發(fā)布時間：2020-11-16 03:28

　　 配電自動化系統(tǒng)作為與用戶端直接聯(lián)系的電力自動化系統(tǒng),直接關(guān)系到用戶用電的穩(wěn)定性及用電質(zhì)量。同時,隨著微電網(wǎng)及電動汽車的推廣應(yīng)用,基于智能配電室集群的區(qū)域配電自動化系統(tǒng)將逐步得到推廣。該系統(tǒng)需要使用基于IEC61850的通信系統(tǒng)實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的通信連接,但大量采用傳統(tǒng)協(xié)議的設(shè)備無法接入IEC 61850系統(tǒng)。Modbus支持多種電氣接口和傳輸介質(zhì),并且?guī)袷胶唵巍⒕o湊,在電力監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,但目前對于IEC61850與傳統(tǒng)協(xié)議的轉(zhuǎn)換主要集中于IEC60870-5-103和IEC60870-5-104,對于如何實現(xiàn)Modbus與IEC61850的轉(zhuǎn)換的研究還很少。為了實現(xiàn)Modbus與IEC61850的轉(zhuǎn)換,本文分析了區(qū)域配電自動化系統(tǒng)中對于通信系統(tǒng)的需求,結(jié)合目前通信規(guī)約的使用現(xiàn)狀,提出設(shè)計一種基于Linux嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān),用于完成Modbus與IEC61850的轉(zhuǎn)換,能夠?qū)崿F(xiàn)將使用Modbus協(xié)議的IED轉(zhuǎn)換為支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的IED,達(dá)到遺留設(shè)備接入IEC61850系統(tǒng)的目的。首先,采用了模塊化設(shè)計方法設(shè)計了整個通信網(wǎng)關(guān),并詳細(xì)介紹了網(wǎng)關(guān)中的關(guān)鍵模塊的工作流程。其次,分析了Modbus規(guī)約的報文幀結(jié)構(gòu)和IEC 61850的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)的特點,根據(jù)這些特點設(shè)計了基于sAddr的規(guī)約映射方法。然后,根據(jù)所設(shè)計的映射方法設(shè)計了映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫,并詳細(xì)介紹了網(wǎng)關(guān)中IEC61850服務(wù)端模塊中主要功能的實現(xiàn)方法。最后,使用Linux嵌入式操作系統(tǒng)和ARM芯片設(shè)計了通訊網(wǎng)關(guān)的試驗樣機(jī),詳細(xì)介紹了樣機(jī)中的各個模塊的設(shè)計方法,對樣機(jī)的各個模塊進(jìn)行了測試,并使用完整的樣機(jī)測試了通信網(wǎng)關(guān)的幾個主要功能。
【學(xué)位單位】：廈門理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TM76;TN915.05
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 通信規(guī)約應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)電力通信規(guī)約現(xiàn)狀
        1.2.2 IEC 61850 的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 通信網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 規(guī)約轉(zhuǎn)換研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 創(chuàng)新點
    1.6 小結(jié)
第二章 IEC 61850網(wǎng)關(guān)相關(guān)理論
    2.1 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)
    2.2 IEC 61850的主要特征
    2.3 IEC 61850信息建模方法
    2.4 IEC 61850服務(wù)映射方法
    2.5 通信服務(wù)映射到MMS
        2.5.1 MMS概述
        2.5.2 MMS映射
        2.5.3 libiec61850的MMS實現(xiàn)
    2.6 小結(jié)
第三章 通信網(wǎng)關(guān)的設(shè)計
    3.1 基于網(wǎng)關(guān)的區(qū)域配電自動化系統(tǒng)
    3.2 網(wǎng)關(guān)架構(gòu)設(shè)計
    3.3 網(wǎng)關(guān)監(jiān)控模塊
    3.4 IEC 61850服務(wù)端
    3.5 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊
    3.6 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與Modbus主機(jī)的通信機(jī)制
    3.7 小結(jié)
第四章 Modbus與IEC61850映射關(guān)系的研究
    4.1 規(guī)約映射實現(xiàn)原理
    4.2 Modbus與IEC 61850的映射關(guān)系
        4.2.1 地址域映射為邏輯設(shè)備名稱
        4.2.2 基于sAddr的數(shù)據(jù)區(qū)映射關(guān)系
        4.2.3 功能碼映射為ACSI服務(wù)
    4.3 基于SCL的IED建模
    4.4 小結(jié)
第五章 通信網(wǎng)關(guān)規(guī)約轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)
    5.1 映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計
        5.1.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
        5.1.2 嵌套數(shù)據(jù)類描述方法
        5.1.3 數(shù)據(jù)庫訪問接口
    5.2 定值服務(wù)
        5.2.1 定值服務(wù)實現(xiàn)原理
        5.2.2 定值服務(wù)的具體實現(xiàn)
    5.3 報告服務(wù)
        5.3.1 數(shù)據(jù)更新
        5.3.2 緩存報告控制塊（BRCB）
        5.3.3 非緩存報告控制塊（URCB）
    5.4 小結(jié)
第六章 試驗樣機(jī)的設(shè)計與網(wǎng)關(guān)功能測試
    6.1 功能需求分析
    6.2 樣機(jī)架構(gòu)設(shè)計
        6.2.1 基于Linux系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺搭建
        6.2.2 主板功能測試
        6.2.3 通信擴(kuò)展板電路設(shè)計
        6.2.4 CPU間通信接口設(shè)計
    6.3 通信網(wǎng)關(guān)功能測試
        6.3.1 目錄獲取
        6.3.2 報告服務(wù)
        6.3.3 定值服務(wù)
    6.4 樣機(jī)展示
    6.5 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
附錄 1 CDC分類
附錄 2 ACSI定義
附錄 3 BRCB類參數(shù)表
附錄 4 URCB類參數(shù)表

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Alexander APOSTOLOV;任雁銘;;基于IEC 61850的配電自動化系統(tǒng)功能測試[J];供用電;2016年10期

2 武會超;吳奕;朱海兵;譚志軍;劉明祥;;基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的配電自動化終端即插即用體系研究[J];供用電;2015年01期

3 許奕蕓;;基于Linux的嵌入式實時操作系統(tǒng)[J];中國信息技術(shù)教育;2011年02期

4 喬然;胡向陽;;Linux平臺下網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)的實現(xiàn)[J];科技展望;2016年35期

5 李先宗;;任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在linux課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J];電子制作;2016年22期

6 孫麗萍;;從Linux的發(fā)展史看職業(yè)教育的發(fā)展前景[J];無線互聯(lián)科技;2017年01期

7 周瑩;;Linux下自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)設(shè)計[J];中國新通信;2017年04期

8 徐司聰;顧丹珍;;基于IEC 61850的電-氣能源互聯(lián)微電網(wǎng)運行控制方法[J];電力建設(shè);2017年04期

9 張旭;顧乃杰;蘇俊杰;;Linux調(diào)度器免鎖優(yōu)化方法研究[J];小型微型計算機(jī)系統(tǒng);2017年04期

10 張權(quán);胡曉勤;;一種基于Linux標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)的快照方法[J];現(xiàn)代計算機(jī)(專業(yè)版);2017年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭銳;基于Linux的微細(xì)電火花加工數(shù)控系統(tǒng)及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 王德文;基于IEC 61850和MMS的網(wǎng)絡(luò)化電力遠(yuǎn)動通信的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2009年

3 易永輝;基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動化若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 楊麗;基于IEC 61850過程總線結(jié)構(gòu)的數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)性能研究[D];山東大學(xué);2010年

5 彭朝勇;面向預(yù)警的一體化強(qiáng)震儀實時嵌入式Linux系統(tǒng)研制[D];中國地震局地球物理研究所;2013年

6 趙慧斌;RFRTOS——基于Linux的QoS實時操作系統(tǒng)[D];中國科學(xué)院研究生院（軟件研究所）;2003年

7 羅彥;IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在智能變電站過程層中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2012年

8 吳峰光;Linux內(nèi)核中的預(yù)取算法[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

9 劉克龍;安全Linux操作系統(tǒng)及安全Web系統(tǒng)的形式化建模與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)院軟件研究所;2001年

10 于曉;基于嵌入式Linux的儀器操作系統(tǒng)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 秦鎮(zhèn);基于Linux嵌入式系統(tǒng)的IEC 61850通信網(wǎng)關(guān)的研究[D];廈門理工學(xué)院;2016年

2 張升;基于嵌入式Linux的電力通信控制器的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

3 張坤;基于Linux視頻站節(jié)牌軟件系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2019年

4 劉睿博;Linux系統(tǒng)下基于clang編譯器的安全防護(hù)機(jī)制的研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

5 朱雪燕;Linux內(nèi)核文件間依賴關(guān)系分析工具的研究與實現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2018年

6 高鳳;基于Linux系統(tǒng)等離子體目標(biāo)FDTD算法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

7 王星;基于Linux的導(dǎo)航定位終端設(shè)計與實現(xiàn)[D];河北科技大學(xué);2019年

8 王冠一;基于Linux的激光焊保護(hù)鏡鏡面缺陷檢測系統(tǒng)[D];天津大學(xué);2018年

9 謝真葵;基于Linux的車牌智能識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2018年

10 王龍平;基于Linux的網(wǎng)絡(luò)化天線控制器設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2018年

本文編號：2885568