【摘要】：隨著國(guó)家對(duì)能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題的重視,風(fēng)電、光伏、電動(dòng)汽車等低污染、低排放、低能耗的新能源發(fā)電和負(fù)荷被大量利用起來(lái)。配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)行為日趨復(fù)雜。由電力電子元器件組成和控制的新能源增加了配電網(wǎng)電壓、電流中的諧波含量,給配電網(wǎng)的電能質(zhì)量帶來(lái)了挑戰(zhàn)。業(yè)界研發(fā)利用配電網(wǎng)同步相量與電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)一體機(jī)(下稱“一體機(jī)”)對(duì)配電網(wǎng)同步相量和電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。作為一種成本低廉、部署方便的配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端,一體機(jī)可以在配電網(wǎng)中大量布置和安裝。通信系統(tǒng)是連接一體機(jī)和主站系統(tǒng)不可或缺的紐帶,是實(shí)現(xiàn)主站數(shù)據(jù)在線展示、存儲(chǔ)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等功能的重要保證。當(dāng)大量一體機(jī)被廣泛安裝、布置后,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的通信問(wèn)題便被提上了研究日程。本文的主要工作和結(jié)果如下:1)在評(píng)估了配電網(wǎng)的通信狀況、一體機(jī)的數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)、對(duì)通信的具體要求的基礎(chǔ)上,提出了利用由電力專網(wǎng)光纖、電力專網(wǎng)4G、公網(wǎng)光纖和公網(wǎng)4G組成的混合組網(wǎng)通信系統(tǒng)對(duì)由一體機(jī)構(gòu)成的輕型廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS Light)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕M網(wǎng)方案,并對(duì)一體機(jī)的通信硬件進(jìn)行了分析,對(duì)一體機(jī)、數(shù)據(jù)集中器(DC)、主站三種設(shè)備的通信量進(jìn)行了計(jì)算。2)分析了 IEEE C37.118.2、IEC 60870-5-101 和 IEC 61850 等與一體機(jī)相關(guān)的主流通信規(guī)約,從同步相量數(shù)據(jù)和同步電能質(zhì)量數(shù)據(jù)兩方面分別制定了適應(yīng)于WAMS Light的自定義規(guī)約。提出了 WAMS Light自定義規(guī)約與61850協(xié)議轉(zhuǎn)換的建模方法。對(duì)有公網(wǎng)加入的WAMS Light通信系統(tǒng)的通信安全問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出利用基于KDC的DES和RSA混合加密技術(shù)解決實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的通信安全問(wèn)題。3)分別從一體機(jī)端、主站端對(duì)WAMS Light通信規(guī)約進(jìn)行了編碼。自定義規(guī)約轉(zhuǎn)換為IEC 61850部分基于開源代碼libiec61850構(gòu)建了轉(zhuǎn)換服務(wù)器。對(duì)基于KDC的DES和RSA混合加密技術(shù)進(jìn)行了編碼。對(duì)整個(gè)通信過(guò)程進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明,本文所采用的軟硬件通信技術(shù)滿足配電網(wǎng)同步相量測(cè)量通信的相關(guān)技術(shù)要求,適合推廣使用。
【圖文】：

利用低延時(shí)、安全可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，將獲取的帶有統(tǒng)一時(shí)標(biāo)的配電網(wǎng)逡逑動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞?jí)數(shù)據(jù)集中器（Ｄａｔａ邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ，邋ＤＣ）或者主站，實(shí)現(xiàn)逡逑高級(jí)應(yīng)用功能［２５］。ＷＡＭＳ邋Ｌｉｇｈｔ系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖１－１所示。逡逑ｗ邋ＰＭＵＬｉｇｈｔ（無(wú)線）邐＼、邋ＣＶ．逡逑ｎｎ邋Ｔ邋（ｆ）邐／應(yīng)用服務(wù)器逡逑／丨■叼Ｉ六無(wú)線接入點(diǎn)邐／邐／＾Ｎ＼邋Ｕ逡逑／邋■邋ＤＤ邋悶邋＊＾＾２＾邋Ｉｎｔｅｒｎｅｔ邋邋＾邋＾邐今；歷史數(shù)據(jù)庫(kù)邋＼、逡逑／邋暻剛有線）ｙＭ逡逑ＰＤＣ邐防，Ｊ逡逑ＰＭＵＬｉｇｈｔ（有線丨邐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可視化終端逡逑圖１－１邋ＷＡＭＳ邋Ｌｉｇｈｔ系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖逡逑截止到目前，配電網(wǎng)同步相量測(cè)量裝置己發(fā)展到第四代，與輸電網(wǎng)ＰＭＵ逡逑和以往三代裝置相比，，新一代ＰＭＵＬｉｇｈｔ具有以下特點(diǎn)：（１）安裝在配電網(wǎng)逡逑側(cè)，安裝方便，造價(jià)低；（２）硬件性能升級(jí)，計(jì)算精度更高，速度更快；（３）逡逑能同時(shí)計(jì)算同步相量數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)（包括故障錄波功能）；（４）該裝逡逑置采用模塊化設(shè)計(jì)，以方便后續(xù)對(duì)裝置進(jìn)行升級(jí)和改造。逡逑３逡逑

光纖和分光器（ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ））和大量靠近終端用戶的光網(wǎng)絡(luò)單元（簡(jiǎn)稱ＯＮＵ終端逡逑或者ＯＮＵ）組成。ＯＬＴ是ＰＯＮ和骨干層之間的接口，ＯＮＵ是終端用戶的服務(wù)逡逑接口［￥。光分配網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。無(wú)源是指光分配網(wǎng)絡(luò)全部由無(wú)逡逑源器件組成，光分配網(wǎng)絡(luò)中不含有任何電子電源，能夠避免來(lái)自外部設(shè)備的電磁逡逑干擾和雷電波的干擾，從而有效降低故障率，提高通信可靠性。ＰＯＮ主要特點(diǎn)逡逑為：信號(hào)在傳輸過(guò)程中沒有二次放大，信號(hào)由光分路器、無(wú)源光功率分配器傳輸逡逑至用戶，信號(hào)的處理由局端和用戶端完成，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。ＰＯＮ的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可逡逑８逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM73;TM933.313

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599607