智能变电站故障录波器的设计

摘要

故障录波器是电力系统发生故障或振荡时，记录整个动态过程各种电气量变化的重要自动装置。随着智能变电网建设的飞速发展，对于故障诊断和恢复具有重要参考作用的故障录波器也展现出许多的新特征，因此研究适合智能变电站的故障录波装置具有重要的应用价值。
　　本文旨在设计基于IEC61850的智能变电站故障录波器。首先对智能变电站和常规变电站故障录波器原理进行分析对比，给出智能变电站故障录波器主要技术指标；然后分析了智能变电站3种网络结构方案，并在此基础上提出了适合智能变电站的通信解决方案，同时对报文接入方案进行了设计；接下来分析了基于IEC61850标准的信息模型，对信息建模方法进行了深入剖析，在对比3种信息传输模型基础上建立了智能变电站故障录波的信息模型，并对录波器的系统配置文档进行了设计；最后对软硬件系统进行了设计，对以工控机为核心的录波器硬件系统中的芯片进行了合理选型，确立了各个软件模块的功能及其具体工作流程。
　　本文重点集中在录波器系统软件设计，开发了网络数据处理模块、报文处理模块、数据同步模块以及故障录波启动判据模块软件。网络数据处理模块完成了网络报文的解码，报文处理模块完成了SV报文和GOOSE报文的解析，在录波启动判据模块中对传统算法进行了分析基础上，提出了两种算法：基于PNN神经网络的启动判据算法和基于BP和Elman神经网络启动判据算法。经过实验验证两种模型运行效果良好，较好地实现故障录波的智能化。

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第1章 绪论

1.1课题背景和意义

1.2故障录波器的发展现状

1.3智能变电站故障录波器的发展现状

1.4主要完成工作

第2章 故障录波器技术原理

2.1智能变电站故障录波器的设计原则

2.2常规变电站故障录波器的局限性

2.3智能变电站故障录波器技术指标

2.4小结

第3章 智能变电站故障录波总体方案设计

3.1智能变电站网络方案

3.2报文接入技术

3.3故障录波总体方案

3.4小结

第4章基于IEC 61850标准的故障录波器模型建立

4.1 IEC 61850标准的综述

4.2信息模型和通信服务

4.3故障录波器模型的建立

4.4故障录波相关的逻辑节点建模

4.5故障录波配置文档

4.6小结

第5章 故障录波器硬件结构及软件设计

5.1故障录波器硬件结构

5.2软件模块设计介绍

5.3网络数据处理模块

5.4报文处理模块

5.5数据同步模块

5.7故障录波启动判据模块和录波记录模块

5.8数据通讯模块

5.9辅助分析单元

5.10小结

第6章 挂网实验及结果分析

6.1 中性点不接地系统故障录波

6.2 通讯报文分析

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献