智能变电站监控后台模拟器的设计与实现

摘要

当前，随着智能变电站的深入发展，智能辅助控制系统作为保障变电站正常生产、运行、控制、管理的重要基础，其重要性愈显突出，尽管国网公司也对智能辅助控制系统制定了相应的规范，但该系统在设计、生产、使用中依然存在诸多问题，如目前制定的相关规范太过粗泛、厂家对协议理解有偏差等，对系统的兼容性和设备的互操作性产生了不利影响。
　　针对以上问题，论文提出了对智能辅助控制系统进行测试的检测平台，并重点对检测平台的变电站监控后台模拟器部分进行了研究。论文深入分析了IEC60870-5-104协议的体系结构、数据帧及安全传输控制机制等结构特点和IEC61850协议定义的抽象通信服务接口、逻辑节点建模、服务层映射等技术后，着重对基于IEC60870-5-104和IEC61850两种协议的变电站监控后台模拟器进行了设计实现，并对设计实现的两种模拟器进行了测试分析。
　　论文主要内容为：1、根据变电站监控后台模拟器的功能需求，对模拟器的功能进行了分析，并在功能分解的基础上构建了变电站监控后台模拟器的功能模块，并绘制了总体设计图。2、研究分析了IEC60870-5-104协议的体系结构、数据帧及安全传输控制机制等结构、技术特点，对IEC60870-5-104协议从报文解析、报文发送和报文传输控制三个模块进行了设计实现。3、研究了TCP套接字通信，并从客户端、服务器两个方面对模拟器进行了通信实现；同时，使用QT平台对模拟器的人机界面进行了设计实现，其界面包括SCADA系统模拟界面和状态监视窗口界面。4、研究了IEC61850抽象通信服务接口ACSI,分析了信息模型的基本构成，总结了信息模型构建原则与方法，对模拟器的数据模型和信息交互模型进行了实例化；并研究了IEC61850协议与MMS的对象、服务映射关系。5、利用lib iec61850开源库，对基于IEC61850协议的模拟器从设备操作模拟和辅助监控两个功能模块进行了实现。6、对设计实现的系统进行了应用测试和结果分析，证明了系统的有效性。
　　总体来说，论文研究实现了基于IEC60870-5-104协议和IEC61850协议的监控后台模拟器，且功能、性能基本达到了要求。

目录

声明

第一章 绪 论

1. 1 研究背景与意义

1. 2 国内外研究现状

1. 3 本论文的主要研究工作

1. 4 本论文的结构布局

第二章 实现监控后台模拟器的关键技术

2.1 IEC60870-5-104协议

2.2 IEC 61850协议

2.3 Qt平台技术

2.4 本章小结

第三章 基于IEC60870-5-104协议的监控后台模拟器的设计

3. 1 模拟器功能分析及总体设计

3. 2 IEC60870-5-104规约的通信过程

3. 3软件实现

3. 4 软件测试

3. 5 本章小结

第四章 基于IEC61850协议的监控后台模拟器的设计

4.1 IED的信息模型建模

4.2 IEC61850协议与MMS的映射研究

4. 3 模拟器的软件实现

4. 4 软件测试

4. 5 本章小结

第五章 总结与展望

5. 1 总结

5. 2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果