智能变电站二次系统报文的研究与分析

发布时间：2017-04-27 07:07

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【摘要】：智能变电站是智能电网发展的重要环节。智能变电站中的互感器是连接一次系统与二次系统的重要设备。电子式互感器感应的电气量需要经过模数转换与数字处理环节,再输入到合并单元,最后由保护、测控装置接收数据,由于在这一过程中系统需要经过合并单元前后的采样数据以及各合并单元之间的数据保持同步,于是出现了数据同步的问题。本文采用插值方法实现电子式互感器的数据同步,在对Lagrange一次和二次插值算法、三次Hermite插值算法进行理论误差分析的基础上,提出了改进的三次Hermite插值算法,仿真结果表明该算法能明显提高计算精度,且在高次谐波下的误差也较小,能有效解决数据同步问题。针对数字化电能计量系统在传输采样值的过程中容易出现通信异常,会造成采样值报文丢失的问题,本文提出了一种基于改进的三次Hermite插值的估计算法,分析了在不同的丢包场景下,多个插值算法的估计误差,仿真结果表明该估计算法具有较小的误差,可应用于采样值报文丢包估计中。智能变电站中传输的SV(Sampled Value,SV)报文和GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event,GOOSE)报文是智能设备信息交互和共享的主要载体,对智能变电站保护、测量与控制环节起到至关重要的作用。SV报文的密度和流量很大,对实时记录和存储报文的设备提出了较高的要求。为了选择一种适合于SV报文压缩的算法,本文分析了多个压缩算法的效果,选择了Deflate算法,并根据SV报文的特点,测试了在不同编码窗口时的压缩效果。仿真结果表明,采用该压缩算法可优化智能变电站报文的通信时间和存储空间。
【关键词】：数据同步 采样值丢包 改进的三次Hermite插值 报文压缩 Deflate算法
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM63;TM76
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 IEC61850标准的研究现状9-12
• 1.2.2 采样值报文同步算法研究现状12-13
• 1.2.3 采样值报文估计算法研究现状13-14
• 1.2.4 报文无损压缩算法研究现状14
• 1.3 论文的主要内容14-16
• 2 基于电子式互感器的采样值同步算法研究16-34
• 2.1 插值法同步原理及常用插值方法17-20
• 2.1.1 插值同步原理17-18
• 2.1.2 基于Lagrange一次插值法的数据同步原理18
• 2.1.3 基于Lagrange二次插值法的数据同步原理18-19
• 2.1.4 三次Hermite插值法的数据同步原理19-20
• 2.2 插值算法的误差分析20-23
• 2.2.1 Lagrange一次插值误差分析20-21
• 2.2.2 Lagrange二次插值误差分析21
• 2.2.3 三次Hermite插值误差分析21-23
• 2.3 基于三次Hermite插值法的改进23-24
• 2.4 数值仿真与分析24-32
• 2.4.1 最大插值误差24-26
• 2.4.2 幅值、相位误差26
• 2.4.3 稳态幅值、相位误差26-28
• 2.4.4 暂态各次谐波幅值、相位误差28-32
• 2.5 本章小结32-34
• 3 基于采样值丢包的估计算法研究34-53
• 3.1 基于Lagrange一次插值法的SV估计34-40
• 3.1.1 基于SV丢包估计的Lagrange一次插值法原理34-35
• 3.1.2 基本场景的设置及估计算法的实现流程35-36
• 3.1.3 连续丢包场景的估算方法36-39
• 3.1.4 非连续丢包场景的估算方法39-40
• 3.2 基于Lagrange二次插值法的SV估计40-45
• 3.2.1 基于SV丢包估计的Lagrange二次插值法原理40
• 3.2.2 基本场景的设置及估计算法的实现流程40-42
• 3.2.3 连续丢包场景的估算方法42-44
• 3.2.4 非连续丢包场景的估算方法44-45
• 3.3 基于SV丢包估计的三次Hermite插值改进方法45-51
• 3.3.1 基于SV丢包估计的三次Hermite插值改进方法45-47
• 3.3.2 基本场景的设置及改进算法的实现流程47-48
• 3.3.3 连续丢包场景的估算方法48-50
• 3.3.4 非连续丢包场景的估算方法50-51
• 3.4 仿真与结果分析51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 4 报文无损压缩技术的研究与分析53-71
• 4.1 常用的几种无损压缩算法及原理介绍53-63
• 4.1.1 统计编码54-58
• 4.1.2 字典编码58-61
• 4.1.3 Deflate算法61-63
• 4.2 压缩效果的评价指标63
• 4.2.1 压缩比63
• 4.2.2 压缩与解压缩时间63
• 4.3 Deflate典型压缩算法的仿真与对比分析63-67
• 4.4 对Deflate算法的性能测试67-70
• 4.5 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果76-77
• 致谢77-78

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本文编号：330133