智能变电站计量系统设计

发布时间：2017-07-04 17:24

  本文关键词：智能变电站计量系统设计

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【摘要】：智能电网是国家在电力系统建设中的重要战略部署，而变电站的智能化建设是实现智能电网的重要环节之一。目前，在变电站通信标准IEC61850的规范下，传统的变电站电能计量装置已远远不能满足现在智能化变电站的要求。因此，设计一种新型的计量装置就成为了智能变电站发展的需要。 本论文在研究IEC61850标准核心技术和智能变电站结构的基础上，提出了智能变电站计量系统的组网方案，并依据IEC61850标准对计量装置进行了信息模型的建立和过程层总线网络的采样值通信服务映射分析。 在上述理论研究的基础上，该计量系统采用DSP+ARM的双处理器结构，DSP主要用于数据解析和处理，ARM主要用于数据通信和系统功能控制，并依据工作流程，逐步完成了以太网接口电路设计、DSP数据处理设计以及ARM控制功能设计。系统硬件以TMS320VC5409+LPC2468为核心，外围电路主要由电源模块、实时时钟模块、以太网通信模块、存储模块、液晶显示模块和脉冲输出模块组成。系统软件以C语言为基础，，设计了电参数的计量算法以及各功能模块程序，其中采用FIR数字滤波器实现有功功率的计算，采用Hilbert变换实现无功功率的计算，另外在LPC2468芯片上嵌入μC/OS-II操作系统，实现了计量系统的多任务处理。 在本文最后，对本计量系统进行了以太网通信测试、功率精度测试、液晶显示功能测试以及DL/T645-2007通信规约测试。测试结果表明，该计量系统以太网通信正常并且能够准确的接收IEC61850-9-2LE规约数据；有功功率测量值相对误差在0.1%范围内；系统所设计的DL/T645-2007通信规约合理，并能够正确的接收和发送相应的命令和数据。
【关键词】：智能电网 计量系统 IEC61850 DSP ARM
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 课题研究的背景和意义10
• 1.2 课题研究状况10-12
• 1.2.1 智能变电站发展概况10-11
• 1.2.2 电能计量系统研究现状11-12
• 1.3 本论文的主要内容及结构安排12-13
• 第2章 计量系统对象模型与通信服务映射分析13-21
• 2.1 IEC 61850 标准体系分析13-15
• 2.1.1 IEC 61850 标准的概述13
• 2.1.2 IEC 61850 标准的关键技术13-15
• 2.2 计量系统配置方案15-16
• 2.3 基于 IEC 61850 电能计量系统的建模16-19
• 2.3.1 电能计量系统的信息模型16-18
• 2.3.2 电能计量系统逻辑节点的数据模型18-19
• 2.4 过程层总线网络的采样值通信服务映射分析19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 计量系统的硬件设计21-30
• 3.1 系统硬件设计方案21
• 3.2 以太网接口电路设计21-22
• 3.3 DSP 核心电路设计22-24
• 3.4 系统控制电路设计24-28
• 3.4.1 LPC2468 核心电路模块24-25
• 3.4.2 实时时钟模块25-26
• 3.4.3 存储器模块26-27
• 3.4.4 液晶显示模块27
• 3.4.5 RS485 通信模块27-28
• 3.5 系统抗干扰性设计28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 计量系统的软件设计30-42
• 4.1 SV 采样值 IEC 61850-9-2LE 通信协议30-33
• 4.2 基于 DSP 的计量算法软件设计33-36
• 4.2.1 电能参量计算主程序34-35
• 4.2.2 功率计算子程序35
• 4.2.3 电能计算子程序35-36
• 4.3 系统控制模块软件设计36-41
• 4.3.1 控制主程序设计36-37
• 4.3.2 通信模块子程序设计37-39
• 4.3.3 LCD 显示子程序设计39-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 计量系统测试42-48
• 5.1 以太网通信测试42-44
• 5.1.1 测试方法介绍42
• 5.1.2 以太网通信数据帧验证42-44
• 5.2 功率计量精度测试44
• 5.3 液晶显示功能测试44-45
• 5.4 645 通信规约测试45-47
• 5.5 本章小结47-48
• 第6章 总结与展望48-50
• 6.1 本文研究内容与成果48
• 6.2 本文需改进之处48-50
• 参考文献50-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：518681