基于IEC 61850电能计量系统网关的研究与实现

摘要

随着智能变电站的推广,IEC61850标准得到了广泛的应用。现今变电站计量系统仍使用传统协议IEC60870-5-102,因此需要将现有规约进行转换从而实现原有的计量设备可以与IEC61850标准的设备进行通信。102/61850网关可以实现将102规约数据进行转换,得到符合IEC61850标准的数据信息的输出,实现智能电子设备之间信息的交互。
　　首先,介绍了当前IEC61850协议、IEC60870-5系列协议以及电能计量系统国内外发展动态。对IEC61850协议的结构和特点、MMS通信协议栈以及相关建模方法进行理论分析,并详细研究了MMS和IEC61850之间对象和服务的映射关系。分析了IEC60870-5-102的体系结构及其传输模式和通信过程,并对两种规约进行了比较。
　　然后,对电能量采集终端设备基于SCLForge工具建立IED模型,介绍了建模过程,生成相关ICD文件,详细描述了相关文件SCL结构,同时通过XmlEditor工具验证其正确性和有效性。
　　最后,给出了102/61850网关的设计框架,并对网关数据库设计、数据映射方法、SCL文档配置、外部解析协议以及服务器编译等进行详细的分析和研究。采用IEDScout客户端测试软件对设计的IEC61850网关功能进行验证,实现了102/61850协议转换。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究动态

1.3课题研究内容

1.4文章组织结构

第2章 IEC 61850标准体系概述

2.1 IEC 61850标准的构成

2.2 IEC 61850标准的特点分析

2.3 MMS在IEC 61850中的应用

2.4本章小结

第3章 IEC 60870-5-102协议体系概述

3.1 102协议的信息帧结构

3.2 102协议的通信过程

3.3 102协议与IEC 61850协议的比较

3.4 102规约在电能计量系统中的应用

3.5本章小结

第4章 变电站电能量采集终端的建模

4.1电能量采集终端在电能计量系统中的作用

4.2电能量采集终端IED建模

4.3电能量采集终端模型SCL描述

4.4 SCL配置文档验证

4.5本章小结

第5章 102向IEC 61850转换网关的研究与实现

5.1 102/61850网关的总体设计

5.2 102报文的接收与解析

5.3 102与IEC61850的映射及协议转换的实现

5.4网关功能验证与测试

5.5本章小结

第6章 总结展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况

致谢