基于61850规约的多协议转换技术研究
这是一篇关于IEC61850,微服务,协议转换,SpringCloud,变电站的论文, 主要内容为IEC61850规约自颁布以来一直引领着变电站系统建设的发展方向,受到世界各国的支持,推广较为顺利,但当前乃至未来一段时间内,变电站系统内仍然会一定程度的存在着传统规约设备,且IEC61850规约的普及也有一个循序渐进的过程,因此协议转换网关会长期存在。针对变电站自动化系统建设,特别是对数据传输无实时性要求的变电站相关领域,本文提出一种基于微服务架构模式的多协议转换平台的概念,为IEC61850规约转换软件的研发探索了一种新的实现方式。首先,在总结IEC61850规约在国内外变电站系统应用现状的基础上,提出本课题的研究目的及内容。在对比研究传统IEC61850规约转换实现方法的基础上,提出多协议转换的核心思路:将各个协议转换模块最大限度解耦,形成独立的服务单元,以灵活配置的形式组建转换关系。其次,对多协议转换进行了平台系统设计与技术实现。在设计层面着重考虑了通用性及可维护性需求,以应对变电站系统日新月异的技术升级,借助于微服务架构思想将各传统协议转换模块、映射配置模块、数据存储模块、IEC61850服务模块转化为互不耦合的微服务单元,各自有着清晰的边界,使整个协议转换平台具有了较好的通用性及可维护性;在技术实现上以稳定性及扩展性为主要考量,采用了业界成熟的SpringCloud微服务技术框架进行平台的架构实现,从多个层面完善了平台的稳定性与扩展性。最后,对IEC61850多协议转换平台进行了综合测试。以Modbus协议及IEC60870-5-104协议模拟设备接入系统进行协议数据转换功能测试;以Python模拟服务作为第三方组件接入系统进行平台的扩展性测试。两项测试结果均验证了IEC61850多协议转换方案的有效性与可靠性,能够适用变电站系统内传统规约与IEC61850规约的转化工作。
基于IEC61850标准的变电设备在线监测系统的设计与实现
这是一篇关于在线监测,故障诊断,IEC61850,图模库一体化,Tensorflow的论文, 主要内容为随着智能电网的深入推进,变电站一次设备的智能化水平获得了极大地提高,当前变电站自动化系统如变电站监控系统、集控站系统、配网自动化系统、调度自动化系统都已十分成熟可靠,然而变电设备在线监测故障诊断系统起步较晚,系统的稳定性、超前诊断预警能力、通讯标准兼容性等问题仍然有待进一步提高。基于IEC61850标准的变电设备在线监测系统,不仅满足了国家电网公司和南方电网公司在电力设备在线监测方面对IEC61850的需求,系统的超前诊断预警的能力也获得了提高。本文基于spring+mybatis+struts三层架构模式,系统由数据采集子系统、运维管理子系统和监测子系统构成,实现了对各变电站变电设备的集中监测及智能诊断。这三个子系统中,主要研究的内容分别为:(1)根据IEC61850标准,实现了变电设备在线监测系统与智能电子设备的IEC61850通讯。(2)利用Flex技术实现了web图模库一体化配置。Web图模库一体化技术在变电设备在线监测领域的运用,使得变电设备在线监测系统能够适应不同的应用场合,根据用户的具体需要,通过配置工具就可以设计出满足用户需求的在线监测系统运行画面。(3)在变压器故障诊断分析算法方面,传统的三比值法判断变压器故障比较准确,然而该方法感知变压器趋势故障方面显得不是非常灵敏,系统采用了传统的三比值法结合tensorflow人工智能深度学习框架技术,对变压器的运行情况进行了综合的诊断分析,使得在线监测系统在保证故障判断可靠性的基础上感知变压器趋势故障的能力明显增强。
基于IEC61850标准的SF6断路器在线监测系统关键技术研究
这是一篇关于高压断路器,在线监测,IEC61850,C#,Socket通信的论文, 主要内容为高压断路器是电力系统中重要的电力设备,在电网中起着控制和保护作用,随着电力系统规模和容量的不断扩大,保证电力系统的安全、稳定运行对提高人们的生活质量越来越重要,高压断路器在线监测技术日益显示出其重要性和必要性。传统检修方式具有盲目性大、费用高、利用率低等缺陷,因此科学的检修方式对高压断路器的可靠运行有着重要的经济意义和技术意义。目前,高压断路器在线监测缺乏统一的电力系统标准,不同厂家生产的在线监测设备采用不同类型的通信规约,造成设备之间难以进行互操作,浪费了人力物力财力。IEC61850标准是变电站通信网络和系统的国际标准,制定目的旨在实现不同厂家智能电子设备(IED)的互操作性。本文主要研究的是SF6断路器在线监测系统,首先介绍了电网的检修体制以及研究情况,提出状态检修的必要性,其次详细论述了断路器的结构及其工作原理,并确定了主要的监测量。然后本文在分析研究IEC61850标准的基础上,总结了IEC61850的系统架构和技术内涵；对IEC61850面向对象的建模思想进行研究,归纳总结IED建模的一般步骤,并对基于IEC61850标准的SF6断路器在线监测系统中的智能电子设备进行了信息建模。最后本文设计了一套SF6断路器在线监测系统,包括硬件部分的传感器+数据采集与通信单元+上位机的结构和软件部分上位机和后台监控终端的软件实现。根据功能性和可靠性的要求选择了合适的传感器,采样单元是基于FPGA和ARM的双核系统,上位机是一个小型的工控机。上位机和后台监控终端都是基于C#编程语言的软件系统,主要涉及人机界面的设计、网络通信、故障诊断等方面。本文研究的在线监测系统采用以上结构,它能够有效地实现SF6断路器的数据采集、存储、处理、运算、通信等功能,满足智能电网在线监测的要求。
电力规约通用测试系统的研究与实现
这是一篇关于电力规约,用例管理,IEC61850,远程调用,报文分析的论文, 主要内容为智能电网是未来世界电网的发展方向,其建设依赖健全的网络和设备间可靠的通信,因此通信规约的测试至关重要。目前应用的通信规约在测试方法上存在一定的相同点。所以建立一套电力规约通用测试系统对规约测试工作意义重大。 对目前应用较多的IEC61850和IEC60870-5系列规约进行详细功能测试和性能测试研究,通过对规约测试架构的分析,找出测试系统中通用部分,在此基础上设计电力规约通用测试系统的整体架构。 其次,对电力规约通用测试系统的核心部分：基于远程调用的用例管理系统进行详细设计和实现。利用Python脚本语言编写测试用例,运用模块化思想将各规约的仿真功能模块化,并通过远程调用系统对各仿真功能进行调用。由于目前IEC61850测试的需要,主要针对IEC61850规约进行仿真功能模块开发。 在对报文分析系统开发中,以IEC61850规约中制造报文规范(MMS)的捕获分析为例。通过对IEC61850到MMS的映射、抽象语言记法(ASN.1)编码规则以及WinPcap网络架构的研究,设计MMS报文捕获分析的总体架构,并用C++编程语言进行功能实现。 最后,将设计的电力规约通用测试系统运用在IEC61850规约工程化测试中,利用用例管理系统中具体功能模块分别构建装置、后台和远动测试的仿真系统。并在某220kV智能变电站场内联调环境中对系统的功能进行验证,同时通过雪崩测试对系统性能进行测试。 随着智能电网建设速度的加快,对电力规约测试要求也越来越高。本文设计的电力规约通用测试系统实现了在同一个操作平台上对不同规约进行测试,测试功能的增加只需通过编程语言实现相应功能,并添加到系统扩展库中即可利用Python方便地调用。同时系统中用例管理以及测试报告生成等功能将使电力规约测试更加规范化。
智能变电站在线监测与决策辅助专家软件设计
这是一篇关于智能变电站,专家软件,IEC61850,决策辅助,SSH,数据库的论文, 主要内容为变电站智能化监控作为智能电网的重要组成部分,目标是使电力系统能够实时处于可控的运行状态,而专家软件作为变电站监控的主要技术平台,是确保电力系统稳定运行的基础。目前,针对变电站运行的监测辅助软件开发水平,开发平台都有较大差异,多种软件独立分散运行,针对监测信息没有形成统一的传输规范。因此智能变电站在线监测与决策辅助专家软件的设计迫在眉睫,该软件整合完善智能变电站内部监测单元,定义标准的数据接口,统一进行数据建模与展示,使工作人员在一个平台下完成变电站内部运行设备的在线监测,及状态诊断与评估。本论文主要对智能变电站在线监测与决策辅助系统的专家软件进行了功能分析与设计,基于IEC61850协议进行数据通信,结合故障诊断算法来进行设备状态诊断,实现不同设备不同监测数据的统一通信、存储、分析、显示等。论文确定了智能变电站在线监测与决策辅助专家软件开发模型,详细分析了软件的功能需求,给出了软件的总体设计和模块化设计。论文针对软件开发中数据库的设计给出了详细说明,根据监测数据类型和数据业务特点将数据库的存储结构分区,使用Power Designer作为建模工具,明确数据定义,完成数据建表;在数据库内部和SSH(Struts+Hibernate+Spring,简称SSH)的编程架构下提出了数据库的优化方案,针对软件决策辅助功能的实现,独立出故障诊断数据库,给出相关设计思路。论文设计开发的软件从各层建模、数据通信、编程规则等均遵循国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,简称IEC)制定的IEC61850协议,完成各层逻辑节点的建模,通过构建抽象通信服务接口(Abstract Communication Service Interface,简称ACSI)服务向微软媒体服务器协议(Microsoft Media Server Protocol,简称MMS)栈提供映射,经过MMS的编/解码后实现变电站内的数据传输和控制,使得软件能够无缝接入各厂家一次设备监测的数据。最后,设计实现的软件能实时显示和更新变电站各类监测数据,并通过故障诊断算法对数据进行分析诊断,给出故障预警,实时反映变电站内各类设备的运行工况。通过在变电站实际运行情况,证明软件可以安全可靠运行。
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