变电站交直流电源在线监测系统设计

摘要

随着电力电子技术的发展及电力用户需求的增长，智能电网成为当前电网发展的方向，世界各国包括我国在内都在大力发展智能电网。随着智能电网的发展，电力供应的安全性和可靠性逐渐成为电力需求和科学研究的主要方面之一，智能变电站作为智能电网的基础组成部分，是智能电网的重要基础和支撑。站用电源系统是站内通信电源、保护及自动化装置电源、操作控制电源的提供者，是保障智能变电站设备正常运行的前提，是保障变电站安全、可靠运行的重要环节。因此，对变电站交直流电源进行实时监测，确保站用电源稳定供电，是保证变电站安全可靠运行的坚实基础。
　　为实现对变电站交直流电源系统的在线监测，本文以变送器隔离采集数据技术、IEC61850通信标准为基础，结合智能变电站一体化电源发展的实际特点设计了一套变电站站用电源在线监测系统，该监测系统可适用于智能变电站。
　　本文详细介绍了智能变电站交直流一体化电源的发展现状及其结构和功能，同时阐述了在线监测系统各监测单元的主要组成及设计理念，并根据一体化电源在线监测相关需求对在线监测系统整体方案进行设计，方案包括过程层电源监测终端、监测子IED及间隔层主IED。
　　电源监测终端实现被监测电源关键点的电压电流等相关信息的采集与传输，由MSP430f1232、RS485、CC2530Zigbee通讯模块及隔离变送器组成，完成对电源系统相关参数的实时监测和采集上传。子IED实现对数据的分类汇总及处理，对超限数据进行报警以及数据上传等功能，由 S3C2440A处理器与 TMS320F28335数字信号处理器、Zigbee模块、RS485及以太网通信接口电路构成。主IED实现全站电源监测数据的汇集及上传等功能，其结构与子IED类似，选择S3C2440A处理器为主控制器，同时扩展了Flash与RAM存储器，满足汇集全站数据的要求。
　　此外，本文根据IEC61850通讯标准对变电站交直流电源系统进行功能分解，根据一体化电源的建模需求，将一体化电源分解成交流单元、直流单元、逆变单元、整流电源及蓄电池单元，同时对每个单元进行信息建模，并对其通信进行调试验证，完善整个系统，以适应智能变电站一体化电源系统监测的发展要求。

目录

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 站用交直流电源系统概述

1.3 交直流电源在线监测系统研究现状

1.4 论文主要内容

1.5 本章小结

第二章 变电站交直流电源在线监测系统总体方案设计

2.1 站用电源在线监测系统的功能要求

2.2 在线监测系统整体结构及其功能

第三章 变电站交直流电源在线监测系统软硬件设计

3.1 过程层电源监测终端设计

3.2 过程层监测子IED设计

3.3 间隔层监测主IED设计

3.4 本章小结

第四章 交直流电源在线监测系统通信模型建立

4.1 IEC61850通信标准介绍

4.2 基于IEC61850标准的站用电源监测系统通信模型的建立

第五章 在线监测系统通信服务及测试

5.1 GOOSE通信

5.2 MMS通信

5.3本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

附录