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【dafa经典版网页登录】基于IEC61850标准的AMI系统通信技术的研究

发布时间:2020-12-15    来源:dafa经典版网页登录89738

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dafa经典版网页登录-IEC61850是为适应环境电网创新发展而制定的国际标准,是世界范围内智能电网发展和建设的必要条件。将最近发布的IEC61850标准与智能电网最重要的组成部分——先进的测量系统相结合,是智能电网发展和建设不可或缺的一部分,某种程度上也是未来AMI系统的发展趋势。目前,国内外对IEC61850标准的研究大多集中在变电站自动化通信、继电保护和智能电子设备的信息对象建模等方面,而对与IEC61850标准集成的AMI系统的研究和应用却很少。作为智能电网的四大技术支撑之一,AMI系统对于智能电网的全面建设是不可或缺的。

在理解和解释IEC61850标准的基础上,根据IEC61850标准的命名标准,给出了ami系统中虚拟世界CD的逻辑设备和节点的标准命名,并利用其面向对象的建模思想,将AMI系统中的功能信息对象模型从实际的智能电子设备分解为大于功能的单元。完成了IEC61850标准下的ami系统功能信息对象模型的定义。AMI系统的配置信息用XML语言明确描述,然后在IEC61850标准一致性检测平台上对AMI系统的信息对象配置文件进行在线一致性检测。

其次,阐述了IEC61850标准中通信服务同构的原理,研究了基于生产消息规范的AMI系统通信技术的通信服务同构,完成了AMI系统信息对象到生产消息规范的同构,包括AMI系统对象模型到生产消息规范的同构和AMI系统服务模型到生产消息规范的同构。进而根据标准开发采样值通信服务的同构,然后用XML语言构造通信服务的显式描述,再用一致性检测平台开发通信服务的在线一致性,最后研究了基于IEC61850标准的AMI系统嵌入式以太网通信技术,设计了智能电表与集中器的嵌入式以太网通信接口。

完成了嵌入式以太网通信接口的硬件和软件设计。通过搭建一个简单的智能电表系统硬件平台,结合另一个电力监控终端主站软件,对智能电表中电能数据的传输进行了实验测试。

基于IEC61850标准的AMI系统通信技术的研究,对先进测量系统的进一步完善和智能电网的建设具有重要意义。关键词:IEC61850AMI信息建模通信服务同构嵌入式以太网第1章绪论1.1研究背景及意义。目前,经济发展缓慢,科技和信息化水平日益提高,但这表明全球资源和环境问题日益突出。

为了应对未来的能源短缺危机,世界上大多数国家都将发展智能电网作为一项战略规划,这无疑不会增强电力系统的改革和科技的创造力。面对电网改革创新的机遇及其广阔的发展前景,通用电气、IBM、Intel等信息产业巨头也开始推出智能电网相关业务。作为智能电网的四大技术支撑之一,先进测量系统是智能电网发展和建设中非常重要的系统组成部分。

高级测量架构(AMI)主要由五部分组成:主测量站数据管理系统、集中器、通信通道、智能电表和用户室内网络。先进的计量系统利用双向通信网络,通过智能电表定期提供电力用户的用电相关数据。

同时,电力部门通过先进的计量系统向电力用户外部的智能电表发布电价、账单、监控信息等电网动态相关信息,使电dafa娱乐场网页版力用户需要及时了解电网运行状态。先进的措施 通过先进测量系统的双向通信,构建了电力用户与电网公司的双向对话。可见,先进的测量系统是智能电表与电网公司之间的沟通桥梁。

此外,电力线载波通信技术、无线公网、无线宽带专网、光纤以太网等通信技术发展缓慢,为先进测量系统的通信获得了良好的技术支撑。由此可见,先进的测量系统在智能电网中构建了许多智能功能,智能电网的综合建设是研究AMI系统的必要条件[2]。随着各国智能电网建设的积极发展,在开放性、可扩展性和互操作性方面具有独特优势的IEC61850标准成为智能电网开发建设过程中持续实施的最重要协议[3]。

随着通信技术的缓慢发展和智能电网的发展市场需求,2010年IEC61850电力通信标准第二版相继发布,其应用范围得到了广泛的拓展,涉及到变电站、变电站及控制中心、电力测量系统等电力系统的各个方面,从而使得构建智能电网的无缝通信架构成为可能[4]。因此,对智能电网IEC61850标准的研究,尤其是与亿万电力用户密切相关的先进测量。

IEC61850标准第二版采用面向对象的UML统一建模语言,可以构建设备间的信息交互,智能电子设备间通信协议和接口的一致性,以及系统内设备间的信息共享。目前,国内外对IEC61850标准的研究大多集中在变电站自动化通信、过程层网络通信、继电保护和智能电子设备信息对象建模等方面。但是缺乏集成IEC61850标准的先进测量系统的研究和应用。

本文在研究将IEC61850标准融入变电站自动化等系统的基础上,明确提出将最近发布的IEC61850电力通信标准与先进的测量系统相结合。在IEC61850标准下,采用面向对象的建模思想,对智能电子设备分解成一些大于功能单元的先进测量系统进行建模。明确获得了在IEC61850标准下创建的先进测量系统中智能电子设备的功能信息对象模型定义,其代码用XML语言描述。

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然后,研究了基于生产消息规范的先进测量系统通信技术的通信服务同构。最后,对先进测量系统的嵌入式以太网通信技术进行了研究和设计,对先进测量系统应用的进一步完善具有重要意义。1.2国内外研究动态1.2.1国外研究现状国外先进测量系统的研究主要集中在无线通信技术在先进测量系统中的应用[5-11],如短距离微功率无线组网技术、ZigBee无线通信等相关无线组网技术。

文献[5]以全球微波网络终端通信技术为高级测量系统,明确提出了利用流量调度方案和冗余控制算法来处理大量智能仪器设备和设备产生的潜在脑出血业务的方法,使微波网络终端网络能够有效服务于高级测量系统和全球微波网络终端多媒体系统。此外,作者还在基于无线宽带接入技术的先进测量系统通信中采用了流量调度方案和冗余控制算法,从而提高了系统的通信可靠性、通信速率和通信可靠性[5]。文献[6]明确提出了一种基于无线宽带网络对抗的AMI系统。

考虑到数据传输的有限移动性和AMI系统中大量的测量设备,无线宽带接入网严重缺乏对AMI系统的对抗,通信效率低下。 在本文中,作者重点加强了air模块和网络协议对运行在共享网络中的智能计量设备和其他无线多媒体服务的反对,并明确提出了一些加强air模块和网络协议的方法,以有效解决流量调度、冗余控制和流动性管理等与网络市场需求相关的问题[6]。文献[10]研究了基于ZigBee传感器网络无线通信技术的AMI系统。AMI系统可以自动采集用户用电信息,自主进行用电检查和管理。

系统的运行是多通道、跳频和潜在障碍(如WiFi、蓝牙)并存。作者可以通过使用双通道分割方法将延迟提高30%至50%[10]。

文献[12]主要总结了近年来应用于SCADA和AMI系统的通信协议标准的研究。作者围绕先进测量系统对目前适用于先进测量系统的通信协议标准进行了辩论,认为近年来先进测量系统的通信标准逐渐从实体级(如ANSIC12.18)、设备级(如ANSIC12.21)向应用级(如ANSIC12.22)转变。原因是应用层通信协议可以有效隔离底层物理网络的配置和执行,并对欧美市场广泛使用的两种应用层通信协议:ANSIC12.19、ANSIC12.22和IEC62056-53、IEC62056-62进行了说明。这两个标准的目的是为高级测量系统定制一个高级网状通信系统,以便高级测量系统能够建立高效可靠的数据通信[12]。

此外,IEC61850标准在西方发达国家的研究和应用仍处于领先地位。在国外,主要是欧美国家,早在20世纪90年代,就已经做了大量的研究和测试工作来构建设备的互操作性,其中ABB、西门子、阿海珐等公司是智能电网建设和IEC61850标准制定的倡导者和应用的领导者。

在IEC61850电力通信协议公布之前,ABB、SIEMENS、ALSTOM等几大国际电力设备制造商已经进行了许多系统设备间的互操作性实验。2004年,ABB、西门子、AREVR在国际大电网会议展览上展示了基于IEC61850标准的电力设备产品,也标志着IEC61850电力通信标准的成熟及其在南北地区的实际应用。

6.2项目未来发展为了让基于IEC61850标准的AMI系统的通信技术更慢更好地服务于亿万电力用户,仍有必要对本项目进行进一步深入的研究,主要有以下几个方面:1 .优化AMI系统中信息对象的建模,还包括对象类的扩展命名,使系统更能满足IEC61850标准对信息分配的一致拒绝;2.进一步研究了AMI系统通信技术中基于产生式消息规范的通信服务同构的原理和构造,包括对象模型和服务模型的标准化同构构造;3.基于IEC61850标准设计一个稳定可信的嵌入式通信系统。随着智能电网的逐步推进和通信技术的缓慢发展,探索如何将IEC61850标准应用于智能电网中建筑信息对象建模的标准化、智能设备间通信协议和通信接口的一致性以及智能电子设备在智能电网中的信息共享具有重要意义。

目前,IEC61850标准已经被美国联邦能源管理委员会(FERC)设定为未来智能电网建设最重要的标准之一。我们可以认识到,IEC61850系列标准在互操作性、开放性和可扩展性方面具有独特的优势。

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它最终将成为智能电网信息和通信系统最重要的组成部分。基于IEC61850标准的AMI系统乃至整个智能电网的开发建设将是电力系统的创新改革趋势。最终构建IEC61850标准“同一个世界,同一个技术,同一个标准”的宏伟目标。

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