电能质量监测与IEC61850通信规约研究

摘要

电能质量监测系统是对电力系统被测点进行统一监控、综合分析的系统，其理论与实现是当今国际上的一个研究热点。电能质量监测系统建立在通信网络之上，通信网络及规约的选用对电能质量监测系统的兼容性、稳定性至关重要。IEC61850是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，已经得到大量使用。基于IEC61850实现电能质量监测系统是一种趋势。针对电力系统中仍然运行着大量非 IEC61850规约电能质量监测装置的状况，本文研究了非 IEC61850规约向IEC61850规约映射所涉及的问题。
　　论文首先研究了 IEC61850的体系结构、信息模型和数据交换模式；分析了MODBUS协议的数据帧格式、通信过程等问题；建立了二者信息和功能模型映射的一般规则。接下来，对电能质量监测系统进行需求分析，结合 MODBUS和IEC61850协议，分别对电能质量监测系统进行建模，并建立了模型映射方案。第三，运用C＃编程语言，编写MODBUS通信类型文件，IEC61850信息类型文件和数据库操作类型文件，并基于所编写的类型文件实现了基于 TCP/IP的 MODBUS协议与 IEC61850规约的映射。一方面，把按 MODBUS协议采集的数据依据IEC61850信息模型进行存储；另一方面，把客户机的 IEC61850命令转换成MODBUS协议命令形式，完成对监测点的监视与控制。最后，结合电能质量监测系统的需求，建立 MDI多界面系统，实现对电能质量监测点的指标数据显示和用户操作等功能。
　　论文所研究的电能质量监测系统能够依据IEC61850所规定的模式读取和写入数据。提出了一种运用中间过程（本文的 PC机）实现 MODBUS协议与IEC61850规约的映射方案，并能够正确地完成映射。给出了 IEC61850的标准接口形式，能够随着研究的深入，对软件进一步完善，使其能够实现IEC61850逻辑节点的所有属性，并根据需要引入编码、解码器，完成与IEC61850系统的融合。

目录

声明

１ 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作与结构安排

1.4 本章小结

2 电力通信规约简介与规约转换原理

2.1 MODBUS规约

2.2 IEC61850通信规约

2.3 协议映射原理分析

2.4 本章小结

3 电能质量监测系统模型分析

3.1 电能质量监测装置需求分析

3.2 MODBUS在电能质量监测系统中的应用

3.3 基于IEC61850的电能质量监测装置建模分析

3.4 MODBUS和IEC61850规约互操作机理

3.5 本章小结

4 基于.NET平台的基本类型构建

4.1 监控软件结构

4.2 MODBUS通信类型文件

4.3 IEC61850类型建立

4.4 数据库操作类型建立

4.5 本章小结

5 监测系统实现

5.1 IEC61850信息模型构建

5.2 模型映射和实现

5.3 软件界面

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 工作展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的论文