智能变电站SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的研究

发布时间：2017-10-04 09:01

  本文关键词：智能变电站SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的研究

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【摘要】：智能变电站作为智能电网变电环节的载体,对智能电网的正常运行有重要作用,是未来变电站发展的必然趋势。IEC 61850作为变电站通信网络和系统的国际标准,为智能变电站不同厂家的设备之间实现互操作提供了理论支撑。SV报文和GOOSE报文是智能变电站中的两种重要报文,其实时传输对智能变电站的安全运行至关重要。本文构建SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的信息模型,确定其信息交换机制,设计SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置,研究智能变电站间隔内报文端到端传输时间的影响因素。首先,为了对智能电子设备及其通信系统的一致性以及互操作进行测试,本文设计了SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置。研究IEC 61850规定的建模方法、抽象通信服务接口和特定通信服务映射,建立SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的逻辑节点模型、逻辑设备模型和服务器模型,分析SV报文和GOOSE报文对应的服务映射到以太网数据链路层的过程,确定了将SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的功能映射到报文应用协议数据单元的方法,构建其信息模型,并确定其信息交换机制。其次,分析不同情况下报文传输时间的构成,给出报文传输时间的计算方法;以某220k V实际智能变电站的两个间隔为原型,在OPNET软件上构建其网络模型,通过仿真研究报文长度、报文发送频率、链路通信速率及节点数对单间隔内报文端到端传输时间的影响。然后,确定SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的基本功能,设计SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的结构。以微控制器STM32F407ZGT6和以太网控制器DM9000AEP为核心,设计装置的硬件电路,完成硬件平台的设计与测试。最后,根据建立的信息模型与确定的信息交换机制,在MDK5环境中编写SV网络通信程序和GOOSE网络通信程序;使用专用的IEC 61850报文捕捉软件Wire Shark捕捉SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置发送的SV报文和GOOSE报文,完成了SV报文传输和GOOSE报文传输的通信一致性测试。
【关键词】：智能变电站 SV报文 GOOSE报文 传输时间 一致性测试
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM76;TM63
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 智能变电站国内外研究现状10-14
• 1.2.1 过程层装置与间隔层装置国内外研究现状10-12
• 1.2.2 过程层网络实时性国内外研究现状12-13
• 1.2.3 通信网络测试设备国内外研究现状13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-15
• 第2章 报文模拟生成和检测装置的信息模型建立与信息交换机制确定15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 报文模拟生成和检测装置的信息模型建立15-20
• 2.2.1 智能变电站通信系统的结构15-16
• 2.2.2 报文模拟生成和检测装置的信息模型16-20
• 2.3 确定报文模拟生成和检测装置的信息交换机制20-26
• 2.3.1 SV和GOOSE报文的传输模型20-22
• 2.3.2 报文模拟生成和检测装置的特定通信服务映射22-26
• 2.3.3 数据传送规则26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 智能变电站报文传输时间分析27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 报文传输时间理论分析27-31
• 3.3 报文传输时间OPNET仿真31-41
• 3.3.1 OPNET网络仿真过程31-32
• 3.3.2 双节点报文传输时间仿真分析32-35
• 3.3.3 多节点报文传输时间仿真分析35-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 报文模拟生成和检测装置的硬件设计43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 报文模拟生成和检测装置的硬件总体设计43-45
• 4.2.1 报文模拟生成和检测装置的功能确定43-44
• 4.2.2 报文模拟生成和检测装置的硬件结构44-45
• 4.3 核心控制模块电路设计45-46
• 4.4 信号采集模块电路设计46-48
• 4.5 通信模块电路设计48-50
• 4.6 人机接口模块设计50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 报文模拟生成和检测装置的软件设计与测试51-66
• 5.1 引言51
• 5.2 报文模拟生成和检测装置软件总体设计51-53
• 5.3 数据采集模块软件设计53-54
• 5.4 数据处理模块软件设计54-56
• 5.5 SV报文传输模块软件设计56-59
• 5.6 GOOSE报文传输模块软件设计59-61
• 5.7 一致性测试61-65
• 5.7.1 测试环境61
• 5.7.2 SV报文传输模块通信功能测试61-62
• 5.7.3 GOOSE报文传输模块通信功能测试62-65
• 5.8 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及获得成果72-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：969757