广东工业大学 硕士学位论文 IEC61850在电力系统中的应用研究 姓名：张晓光 申请学位级别：硕士 专业：电工理论与新技术 指导教师：程汉湘 20090531
广东工业大学 硕士学位论文 IEC 61850在电力系统中的应用研究 姓名：张晓光 申请学位级别：硕士 专业：电工理论与新技术 指导教师：程汉湘 20090531
摘要 摘要 随着数字化变电站的发展，IEC61850规约必将成为未来电力系统的统一规约。 如何将现有的使用CDT、101、104等规约的常规变电站纳入到IEC61850通信体 系中，是实现常规远动通信体系向IEC61850通信体系过渡的重要课题。而规约 转换器则是解决这一问题的关键技术。本文针对一个抽象出的过渡期典型变电站 自动化系统，设计出一种基于IEC61850建模的面向对象的新型规约转换器软件。 经测试该软件能满足实际应用的基本性能要求。 本文通过将IEC61850、CDT、101、104分别分解为功能和信息表、物理层、 链路层、应用层等四方面，对这几个规约进行了简单的对比分析，建立了初步的 映射关系。这种映射关系是建立公共数据库的基础，公共数据库的数据项为传统 规约的遥测、遥信等数据影射到IEC61850相应逻辑节点模型的集合，公共数据 库是联系各规约的关键组件。然后运用软件工程的方法，对规约转换器进行了面 向对象分析和面向对象设计，面向对象分析得出了规约转换器的对象模型、动态 模型和功能模型，面向对象设计划分了规约转换器的数据管理子系统和问题域子 系统。接下来进行了各子系统的详细设计，数据管理子系统的设计得出了公共数 据库的简单形式，问题域子系统则进一步分解成IEC61850子站、CDT、101、104 等四个模块，给出了各模块的详细设计方案。最后将整个设计方案用C++编程实 现，并进行单元测试和集成测试，验证了方案的正确性和可靠性。 运用面向对象分析和设计方法对IEC61850规约转换器进行设计是本文所作 的有益尝试，设计方案和运行结果证明面向对象的新型规约转换器具有良好的可 靠性及可扩展性。同时，本文设计的IEC61850规约转换器功能还不完整，IEC61850 规约标准的规模很庞大，本文只根据规约转换需要实现了其中的一部分，要完整 实现IEC61850规约还有大量工作要做。本文的工作为IEC61850规约转换器的 进一步扩展研究打下了良好的基础。 关键词：IEC61850:规约转换；面向对象
摘要 摘要 随着数字化变电站的发展，IEC 61850规约必将成为未来电力系统的统一规约。 如何将现有的使用CDT、101、104等规约的常规变电站纳入到IEC 61850通信体 系中，是实现常规远动通信体系向IEC 61850通信体系过渡的重要课题。而规约 转换器则是解决这一问题的关键技术。本文针对一个抽象出的过渡期典型变电站 自动化系统，设计出一种基于IEC 61850建模的面向对象的新型规约转换器软件。 经测试该软件能满足实际应用的基本性能要求。 本文通过将IEC 61850、CDT、i01、104分别分解为功能和信息表、物理层、 链路层、应用层等四方面，对这几个规约进行了简单的对比分析，建立了初步的 映射关系。这种映射关系是建立公共数据库的基础，公共数据库的数据项为传统 规约的遥测、遥信等数据影射到IEC 61850相应逻辑节点模型的集合，公共数据 库是联系各规约的关键组件。然后运用软件工程的方法，对规约转换器进行了面 向对象分析和面向对象设计，面向对象分析得出了规约转换器的对象模型、动态 模型和功能模型，面向对象设计划分了规约转换器的数据管理子系统和问题域子 系统。接下来进行了各子系统的详细设计，数据管理子系统的设计得出了公共数 据库的简单形式，问题域子系统则进一步分解成IEC 61850子站、CDT、101、104 等四个模块，给出了各模块的详细设计方案。最后将整个设计方案用C++编程实 现，并进行单元测试和集成测试，验证了方案的正确性和可靠性。 运用面向对象分析和设计方法对IEC 61850规约转换器进行设计是本文所作 的有益尝试，设计方案和运行结果证明面向对象的新型规约转换器具有良好的可 靠性及可扩展性。同时，本文设计的IEC61850规约转换器功能还不完整，IEC 61850 规约标准的规模很庞大，本文只根据规约转换需要实现了其中的一部分，要完整 实现IEC 61850规约还有大量工作要做。本文的工作为IEC 61850规约转换器的 进一步扩展研究打下了良好的基础。 关键词：IEC 61850；规约转换；面向对象
广东工业大学硕士学位论文 ABSTRACT With the development of digital substation,IEC 61850 will become the unified protocol of the power system in future.How to bring the existing substation communicating by CDT,101 or 104 protocol into the IEC 61850 substation communication system,is an important topic for the conventional substation's communication system transform to the IEC 61850 system.The protocol converter is the key technology to solve this problem.In this paper,abstracted an typical substation automation system in the transition period,designed a kind of object-oriented protocol converter based on the IEC 61850 protocol.The software has been tested to meet the practical application's basic performance requirements. This paper analysised the establish relationship of IEC 61850,CDT,101 and 104 protocol by Decomposition them to the function and information form,the physical layer,the link layer and the application layer,established the initial mapping relationship between them.This mapping relationship is the basis for the establishment of public databases.Public database build by mapping traditional protocol's telemetering,teleindication to the IEC 61850 model's corresponding set of logic nodes.The public database is a critical component that linking the Protocols. Then expand the protocol converter's object-oriented analysis and object-oriented design using software engineering methods,object-oriented analysis of the protocol converter obtain results of object model,dynamic model and functional model, object-oriented design divide the protocol converter to subsystems,including the data management subsystem and the problem domain subsystem,data management subsystem design to draw a simple form of public database,the problem domain subsystem is further broken down into IEC 61850 substation,CDT,101,104 four modules and given the detailed design of the program modules.Finally,the entire design realized with C++programming language and did unit testing and integration
广东-T业大学硕士学位论文 ABSTRACT With the development of digital substation，IEC 6 1 850 will become the unified protocol of the power system in future．How to bring the existing substation communicating by CDT，1 0 1 or 1 04 protocol into the IEC 6 1 850 substation communication system，is an important topic for the conventional substation’S communication system transform to the IEC 6 1 850 system．The protocol converter is the key technology to solve this problem．In th．is paper，abstracted an typical substation automation system in the transition period，designed a kind of object—oriented protocol converter based on the IEC 6 1 850 protoc01．The software has been tested to meet the practical application’S basic performance requirements． This paper analysised the establish relationship of IEC 6 1 850，CDT,1 0 1 and 1 04 protoco l by Decomposition them to the function and information form，the physical layer，the link layer and the application layer，established the initial mapping relationship between them．This mapping relationship is the basis for the establishment of public databases．Public database build by mapping traditional protocol’S telemetering，teleindication to the IEC 61 850 model’S corresponding set of logic nodes．The public database is a critical component that linking the Protocols． Then expand the protocol converter’S object—oriented analysis and object—oriented design using software engineering methods，object-oriented analysis of the protocol converter obtain results o f obj ect model，dynamic model and functional model， object—oriented design divide the protoco l converter to subsystems，including the data management subsystem and the problem domain subsystem，data management subsystem design to draw a simple form of public database，the problem domain subsystem is fuaher broken down into IEC 6 1 850 substation，CD T，1 0 1，1 04 four modules and given the detailed design of the program modules．Finally，the entire design realized with C++programming language and did unit testing and integration II
ABSTRACT testing to verify the program's correctness and reliability. Using object-oriented analysis and design method for the design of the protocol converter is a useful attempt made in this paper,the design of programs and the results prove that the new object-oriented protocol converter has good reliability and scalability.At the same time,the paper's design features of the protocol converter is not complete,especially the part of IEC 61850 protocol,because of its large-scale, this paper only realized a small part of IEC 61850 in accordance with the need for conversion,the full realization of the protocol converter is still need much work to do, the work of this paper can be used as a basis for further expansion. Key Words:IEC 61850;Protocol Converter;Object-Oriented Ⅲ
ABSTRACT testing to verify the program’S correctness and reliability． Using objeet—oriented analysis and design method for the design of the protoco l converter is a useful attempt made in this paper，the design of programs and the results prove that the new object—oriented protocol converter has good reliability and scalability．At the same time，the paper’S design features of the protocol converter is not complete，especially the part of IEC 6 1 850 protocol，because of its large-scale， this paper only realized a small part of IEC 6 1 850 in accordance with the need for conversion，the full realization of the protocol converter is still need much work to do， the work of this paper can be used as a basis for further expansion． Key Words：IEC 61850；Protocol Converter；0bject-Oriented III
独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包 含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 论文作者签字： 张晓光 指导教师签字： 娜头 wo9年5月3引日 81
独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包 含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 论文作者签字： 指导教师签字： 8I -z40f年}月3／日