基于嵌入式系统的电力光纤数字信号分析仪GOOSE模块的设计与研究

摘要

伴随着科学技术的进步，特别是计算机和通信技术的发展，实现产业自动化和信息化已经成为了行业发展的必然趋势。变电站技术也不例外，得益于最近几年国家对电网智能化改造的投入，大量的变电站采用了基于IEC61850标准（变电站自动化系统中基于通用网络通信平台的唯一标准）的自动化技术，变电站的数字化、自动化和标准化也渐渐的完善起来。基于IEC61850标准规范的数字变电站大大降低了变电站建设和维护的成本，并在很大程度上提高了变电站输配电和调度的可靠性。因此开发基于数字变电站通信标准的测试设备，特别是便携式设备有重要意义。
　　本课题是基于嵌入式技术的光纤电力数字信号分析仪的一部分，分析仪主要根据变电站网络中的数字报文对变电站系统进行监控，使得在变电站建设过程或者维护的时候对工作人员提供帮助。
　　本文首先论述了智能变电站的发展现状，电力数字信号分析仪的当前发展状态和前景，同时对IEC61850标准和嵌入式系统的应用进行了简单的介绍。
　　其次对项目中应用的IEC GOOSE协议进行了深入的分析，详细阐述了GOOSE协议在变电站中的应用以及报文中各个参数在具体工程中的作用。
　　本文借鉴了一些理论比较成熟的电力测试技术，着重设计了一种在嵌入式环境下对GOOSE协议报文进行分析的软件方案。并给出了软件的整体设计框架和各个模块的具体实现方案。最后在自建的实验环境上对部分功能进行了测试实验。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2电力光纤信号分析仪的发展状态

1.3 IEC61850标准简介以及DL/T860标准

1.4嵌入式系统以及嵌入式Linux的现状和发展

第二章GOOSE协议的分析和软件模块设计

２．１数字化变电站

2.2面向通用对象的变电站事件GOOSE

2.3 电力光纤数字信号分析仪中的GOOSE模块软件框架

2.4 GOOSE协议的实时性分析和在分析仪中的实现

第三章 GOOSE报文的捕获和存储模块

3.1 嵌入式开发平台介绍

3.2 软件环境搭建

3.3 根据开发的需要对内核进行裁剪

3.4 GOOSE数据报文捕获的方案设计与实现

第四章 GOOSE报文的解析

4.1 ASN.1描述和BER编码

4.2 GOOSE报文解析模块的设计与实现

第五章 SCL文件在GOOSE模块中的应用

5.1 变电站配置语言SCL

5.2 SCL文件解析

5.3配置信息的使用

第六章 系统验证和测试

6.1配置文件解析测试:

6.2 报文解析模块测试

6.3 过滤模块测试

6.4 报文处理时间测试:

6.5 配置文件关联的测试

第七章 总结

致谢

参考文献