基于IEC 61850的數(shù)字化變電站過程層仿真設計.pdf

1、變電站是輸配電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，自從早期的RTU裝置、高頻繼電保護裝置等設備開始在變電站內應用，變電站就已經(jīng)具有了數(shù)字化的特征，IEC61850標準的出臺更是為數(shù)字化變電站的發(fā)展指明了方向。由于數(shù)字化變電站在建設、運行、維護和管理等方面獨特的優(yōu)勢，使其成為近年業(yè)內關注的熱點。在研制符合IEC61850的新型設備的過程中，為了檢驗裝置的可靠性、靈敏性，經(jīng)常需要電力系統(tǒng)發(fā)生故障后的暫態(tài)電壓、電流信號。因此，本文提出了利用Matlab實現(xiàn)符合I

2、EC61850的過程層的仿真，利用過程層仿真數(shù)據(jù)測試新型設備成為一個靈活、方便、經(jīng)濟的實驗方法。 本文首先簡要介紹了IEC61850的主要內容，詳細分析了其核心的思想。針對線路保護和測量應用，分析了采樣值傳輸模型的具體構建途徑。在深入研究采樣值傳輸模型的基礎上，對其中的邏輯設備、邏輯節(jié)點進行了具體的建模，為采樣值仿真的實現(xiàn)提供了良好的理論基礎。 合并單元作為電子互感器與間隔層設備的接口模塊，主要功能是同步采集三相電壓電流

3、輸出的數(shù)字信息，匯總后按照一定的格式輸出給二次保護控制設備。本文實現(xiàn)了基于S函數(shù)的合并單元數(shù)據(jù)處理模塊的仿真，利用Matlab/Simulink模塊完成了數(shù)字化變電站過程層的仿真設計。通過運行在額定狀態(tài)、20％額定電流、5％額定電流、典型故障狀態(tài)下系統(tǒng)數(shù)據(jù)與合并單元輸出數(shù)據(jù)的對比，可以看出合并單元輸出的仿真誤差能夠滿足互感器誤差限值要求，仿真數(shù)據(jù)準確、有效，能夠為間隔層設備的測試提供有效的信號。 數(shù)字化變電站過程層通信有強實時性

4、的特點。TCP和UDP是TCP/IP模型傳輸層上的最主要協(xié)議，雖然UDP是面向無連接的，但是它比TCP具有更好的傳輸效率，滿足IEC61850的“請求/無應答”的服務要求。本文實現(xiàn)了在傳輸層上采用面向無連接協(xié)議的socket編程方案，該方案也具有基于IEC61850-9-2標準通信的兼容性。 由于某些特殊用途的過程層設備依然保持著模擬量輸出接口，所以本文在實現(xiàn)過程層網(wǎng)絡通訊的同時，還保留了模擬量輸出接口，利用高速高性能模擬輸出采