《电力系统自动化》通信CIM调度变电站部分答案.docx
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《电力系统自动化》通信CIM调度变电站部分答案
第五部分通信
5-1.已知(24,16)循环码的生成多项式
,
(1)试当信息位M=10000011,时,请写出其码多项式,并编出其循环码字。
(2)如果调度端收到的码字为10000011,11100011,00101110,问接收的码字正确与否?
答:
(1)
∵M=10000011,
∴码多项式为M(x)=x15+x9+x8+x7+x6+x5+x3+x2(2分)
xn-k·M(x)=x24-16·M(x)=x8·(x15+x9+x8+x7+x6+x5+x3+x2)
=x23+x17+x16+x15+x14+x13+x11+x10(2分)
R(x)≡〔Xn-k·M(x)〕/g(x)=
(x23+x17+x16+x15+x14+x13+x11+x10)/(x8+x2+x+1)=x+1(1分)
C(x)=xn-k·M(x)+R(x)=x23+x17+x16+x15+x14+x13+x11+x10+x+1
C=10000011,11101100,00000011(1分)
(2)正确。
(4分)
5-2.ModBus的数据校验方式采用循环冗余校验CRC,其生成多项式是
RTU消息帧的格式如下:
起始位
设备地址
功能代码
数据
CRC校验
结束符
T1-T2-T3-T4
8Bit
8Bit
n个8Bit
16Bit
T1-T2-T3-T4
主机请求报文的数据按照以下顺序排列:
第一个寄存器的高位地址,第一个寄存器的低位地址,寄存器的数量的高位,寄存器的数量的底位。
从机应答的报文的数据:
读取的字节数为,数据高字节,数据低字节。
ModBus部分功能码如下:
功能码
名称
作用
01
读取线圈状态
取得一组逻辑线圈的当前状态(ON/OFF)
02
读取输入状态
取得一组开关输入的当前状态(ON/OFF)
03
读取保持寄存器
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
04
读取输入寄存器
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
05
强置单线圈
强置一个逻辑线圈的通断状态
06
预置单寄存器
把具体二进值装入一个保持寄存器
07
读取异常状态
取得8个内部线圈的通断状态,这8个线圈的地址由控制器决定,用户逻辑可以将这些线圈定义,以说明从机状态,短报文适宜于迅速读取状态
08
回送诊断校验
把诊断校验报文送从机,以对通信处理进行评鉴
请写出以RTU方式用MODBUS规约,从01号设备地址,读取保持寄存器数据的主机请求报文以及从机应答的报文。
其中:
第一个寄存器的高位地址为00,第一个寄存器的低位地址38寄存器的数量的高位00,寄存器的数量的底位01,
读取的字节数为2,数据高字节41,数据低字节24
答:
主机请求报文:
起始位
设备地址
功能代码
数据
数据
CRC校验
结束符
T1-T2-T3-T4
01H
03H
00H38H
00H01H
FBHEDH
T1-T2-T3-T4
从机应答的报文:
起始位
设备地址
功能代码
数据
数据
CRC校验
结束符
T1-T2-T3-T4
01H
03H
02H41H
24H
3AH8DH
T1-T2-T3-T4
5-3.已知:
RTU的通讯帧结构如图
,其中,标志位F=01111110,A为8位地址,C为8位控制字,I为24位信息位,FCS为循环冗余校验位,生成多项式
,校验范围A-I,已知调度向RTU询问数据的通讯帧不含信息位,电流值为913电压值为DB4
试分析(要求解写成16进制形式):
(1)假设此RTU地址为7C,调度向此RTU询问的通讯帧中C=10101100,求询问通讯帧的全部内容;
(2)、如果RTU回答
(1)的结果,信息顺序为先电流后电压,且已知此回答帧中的C=00101000,求回答帧的全部内容;
(3)、如果调度收到的帧中FCS=76,问接收正确与否?
答:
(1)RTU桢结构:
F=7EA=7CC=ACI=空
则上述除F位外,01100
那么
则
所以FCS=00010011=13(H)
因此,所有的内容为:
7E
7C
AC
13
7E
(2)
若RTU回答
(1)二结果,则上述I=913DB4
那么,
幂数提高,此时C=00101000=28
除F位,0111110000101000100100010011110110110100
则
FCS=11001001=C9(H)
全部内容为:
7E
7C
28
91
3D
B4
C9
7E
(3)(1分)错
第六部分公共信息模型
6-1.已知:
3个互联变电站的连接如图所示:
试分析:
(1)应用CIM对电力系统的拓扑定义,画出这3个互联变电站之间的拓扑描述图。
(2)进行表达这3个互联变电站连接关系及量测的关系数据库的逻辑设计。
(3)在逻辑设计的基础上,建立相应的数据库表。
(4)用SOL查询语句实现变电站SS2的母线BB1的电压查询。
答:
(1)
(2)
(3)
PowerSystemResource
PowerSystemResource_ID
PowerSystemResource_Name
1
SS1-BR
10
Cable3
11
BB1
2
SS4-BR
3
SS2-BR1
4
SS2-DC2
5
SS2-BR3
6
SS2-T1
7
SS2-BR4
8
Cable1
9
Cable2
ConnectivityNode
ConnectivityNode_ID
ConnectivityNode_Name
1
CN1
2
CN2
3
CN3
4
CN4
5
CN5
6
CN6
7
CN7
8
CN8
ConductingEquipment
PowerSystemResource_ID
1
10
11
2
3
4
5
6
7
8
9
Terminal
Terminal_ID
ConnectivityNode_ID
PowerSystemResource_ID
Terminal_Name
Measurement_ID
1
1
9
TC1
10
5
4
TD1
11
5
11
TBB1
2
12
5
5
TB3
13
6
5
TB4
3
14
6
6
TW1
15
7
6
TW2
2
2
9
TC2
3
2
8
TC3
4
3
8
TC4
5
2
10
TC5
6
8
10
TC6
7
3
3
TB1
1
8
4
3
TB2
9
4
4
TD2
Measurement
PowerSystemResource_ID
MeasurementUnit
Measurement_ID
3
MW
1
11
KV
2
5
MW
3
MeasurementValue
Measurement_ID
MeasurementValue
MeasurementContext
1
12345
Realtime
2
12345
Realtime
3
12345
Realtime
(4)
SELECTPowerSystemResource.PowerSystemResource_Name,Terminal.Terminal_ID,Measurement.Measurement_ID,MeasurementValue.MeasurementValue,MeasurementValue.MeasurementContext,Measurement.MeasurementUnit
FROM(MeasurementINNERJOIN(PowerSystemResourceINNERJOINTerminalONPowerSystemResource.PowerSystemResource_ID=Terminal.PowerSystemResource_ID)ON(PowerSystemResource.PowerSystemResource_ID=Measurement.PowerSystemResource_ID)AND(Measurement.Measurement_ID=Terminal.Measurement_ID))INNERJOINMeasurementValueON(Terminal.Measurement_ID=MeasurementValue.Measurement_ID)AND(Measurement.Measurement_ID=MeasurementValue.Measurement_ID)
WHERE(((PowerSystemResource.PowerSystemResource_Name)="BB1")AND((Terminal.Terminal_ID)="11"))
ORDERBYTerminal.Terminal_ID;
查询2
PowerSystemResource_Name
Terminal_ID
Measurement_ID
MeasurementValue
MeasurementContext
MeasurementUnit
BB1
11
2
12345
Realtime
KV
第七部分调度自动化
7-1.分析题:
SCADA系统数据更新的一般流程如下:
第一步:
SCADA数据变化从遥测接口传输到前置机数据采集服务。
第二步:
前置机数据采集服务产生生数据。
第三步:
与更新的数据相关联的电力系统模型中的数据属性及状态发生更新。
第四步:
电力系统模型中新的数据属性及状态可以使用。
第五步:
SCADA数据处理服务进行处理,以下状态得到更新:
第六步:
驱动人机接口进行数据或状态更新。
第七步:
如果有越限情况产生告警。
第八步:
所有电力系统的更新在数据库中进行标记。
下图描述了一段的SCADA数据变化的过程。
abcdefghi
要求:
根据上图所示的数据变化过程,画出这段数据更新过程的详细的顺序图,并用文字描述这段数据更新过程。
请注意告警及死区的要求。
答:
a时刻量测数据变化更新,产生越限事项,产生报警信号;
b时刻到h时刻量测数据变化,不产生越限事项;
i时刻量测数据变化更新,产生越限事项,产生报警解除信号;
第八部分变电站自动化
8-1.某配电线保护与测量系统提供了三类功能:
1、测控功能。
本功能通过如下3个逻辑节点实例共同完成:
TCTR/TVTR—MMXU。
其中,TCTR/TVTR负责电流、电压数据采集,MMXU负责电流、电压有效值以及功率、频率等电量的计算。
2、输电线过流保护功能。
本功能通过如下4个逻辑节点实例共同完成:
TCTR—PIOC—CSWI—XCBR。
其中,PIOC封装了过流保护动作判据,CSWI封装了断路器的跳闸控制逻辑,而XCBR代表与物理断路器的接口。
3、后台显示功能。
配电线路的运行参数,如电压、电流、功率等,皆可通过人机接口(IHMI)显示给运行人员。
本功能通过如下2个逻辑节点实例共同完成IARC—IHMI。
其中,IARC按照设定的时间间隔(如每分钟)完成信息的存储,IHMI负责人机接口。
要求:
按照保护功能、测控功能以及后台显示功能分别在不同的物理装置中实现,建立配电线路保护与测量系统模型,并用图表示模型,用文字加以说明。
答:
该配电线保护与测量系统的模型如上图所示。
其中:
IED1完成输电线出口的过流保护功能,IED2完成后台显示功能,IED3完成测控功能。
物理连接为:
IED1与IED2通过LAN连接,IED3与IED2通过LAN连接;IED1的保护出口为断路器,输入为保护CT;IED3的输入为馈线的CT和PT。
逻辑连接为:
IED1内部:
逻辑节点TCTR—PIOC—CSWI—XCBR,实现电流、电压数据采集,过流保护动作判据,跳闸控制逻辑,实现物理断路器的接口功能。
IED2内部:
逻辑节点IARC—IHMI,实现按设定的时间间隔(如每分钟)完成信息的存储,实现人机接口功能。
IED3内部:
逻辑节点TCTR/TVTR—MMXU,实现电流、电压数据采集,负责电流、电压有效值以及功率、频率等电量的计算功能。
IED之间:
IED1的PIOC与IED2的IARC之间建立逻辑连接,实现IED1的过流保护动作在IED2的存储功能;IED3的MMXU与IED2的IARC以及IHMI之间建立逻辑连接,实现IED3的电流、电压有效值以及功率、频率等电量值在IED2的存储功能以及人机联系功能。