基于IEC61850的电动汽车充电站通信网关的开发

摘要

电动汽车是在我国建设“绿色经济”的政策指导下开发并推广的新能源汽车。随着电动汽车的蓬勃发展，技术的不断成熟，各项相关基础设施建设就需要跟进步伐。首先需要解决的问题就是电动汽车充电站的建设，传统的电动汽车充电站自动化系统内传感器、监控设备等分别来自各个厂家，种类繁多，没有统一通讯标准，导致站内“一体化”能力差，通信及控制效率较低，已不能满足当前电动汽车的应用要求。同时也不符合国家电网“物联网统一标准化”发展趋势，难以实现全站数据共享。因此本文研究基于IEC61850统一标准的电动汽车充电站通讯网关，旨在实现充电站内各设备统一信息模型和规约转换，使站内通讯及对设备的控制过程更加准确，高效。在研究系统总体结构设计和分层设计的基础上，对其关键技术进行探讨，主要包括以下几个方面:统一信息模型，依据IEC61850标准及国家电网“物联网统一规范”，对电动汽车充电站充电模块的功能进行建模;统一通信规约，根据电动汽车充电站通讯网关的结构和功能描述，形成对上级站内服务主机及对下级各类监控设备的统一通信标准;
　　 现场应用情况表明:采用此种技术的通讯网关在电动汽车充电站内具有较强的实用性，功能全面，并对新进设备具有模型拓展能力，使其通用性较强。对于电动汽车充电站这种国家电网重点工程最终实现“物联网”一体化信息建设具有推动作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 国内外发展现状

1．3 IEC61850标准介绍

1．4 问题的提出及课题所做工作

第2章 设计思路和总体框架

2．1 电动汽车充电站自动化系统

2．1．1 电动汽车充电站运营模式

2．1．2 电动汽车充电站监控系统

2．2 国家电网“物联网”统一规范

2．2．1 建立电力物联网统一信息模型

2．2．2 建立电力物联网统一通信规约

2．3 IEC61850标准特点

2．4 电动汽车充电站通讯网关总体构架

第3章 基于IEC61850的充电站信息模型设计

3．1 前言

3．2 IEC61850层次化信息模型

3．3 基于IEC61850的信息模型建立步骤

3．3．1 逻辑节点(LN)

3．3．2 数据对象(DO)

3．3．3 新逻辑节点命名规则

3．3．4 新数据命名规则

3．3．5 新公用数据类(CDC)命名规则

3．4 电动汽车充电站“充电模块”建模实例

3．4．1 逻辑节点建模

3．4．2 数据对象及数据属性建模

3．4．3 逻辑设备建模

3．5 “电池温度传感器”模块统一信息模型设计

3．5．1 TEDS模板列表

3．5．2 TEDS XML Schema

3．6 小结

第4章 基于IEC61850的充电站通讯功能规范

4．1 概述

4．2 MMS协议栈映射设计

4．2．1 MMS原理介绍

4．2．2 IEC61850与MMS的映射关系

4．3 MMS规约解析模块设计

4．4 通讯规范设计

4．4．1 通讯网关软件功能架构

4．4．2 通信适配器接口

4．4．3 通信规约

4．4．4 设计说明

4．5 小结

第5章 电动汽车充电站通讯网关的应用

5．1 充电站工程应用介绍

5．2 充电站通讯网关配置

5．2．1 物理部署结构

5．2．2 软硬件配置

5．2．3 通讯参数配置

5．3 工程应用及性能分析

第6章 结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢