IEC61850标准GOOSE技术在配电自动化中的应用和实现研究

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随着电力建设的不断发展,提高供电可靠性和改善电能质量势在必行,智能电网能有效改善这些问题,是未来各国电网发展的方向。配电网在整个电力系统中属于终端,直接面向用户,是智能电网的重要组成部分。配电网中广泛使用的传统的通信规约由于面向点和不具有互操作性等问题不能满足未来智能配电网的通信需要,发展到面向对象的具有互操作性的IEC61850标准。IEC61850已经成为未来智能电网的统一标准。本文介绍了目前广泛使用的规约IEC60870-5,与IEC61850标准进行了对比,指出61850比60870-5的优势所在。介绍了IEC61850标准的主要内容和特点。通用面向对象的变电站事件(GOOSE, Generic Objected Oriented SubstationEvent)是IEC61850标准中一种比较特殊的通信,对报文的传输时间、可靠性等要求最高。本文对GOOSE通信进行了详细的分析。首先介绍了GOOSE协议的四层通信体系,分析了GOOSE的通信模型,讨论了GOOSE控制块及其相应服务,并通过解析具体的GOOSE报文加深对其结构的理解。在了解GOOSE报文的基础上,分析了在PC机上利用Winpcap实现GOOSE报文通信的方法,给出了Winpcap的抓包原理、抓包和发包步骤,通过在VC++6.0平台上编写软件,对GOOSE报文进行组包和解包,实现了在PC机上收发GOOSE报文的目的,并通过实验进行了验证。在此基础上可以开发出GOOSE测试工具,有利于工程调试人员测试GOOSE报文。在实际工作环境中根据GOOSE报文通信的双方,一般是智能电子设备(IED,Intelligent Electronic Device)之间以及IED和主站之间。本文对智能IED发送和接收GOOSE报文的实现方法进行了讨论,利用DSP和W5100网络芯片组成IED,介绍了W5100网络接口芯片和DSP的软件开发环境CCS,通过在CCS上编写软件,实现IED收发GOOSE信息,并用Wireshark进行报文的分析与验证。
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