基于IEC61850数字化变电站的研究.docx

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太原理工大学学士学位论文

题目：

基于IEC61850数字变电站的研究

姓名：

贾鹏

申请学位级别：

学士

专业：

电子信息工程

指导老师：

赵菊敏

太　原　理　工　大　学

毕业设计（论文）任务书

毕业设计（论文）题目：

基于IEC61850的数字化变电站的研究

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

1．完成30篇以上资料的收集与阅读其中包括10篇以上的外文文献，并经指导教师审查核实；

2．论文要求：

（1）选题要与所学专业相结合，选题应具有较强的现实性、时效性、新颖性，研究所学专业的理论热点问题，要求理论与实践相结合、理论研究与实证研究相结合、定性分析与定量分析相结合、内容应系统完整。

（2）选定论文题目后，全面收集资料并提交写作提纲。

（3）依据论文提纲，在规定的时间内完成初稿，在指导教师指导和评价后，继续完成二稿、三稿，直至最后定稿，定稿后根据学校的统一规定，排版、打印、装订，最后完成毕业设计论文。

（4）明确写作进度及质量要求。

（5）论文要求格式规范、文字通顺、图表清晰、结构合理。

（6）论文一般应包含有中英文摘要（300—500字）、关键词、论文正文及参考文献等。

3．原始资料

随着变电站综合自动化系统、基于微机数字信息的二次设备的不断推广和普及,现有变电站已经具备了一定的数字式和自动化特征；而最近大家广泛关注的“数字化变电站”的概念,可以理解为在现有变电站技术的基础上,结合电子式互感器、光纤网络通信技术、站内设备互操作技术的发展，向数字化、自动化、智能化和网络化方向的进一步延伸。

可以预计,在现有技术水平不断发展和运行经验不断总结的基础上,数字化变电站将以其在数字化、自动化、智能化、安全性和互操作性等方面的优势,成为未来变电站技术发展的必然趋势。

本设计的主要目标是简单介绍快速发展的数字化变电站，详细阐述IEC61850规约在数字化变电站中通信系统的具体应用，探讨在现有技数条件下建设数字化变电站，如何实现与以往设备的兼容，使本文提出的数字化变电站改造方案更具有实用性和可操作性。

4.毕业设计（论文）主要内容：

数字化变电站通信系统的发展概况；

基于IEC61850的数字化变电站系统概述；

IEC61850规约的简述；

基于IEC61850数字化变电站的关键技术；

数字化变电站的未来发展趋势；

学生应交出的设计文件（论文）：

1．设计论文一本

2．光盘一张

主要参考文献（资料）：

[01]刘海燕.3G移动通信终端MMI的设计与研究[学位论文].华中科技大学，2006.11

[02]黄东巍.3G终端现状及发展趋势研究.中国联合网络通信有限公司.移动通信，2009,33（17）

[03]常嘉岳.3G移动终端的发展趋势.中国移动通信研究院.世界电信，2006,19（3）

[04]王继刚，顾国昌，谢鑫.移动通信操作系统研究现状及发展.哈尔滨工程大学，计算机科学与技术学院;中兴通信技术中心，成都研究所.计算机应用研究，2005,22（12）

[05]李香平，张智江，张范.3G终端主流技术的演进和发展预测.中国联合通信有限公司.移动通信，2006.11

[06]彭杰.基于3G通信的终端系统的研究.宁波波导股份有限公司，浙江，宁波，315500.电脑与电信，2009,（12）

[07]魏然，吴文.3G终端的机遇与挑战.现代电信科技，2004,（5）

[08]陈亮.中国3G手机终端发展困局及破解策略探讨.移动通信，2009,33（15）

[09]JerryEpplin.LinuxasanEmbeddedOperatingSystem[A].EmbeddedSystemsProgrammin[C].2000.12-36

[10]张航，宋俊德.第二代无绳电话系统——CT-2.北京：

人民邮电出版社，1993

[11]SharpeAK.LandMobileRadioSystems.ShortRunPress,1985

[12]MolishAF.WidebandWirelessDigitalCommunications.北京：

电子工业出版社，2002

专业班级电子信息工程学生贾鹏

要求设计（论文）工作起止日期2011-3-1——2011-6-10

指导教师签字日期

系主任批准签字日期

~60~

基于IEC61850数字化变电站的研究

摘要

变电站自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平，但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一，造成系统无缝集成困难，生命周期缩短；设备之间互操作性差，维护工作量大，改造升级困难。

同时变电站的一、二次设备的控制信号发送、模拟量采集靠大量的电缆连接实现，不仅浪费了大量的财力，而且抗干扰性大大降低。

随着IEC61850标准的发布，电子式互感器、智能化高压电气设备的发展，电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机网络技术的高速发展，使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。

本文在研究数字化变电站相关理论和技术的基础上，总结变电站数字化技术的现状、发展趋势，初步形成数字化变电站的整体模型，提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。

研究数字化变电站三层网络结构下通信的实现，运用前面的研究成果，探讨在现有技数条件下建设数字化变电站，如何实现与以往设备的兼容，使本文提出的数字化变电站改造方案更具有实用性和可操作性。

关键词：

数字化变电站，IEC61850标准，电子式互感器，智能化高压电气设备

DIGITALSUBSTATIONBASEDONIEC61850RESEARCH

ABSTRACT

Withthedevelopmentofintegratedsubstationautomationtechnologyandmicroprocessor-basedprotections，electricalpowersystemautomationishighlypromoted.ButthecommunicationprotocolsamongIEDsproducedbydifferentmanufacturersaredifferent，theSAsystemwillnotbeintegratedwell.Also，IEDsfromdifferentmanufacturersaredifficulttoachieveinteroperability.MaintenanceandupgradingsuchaSAsystemmaycostmuchresourceandtime.Inasubstation，manycablesmadewithcopperareusedtotransmitcontrolsignalandanalogdata，sohighlylowertheanti-interferenceofaSAsystem.TheIEC6185Ostandardelectronicmeasurementtransformers，intelligentcontrolofhighvoltageelectricalapparatus，computernetworktechnology，etc，allthesemakeitpossibletobuildadigitalsubstation.So,thethesiswillstudythesekeytechnologiesandintelligencedevices，andgiveareferencedesignprojectofdigitalsubstations.First，adigitalsubstationmodelandmaincharaetersareformedinthisthesis.Thenacommunicationnetworkconstructionprincipleofdigitalsubstations，includingproeessbusesandStationbuses，aredeveloped.AccordingwiththePrinciple，withthereaserchonthekeytechnologiesof110kVwucundigitalsubstationinShenzhenPowerSupplyBureauand220kVsanxiangdigitalsubstationinnanfangPowerSupplyBureau，thisarticleanalysisadigitalsubstation’slayeredcommunicationnetworkframework.Deeply.Basedontheinvestigationofintelligencedevicesofdigitalsubstations，selcetionandconfigurationprincipleofdevicesissummarized.

KEYWORDS:

digitalsubatation,IEC61850standard,electronictransformer,intelligentcontrolofhighvoltageelectricalapparatus

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章绪论 1

第2章数字化变电站系统的发展及现状 3

2.1变电站自动化系统的发展 3

2.2变电站自动化系统通信规约现状 6

2.3小结 9

第3章数字化变电站的技术优势及经济效益 10

3.1数字化变电站的技术优势 10

3.2经济效益 13

3.3小结 14

第4章IEC61850标准介绍 15

4.1IEC61850标准主要内容 15

4.1.1IEC61850标准内容 15

4.2.1分层 17

4.2.2变电站通信网络的实时性以及时延不确定性研究 18

4.3本章小结 35

总结与展望 36

1.全文工作总结 36

2.工作展望 37

致谢 38

参考文献 39

附录1 43

第1章绪论

变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。

它改变了传统的二次设备的组态模式，大大提高了电网的自动化水平，增强了系统的可靠性，降低了变电站的总造价，因此近几年来在电力系统中被广