《基于IEC61850电能质量监测IED的建模》.doc

分 数: ___________ 任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业 学 年 学 期：2010-2011第二学期 课 程 名 称：电力系统实时安全监控新技术 学 生 姓 名：* * 学 号：******** 提 交 时 间：2011年6月 25日 基于IEC61850电能质量监测IED的建模 1 引言 随着电力电子技术的广泛应用，电力电子整流设备、电气化铁路、电弧炉以及其它非线性负载大量使用。这些非线性负载会引起电网电流、电压波形发生畸变，造成电网的谐波“污染”；电弧炉、电力机车等波动性负荷的运行不仅产生大量的间谐波和高次谐波，还引起电压波动和三相不平衡等一系列的电能质量问题[1] [2]。电能质量问题不仅导致供用电设备本身的安全性和使用寿命的降低，而且严重干扰了电网自身的安全经济运行。因此，无论从电网运行的需要考虑，还是从供电用户的需要考虑，加强对电能质量的监控都是非常必要的。这一问题正受到电力部门和用户越来越广泛的关注。只有对电能质量做出实时可靠的监测与分析，才能制定有效的措施来改善电能质量问题[2]。 日益突出的电能质量问题引起了电力部门和用户的高度重视。目前，越来越多的变电站开始对电能质量进行监测。电能质量监测设备种类繁多，制造商使用各自的通信协议和数据格式，开发的监测设备和软件不尽相同，不同设备之间互不兼容。因此，使用标准的协议和标准的数据文件交换格式、建立开放式的电能质量监测系统十分必要[3]。 IEC61850是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系，明确提出了信息分层、面向对象、数据对象统一建模、可实现系统的配置管理、采用映射的方法、与具体网络独立，符合采用网络传输建立无缝通信系统的要求，己成为无缝通信系统传输协议的基础，避免了繁琐的协议转换，实现了IED间的互操作性。 由于IEC61850中定义的逻辑节点类和数据类并没有涵盖电能质量监测的所有信息，这影响到了IEC61850在电能质量监测方面的应用。对象建模是IEC61850的核心，文献[4]建立了电能质量监测IED(intelligent electronic device，IED)的测量功能模型，文献[5-7]建立了具有仪用互感器逻辑节点的电能质量监测IED的测量功能模型，而电能质量监测的其它功能(电能质量事件检测功能、波形记录扰动记录功能)的建模急待解决。近年来，TC57第10工作组一直致力于研究IEC61850在电能质量方面的扩展工作，并于2005年形成了IEC61850电能质量附录的委员会草案版本[8-9]。文献[8-10]对电能质量信息交换的逻辑节点和数据类进行了标准化，这为建立较完整的电能质量监测IED的对象模型奠定了基础。 本课题在了解电能质量定义和电能质量监测IED原理的基础上，希望能设计电能质量监测IED与变电站自动化系统SAS各功能层的接口，并遵循IEC61850及其电能质量对各个功能进行分解，利用标准化的逻辑节点建立采用上述接口方式的用于监测电能质量的IED模型。 参考文献 [1] 肖湘宁，韩民晓．电能质量分析与控制[M]．北京：中国电力出版社，2004． [2] 郭敏，赵成勇，曹东升，等.同步采样与谐波分析方法的实现[J].电测与仪表,2011,48(544):13-17. [3] 陈巨龙. 基于的的研究]．保定：华北电力大学，2007 [4] Apostolov A，Muschlitz B．Object modeling of measuring functions in IEC 61850 based IEDs[C]．Transmission and Distribution Conference and Exposition，Los Angeles，USA，2003． [5] Alexander A，Christoph B，Kay C．Use of IEC 61850 object models for power system quality/security data exchange[J]．Quality and Security of Electric Power Delivery Systems，2003：155-164． [6] IEC 61850 的对象模型在电能质量监测IED中的应用[J]．电力系统通信，2006，27(12)：66-70． [7] 李鹏，游大海．IEC 61850 标准下的对象模型的研究及其在电能质量监测IED 中的应用[J]．电力标准化与技术经济，2006，(3)：10-14． [8] IEC 61850-7