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大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系镜通信网络技术的研究和

发布时间:2019-06-27 00:46 来源:未知 编辑:admin

  大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系镜通信网络技术的研究和应用、生成和维护所连装置名表、装置采集和提供的信息总表 、生成和维护送往调度的转发信息表、并对规约需要的参数进行设置 、进行信息合成 遥测、遥信、步位置信息计算转换 、程序文件的下装、配置文件上装和下装 、调试信息监视 、串口原始数据观察。

  大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系镜通信网络技术的研究和应用、生成和维护所连装置名表、装置采集和提供的信息总表 、生成和维护送往调度的转发信息表、并对规约需要的参数进行设置 、进行信息合成 遥测、遥信、步位置信息计算转换 、程序文件的下装、配置文件上装和下装 、调试信息监视 、串口原始数据观察。 通信装置 通信装置介绍通信装置是针对变电站自动化系统而开发的一种通信及规约转换装置 用于多种继电保护装置及其它智能设备与当地监控、保护信息管理装置等通信。在间隔层 通过多种类型的标准通信接口与继电保护、故障录波器、电度表、直流屏等装置进行通信 搜集各类保护及其他信息 再通过网络或串口 经规约转换后送往当地监控或保护信息管理装置等。处于中间层 对上 与当地监控系统、保护信息管理装置等通信 与继电保护装置、故障录波器、电度表、直流屏等智能设备通信均支持多种通信接口和多种通信协汉。提供的对上通信接口类型有 以太网接口 双绞线或光纤 串口。最多可以提供个光纤或双绞线以太网接口、 串口最多同时挂接 种不同协议。提供的对下通信接口类型有 双绞线或光纤 以太网 双绞线或光纤 通信 最多提供 个以太网 绞线或光纤 个串行双绞线接口或者 个光纤串行接口 最多可以同时挂接 种不同的协议。 通信装置的构成最多有 最多个扩展板 。每块板拥有 串口、一个电子盘 负责和扩展板通信、维护数据库同时负责对上的协议处理。为可选插件 负责对上的协议处理 仅当装置需要对上提供多个接口 以太网接口多于 板无法满足时才提供。装置对上最多可以同时连接种以太网协议、 种串口协议。四川盔堂三堡堡 里垡堡皇变电站综合自动化系统通信网络技术的研究和心用 负责对下的规约处理拥有 串口可以同时支持 种以太网协议 种串口协议 的每块板具有 个串口 串口。根据协议的复杂程度 每块板可以支持 种或几种协议。可以接收 的串口以及差分秒脉冲对时。通信管理装置与 系统之间 除了通过通信接 进行时间同步外还能接收来自 的秒脉冲信号 使本装置严格与 保持时间同步 从而保证信息记录的一致性和可靠性。装置通过最多 个串口与保护等装置通信 其中每个扩展板的前两个串口为 接口 后四个串口为 口。当采用光纤方式时 最多有 个串口。可以通过以太网接口与计算机连接 运行人员通过计算机对装置进行参数设置和运行监视。秒脉冲对钗当地监控系统保护信息管理装置时土串口 智能网关智能网关介绍图 通信装置的通信联接图智能网关是针对变电站综合自动化的需要而开发的一种通信控制装置 用于微机保护测控装置与后台监控及远动机之间的通信 完成通信转接。在站控层 它通过双以太网接口与各类监控机、远动机以及其他网关交换信息。在间隔层 四川大学 程硕士学位论文变电站综合自动化系统通信网络技术的研究和应用以 总线方式与保护、测控、保护测控一体化装置进行通信 收集各类保护测控信息 通过网络层转发给后台监控系统及远方机。网关的应用可大大提高间隔层与监控系统问的通信速率。网关的典型应用为双网关运行方式 智能网关装置的构成装置以两片高性能 为核心内存容量达 通信口类型和用途一览表通信口名称通信口类型用途监控口、光纤与监控系统通信监控口 、光纤与监控系统通信保护测控口 与保护测控装置通信保护测控口 装置采用了高性能的 通信控制接口 通信速率达 。装置通过两个 接口与保护测控装置通信 双口互为备用 由装置内部自动进行介质切换 最多可接 台装置。装置通过两个 以太网接口与站控层设备进行通信 双网同时工作。各通信口的类型、用途如表 所示。 后台监控软件 后台监控软件功能 实时数据采集 遥测。变电站运行各种实时数据 如母线电压、线路电流、功率、主变压器温度等。 遥信。断路器、隔离开关位置、各种设备状态、气体继电器信号、气压等信号。 电能量。脉冲电能量 计算电能。 保护数据。保护的状态、定值、动作记录等数据 数据统计和处理。。 限值监视及报警处理。多种限值、多种报警级别 异常、紧急、事故、频繁告警抑制 、多种告警方式 声响、语音、闪光 告警闭锁和解除。 四川大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系统通信网络技术的研究和府用 遥信信号监视和处理。人工置数功能、遥信信号逻辑运算、断路器事故跳闸监视及报警处理、自动化系统设备状态监视。 运行数据计算和统计。电能量累加、分时统计、运行日报统计、最大、最小值、负荷率、合格率统计。 操作控制。断路器及隔离开关的分合控制 变压器分接头调节 操作防误闭锁 特殊控制。 运行记录。遥测越限记录 遥信变位记录 事件记录 自动化设备投停记录 操作记录 如遥控、遥调、保护定值修改等记录 报表和历史数据。变电站运行日报、月报历史库数据显示和保存。 人机界面。电气主接线图、实时数据画面显示 实时数据表格、曲线、棒图显示 多种画面调用方式 菜单、导航图 各种参数在线设置和修改 保护定值检查和修改 控制操作检查和闭锁 画面拷贝和报表打印 各种记录打印 画面和表格生成工具 语音告警 选配 支持多种远动通信规约与多调度中心通信。 后台监控软件组成监控系统软件包括 操作系统、数据库、画面编辑和应用软件等几个部分 如图 所示。 数据库数据库用于存放和管理实时数据以及对实时数据进行处理和运算的参数它是在线监控系统数据显示、报表打印和界面操作等的数据来源 也是来自保护、测控单元数据的最终存放地点。数据库生成系统提供离线定义系统数据库工具 而在线监控系统运行时 由系统数据管理模块负责系统数据库的操作 如进行统计、计算、产生报警、处理用户命令 如遥控 。数据库的组织是层次加关系型的。数据分为三层即由站 对应整个变电站 、数据类型 即遥测、遥信、电能等 、数据序号 又称之为“点” 对应具体的某一个数据 形成数据库的访问层次。层次体现在监控系统在线运行时系统对数据库的读写访问上 也体现在系统数据库的定义上。系统数据库的定义分为站定义、数据类型定义、点定义三级进行 站和点都有一系列属性。数据库的关系型结构体现在与系统中的点是相关的 如监控系统在线运行时 判断遥控是否成功要看其对应的遥信是否按要求变位。系统数据库的数据可以分成两级 既基本级数据和高级数据。基本级数据指遥测、遥信、脉冲的基本属性 系统数据库的描述数据在该系统称为属性 高级数据则是指在上述基本数据基础上的电压、电流、功率、断路器、隔离开关、和电能的属性。基本数据可以在数据库生成系统中进行定义 而高级数据是监控系统在线运行时产生的。数据库生成系统按数据库的层次关系定义基本数据 即站定义、数据类型定义、点定义。 站定义对每一个站分配一个 之间的整数作为站号。 数据类型定义数据类型定义可以包含多个数据类型 各数据类型的类别可以相同 也可以不同。监控系统常用的数据类型有 遥测。用来描述遥测量 如电压、电流、有功和无功。 遥信。用来描述开关量 如断路器、隔离开关等。 遥控。用来描述开关控制量 与遥信值对应。‘ 脉冲电能。用来描述脉冲记数值 如电能量。 点定义点是系统最基本的描述单位 它分属于各种数据类型。点属性描述是系统数据库描述的主要内容 各点属性依数据类型的不同而不同 有些用于定义常量数据 如站名、点名、类型、单位等 有些用于定义实时处理参数 如遥测报警的限值、脉冲电能的峰谷时段划分等 有些用于设置处理方式 如各种处理允许标 四川大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系统通信网络技术的研究和应用志、存储标志 存储标志设置后 在线监控系统将按相应标志对该值进行历史存储 。另外 点还有一些属性是用于统计计算的 如电压合格率、最大值、最小值和电能峰谷平段的统计等 是系统数据库的在线属性 系统在线运行时按实际数值进行填写 离线数据管理生成中无需定义。 基本数据处理。主要给出每一数据的基本属性和处理参数 其处理一般仅限于某一具体数据本身 不涉及其它数据。基本数据处理包括 遥测点属性及处理。每一个遥测点有点名、单位类型、存储标记、系数、偏移量、预警限值、报警限值、有效值限值、允许标记、报警声音、计算公式及事故发生的相关有功、无功和电流等可以在数据生成系统中定义的属性 还有原始值、工程值、最大值、最小值等实时属性。在线运行时 系统数据管理模块根据原始值、变比及偏移计算工程值 如果工程值越过报警线 则产生报警 记录最大值、最小值及最大值、最小值发生的时刻 判断历史记录标记 记录历史数据。 遥信点属性处理。每一个遥信点有点名、类型、报警等级、允许标记、遥控点、报警声音等可以在数据库生成系统中定义的属性 还有原始值、变位次数等实时属性。在线运行时 系统数据库管理模块计算遥信工程值 如果遥信变位 则查看事故状态 判断是正常变位或事故变位 并产生相应报警信息 进行变位次数统计 双位置遥信等。 脉冲点属性处理。每一个脉冲点有点名、类型、变比、峰谷平时段系数、偏移量、存储标记、允许标记等可以在数据生成系统中定义的属性 还有原始脉冲数等实时属性。在线运行时 系统数据管理模块根据原始脉冲数 计算脉冲的各统计量 进行越限判断。 遥控点、遥调点属性及处理。每一个遥控点有点名、遥控条件等可以在数据库生成系统中定义的属性。在线运行时 调度员进行遥控选择、遥控执行时 发送相应的命令 处理超时。产生超时事件 记录遥控执行成功与否 高级数据处理。是对基本数据进一步处理、统计和分析 涉及到同一个基本数据在不同时段上的数值或同一类型的一批数据等。如 电压合格率统计。对于电压统计如下时间 正常时间 越上限时间 越下限时间 停止时间 有效值之外 计算 电压合格率 电压在一天中的最大值、最小值及出现时刻 电压全月合格小时数、合四川大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系统通等网络技术的研究和应用 电压在一天中的最大值、最小值及出现时刻 电压全月合格小时数、合格率、超上限率、超下限率、最大值、最小值、平均值 电压最大值 最小值出现时刻的相关有功、无功、电流 按日保存 按月统计 有功处理。计算负荷功率一天有功平均值 最大值。 电能处理。 数据类型定义。 月进行电能累计按峰、平、谷时段分别进行统计 按天、按月统计峰电能、谷电能、平电能、最大值、平均值 日电能、月电能 产生报警 按日峰越限、日总越限、月总越限三种事件进行报警。 其它处理。对于每个站统计全月输入电量总和 输出电量总和 及不平衡率。 画面编辑器画面编辑器是生成监控系统的重要工具地理图、接线图、列表、报表、棒图、曲线等画面都是在画面生成器中生成的。由画面编辑器生成的画面都能被在线调出显示。地理图、接线图、列表是查看数据、进行操作的主要画面 报表、曲线则主要用于打印。画面上可以制作两类图元 一类是背景图元 另一类是前景图元。背景图元在线运行时不会发生变化 如画面中的线段、字符、位图以及报表的边框等都是背景图元。前景图元又分为两种 即数据前景图元和操作前景图元。数据前景图元根据其代表的实时或历史数据的值的变化而变化 操作前景图元则代表一个操作 当用户使用鼠标点中该图元时执行这一操作 如调出画面、修改数据和进行遥控等。一般数据前景图元也都是操作前景图元 使用操作前景图元可以把系统使用的画面组成一个网状结构 在线运行时 用户可以方便在各画面之间漫游。画面编辑器提供了方便的编辑功能 使作图效率更高 提供报表、列表自动生成工具 加快作图速度。对于画面中经常使用的符号 如断路器、隔离开关、接地开关、变压器等 可以使用画面编辑器制成图符 在编辑画面时直接调出使用。使用多个图符交替显示 还用来代表断路器、隔离开关的不同状态。通过画面编辑器提供的工具和菜单栏 可方便地选择各种工具对画面进行编辑和处理 形成具体工程所需的各种画面。 应用软件‘应用软件在操作系统的支持下依据数据库提供的参数 完成各项监控功能 并通过人机界面 利用画面编辑器生成的各种画面 提供变电站运行信息 显示实时数据和状态 异常和事故告警 同时提供运行人员对一次设备进行远方操作四川大学工程硕士学位论文变电站综台自动化系统通信网络技术的研究和戍用和控制的手段 对监控系统的运行进行干预和控制。应用软件包括有 数据采集软件。与通信控制器通信 采集各种数据 传送控制命令。 数据处理软件。对所采集的数据进行处理和分析 判断数据是否可信、模拟量有无越限、开关量有无变位 按照数据库提供的参数进行各种统计处理。 报警与事件处理软件。判断报警或事件类型 给出报警或事件信息 登录报警或事件内容和时间 设置和清楚相关报警或事件标志。 人机界面处理软件。显示各种画面和报表、告警和事件信息 给出报警音响或语音 自动和定时打印报警、事件信息以及各种报表和画面 操作权限检查 提供遥调、遥控控制操作 确认报警 修改显示数据 人工置数 、修改保护定值。 数据库接口。连接数据库与应用软件 对数据库存取进行管理、协调和控制。 控制软件。完成特定的控制任务和工作。对每一项控制任务 一般有一个控制软件与之对应。常见的控制软件有 电压无功控制、操作控制连锁。 本章小结本章进行了变电站综合自动化系统中远动总控单元、通信装置和后台监控软件的设计 对智能网关进行了简要介绍。目前这套系统由于运行稳定 维护简单 通信单元具有以太网和现场总线等多种通信接口 与变电站其他 通信实现顺利 因此在本地电网得到了广泛应用。四 大学工程硕士学位论文变电站综合自动化系统通售网络技术的研究和应用 变电站数据通讯规约在综合自动化系统的应用研究 前言国际电工委员会 为变电站自动化系统制定了传输规约标准 变电站网络和系统标准目的就是在变电站自动化系统中可将不同制造厂的设备连接起来 并避免规约转换工作。 的规约有两部分的内容 即兼容范围和通用服务。兼容范围的功能包括 初始化、时间同步、总召唤、控制 扰动数据传输、监视方向的闭锁、 试模式、兼容范围定义了各种类型标识 信息元素、应用服务数据单元和传输过程 并定义了比较通用的一些继电保护信息和测量值。通用服务采用由各个间隔层单元自我描述和自我定义的方法 对要求传输的信息进行定义。在初始化的时候 将这些信息传输给变电站的主站 这样变电站的主站和各个间隔单元就完全确定了所要求传输的信息的全部内容和含义 用不着由传输规约来定义所要求传输的信息 而且只需要有 种通用的应用服务数据单元就可以传输任何所要求传输的信息。在变电站自动化系统中采用局域网之后 就需要采用 标准 的应用服务数据单元的格式组织好如果链路层为 就在应用舰约数据单元加上链路控制信息 经过物理通道将采用服务数据单元发送出去 采用通道上的变电站自动化系统的其他单元进行通信。如果是网络 那么不用链路控制信息。在传输数据之前在客户和服务器之间建立联结 启动服务 在应用层按照工 的规定组成应用服务数据单元并将其传送站抽象通信服务接口 由抽象通信服务接口加上通信服务的网络控制信息 并按照特定通信服务映射将应用服务数据单元传送到网络上去时 在数据传输结束之后 停止服务 断开联结。两者不论是采用链路控制信息还是采用通信服务网络控制信息、映射等 按照 开发的程序通过抽象通信服务接口和特定服务映射发送或者接收应用服务数据单元 均可以在网络上和变电站自动化系统的其他单元按照客户 服务器的方式进行通信 协议 的体系结构从九十年代以来 国际电工委员会第 技术委员会 为适应电力系统及其他公用事业的需要 制定了一系列传输规约。这些传输规约包括 四川大学 程硕士学位论文变电站综合自动化系统通售网络技术的研究和应用 链路传输规则应用数据一般结构 应用信息元素定义和编码 基本应用功能这五个传输规约称为基本标准 它们定义了信息传输的一般规则。由于一般规则考虑了通用的要求 因此不足以在某一特定的领域内实现互换性目的。因此 在基本标准的基础上又针对一些特殊的领域制定了配套标准。它们分别是 基本远动任务配套标准电度量传输配套标准 变电站通信标准保护设备信息接口的配套标准。配套标准不违犯基本标准 但对基本标准的定义做了更为明确的规定。 规约是配套标准族中的一员制定此标准的目的是为了在变电站中保护设备 智能终端 和控制系统之间达到互换的目的 它适用于只有一个通信口的并将保护和控制功能组合在一起的设备 也适用于保护和控制功能分别由不同设备来完成的情况 它支持按照配套标准规定的标准化报文格式 和标准化过程传输数据也支持使用通用格式和过程的数据传输。在配套标准中 为了兼容的原因留有一些给各厂家定义的范围 称专用范围 发展的趋势是建议不使用专用范围 其它范围已经定义的部分称为兼容范围 未定义的部分为将来应用保留。配套标准在以下几个方面对基本标准做了更为明确的定义 结构 基于三层参考模型增强性能结构 它忽略了 层模型中的第三层到第六层 物理层 采用铜线或者光纤 其传输系统符合 标准采用差分格式 链路层 采用 的选集 作为帧格式 采用 的选集作为传输规则的服务原语和元素 应用层 根据 来制定数据单元的结构 包含数据单元标志、信息体两个部分组成 应用功能 采用了 中定义的基本应用功能包括站启动、总查询 时钟同步、命令传送、测试模式、监视方向的闭锁、扰动数据传输和通用分类服务等。简单地说 实质上是通过定义明确的网络拓扑、传输介质、

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