracticeoflEDBasedonIEC61850学号：21013024完成日期：圣Q!兰生垒旦2Q目大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明

2、并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学硕士学位论文摘要随着通信、计算机和传感器等技术的迅猛发展，为电网的智能化发展带来了契机，智能电网的建设已被国家列入重点发展目标。智能化变电站作为智能电网的重要节点，其内部的众多关键技术已经成为世界各国开发的热点。为了统一变电站自动化通信系统，使系统的互操作性更高，扩展性更强，国际电工技术委员会发布了IEC61850标准。变电站中的智能真空断路器和电子式互感器根据IEC61850标准进行建模，信息报文按照标准规定进行收发，通过以太网与控制终端通信。随着电网电压等

3、级的提高，容量的扩充，传统的电流／电压互感器的技术指标已经无法达到新一轮标准的要求，与此同时，断路器也存在着通信能力不足的问题。因此对这些一次设备的智能化改造迫在眉睫。电子式互感器分别使用了罗氏线圈、LPCT(LowPowerCurrentTransformer)币E1分压电容等设备对故障信号和正常工作信号进行采集，数据通过采集系统发送到低压侧的合并单元。智能真空断路器在原有基础上添加了分合闸计数器、温度传感器和气体压力传感器等多种检测传感器，实现了多项参数的实时获取，数据发送到后端智能控制单元。本文首先介绍了智能化变电站中电子式互感器和智能化断路

4、器的特点和发展情况。然后对IEC61850标准进行了深入研究，针对标准中的信息建模、抽象服务和具体映射三个核心部分加以深入研究。根据IEC61850标准内容，结合智能变电站设计要求，使用SCL(SubstationConfigurationLanguage)语言对设备建立IED(IntelligentElectronicDevice)模型，生成可视化配置文件。使用ASN．1(AbstractSyntaxNotationdotone)编码将IED模型中智能真空断路器GOOSE(GenericojectOrientedSubstationEvent)报

5、文和电子式互感器SMV(SampledMeasuredValue)报文编码成帧格式。数据帧被合并单元通过以太网发送给客户端，然后被抓包软件获取，解析并显示。信息被配置到已经建立的模型中去。合并单元与采集系统的硬件设计都使用了FPGA(Field-programmableGateArray)作为主控芯片，软件设计在QuartuslI环境下实现对FPGA及外部电路的控制。合并单元和采集系统的测试内容和结果证实了本设计方案能够达到国家标准。关键词：IEC61850；IED模型；报文编码；合并单元；采集系统本论文得到教育部新世纪优秀人才支持计划(项目编号N

6、CET．10．02820)，大连市科技技术基金项目(项目编号2010J21DW002)，国家“十一五"科技支撑计划(项目编号2009BAAl9803、2009BAAl9805)和国家自然科学基金项目(51277020)的资助。基于IEC61850的IED设计与实践DesignandPracticeoflEDBasedonIEC61850AbstractWiththerapiddevelopmentofcommunication，compmerandsensor，newtechnologybroughtopportunitytothedevelopm

7、entofthesmartgridwhichhasbeenincludedinthenationalkeydevelopmenttargets．Intelligentsubstationasanimportantnodeofthesmartgridhasbecomeahotspotofthedevelopmentallovertheworld．Inordertounifysubstationautomationcommunicationsystemandmakethesystemmoreinteroperabilityandpossesspower

8、fulextensionfunctions．theIntemationalElectrotechnicalCommissi