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摘 要

由于配网系统不同于变电站，在设备以及事故处理等等层面上都要比变电站自动化更为复杂。为了实现配电网的自动化，最大的问题就是要实现馈线自动化装置的即插即用，就是要将自动化装置的物理模型以一个公认规则进行逻辑化处理。IEC61850规定了一种标准的通讯标准，将设备规范化，实现了变电站自动化过程的标准化。本文以IEC61850为基础，模仿变电站逻辑化过程，建立馈线自动化信息模型，将物理设备按照服务器、逻辑设备，逻辑节点进行逻辑化建模。为了实现在终端设备与智能主站之间的通信，比如实现三遥（遥感、遥测、遥信）信息的传递，实时数据的传输等功能，必须要建立标准的信息交换模型。信息模型只是一种传递数据的形式，要实现数据的传输还需要具体的传输方式，即通信协议。本文在分析现有的通讯协议的基础上，比较了现有通讯协议的优缺点，然后提出了一种改进方式。
现在对于配网自动化模型的研究热点主要集中在拓扑模型的建立这一块。本文提出了一种观点：将拓扑模型的建立主要分为主站式拓扑模型和分布式拓扑模型，且每一种模型都将其建立分为动态拓扑模型建立与静态拓扑模型建立。主站式拓扑模型主要应用在人工控制和计算分析等等情况下,而分布式控制主要是解决主站式控制在故障处理时比较慢的问题而提出的。论文中详细说明了每一种拓扑模型的建立方式，并简单的举例说明。
关键词：IEC61850；信息模型；通信模型；配网自动化；拓扑模型

ABSTRACT

For the difference between the distribution network system and the substation, in the equipment and the accident treatment and so on, the distribution network system is more complicated than the automation of the substation.  In order to realize the automation of distribution network, the biggest problem is to realize the plug and play of the automation device. Totally, the physical model of the automation device is processed by a recognized rule. IEC 61850 provides a standard communication regular, it rules the standardization of the equipment and the standardization of the substation automation process. In this paper, in order to realize the feeder automation, the physical equipment is divided into three parts including server,logical device, logical node. In order to realize the communication between intelligent device and master station, it is necessary to build a standard information exchange model. Information exchange model is a way of passing data, besides, a communication protocol is required to realize the data exchanging. In this paper, a improved communication mode is proposed.

Topology model is becoming more and more important in the automation of distribution network. In this paper, the establishment of the topology model is mainly divided into the main station topology model and distributed topology model.The main application of the master station topology model is in the case of manual control and computational analysis, and the distributed control is mainly to solve the problem of the master station control in the process of fault treatment. A detailed description of the model of each topology is mentioned in this paper.

Key Words:IEC61850;information model;communication model;distribution network automation;topology model

目 录

第一章 绪论 5

1.1 论文研究背景及意义 5

1.2 IEC61850体系简介 6

1.2.1 IEC61850特点 6

1.2.2 IEC61850建模原则 7

1.2.3 IEC61850标准的优点 7

1.3论文的主要工作和创新点 7

1.3.1 论文的主要工作 7

1.3.2论文的主要创新点 7

第二章 智能终端设备的信息模型 9

2.1 现有馈线智能终端信息简介 9

2.2 馈线终端FTU信息模型的建立 9

2.2.1测控模块 10

2.2.2保护检测模块 10

2.2.3状态模块 10

2.3 小电流接地故障检测 11

2.3.1小电流接地故障 11

2.3.2选线逻辑节点的拓展 12

2.3.3馈线故障逻辑节点的扩展 13

2.4 小结 13

第三章 智能终端设备的通信以及即插即用的实现 15

3.1信息交换模型概述 15

3.2 IEC61850中的信息交换模型 15

3.3发现注册模型 16

3.4 映射服务模型概述 16

3.5 一般映射服务 17

3.5.1 IEC 60870-5-104映射 17

3.5.2 MMS（制造业报文规范） 17

3.5.3 Web Services 17

3.5.4 GOOSE（面向对象的变电站事件） 18

3.6 104 Web Service 18

3.7 即插即用功能的概述 18

3.8 ICD文件简介 18

3.9 智能终端设备的接入过程 19

3.10 小结 19

第四章 拓扑模型的建立 21

4.1主站拓扑模型的建立 21

4.1.1静态全局拓扑模型 21

4.1.2动态局部拓扑模型 23

4.2 分布式拓扑模型的建立 25

4.2.1单端供电故障切除 25

4.2.2单端供电分布式动态拓扑模型的建立 26

4.2.3 简单情况下的双端供电故障隔离以及恢复 26

4.2.4 双端供电的拓扑模型建立 28

4.3新增或者删除设备 29

4.4 小结 29

第五章 结论 31

致谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1 论文研究背景及意义
随着配电网系统的发展越来越快速，而且规模也变得越来越大。各种智能设备可能分属于不同厂家，且由于信息量巨大，利用人工管理的办法肯定会逐渐淘汰。基于这种情况，就需要建立一个配网系统的标准，增加配网自动化的智能程度，使各个厂家的设备能够在不影响正常使用的情况下实现相互之间的信息交换，实现智能设备的即插即用。

利用IEC61850通信协议在变电站自动化中的成功应用，将其引入到配网自动化系统中。特别的是国家现在正在大力的发展智能电网业务，提出了建立一个坚强的智能电网，这就要求在测量体系，配电运行，输电运行，资产管理等方面做到高效率、智能化运行。达到智能电网必须满足以下要求：（1）能够抗击外部干扰和攻击，具有对于清洁能源和可再生能源的适应性。（2）将信息传输、传感器、自动化控制技术与现有电网紧密结合起来，要能够实时获取电网的全景信息，要能够快速反应和遇见可能发生的故障，并且电网能够实现快速的故障隔离，实现自我恢复。（3）要求电网的控制方式更为灵活，尽可能地减少人工误操作对于电网稳定性的影响。（4）综合运用现代的管理、通信、信息技术，提高电力设备的使用效率，使电网运行更加的经济和高效。（5）实现信息的集成，共享和利用。（6）要将供电能力、电能质量、电价状况和停电信息面向用户。电力企业也能相应从用户处获取用电信息。

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