基于NI CRIO平台的智能变电站合并单元模拟装置设计(2)
4.4 合并单元模拟装置软件的设计与实现 15
4.5 小结 27
总结 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
进年来，随着国民经济持续以前所未有的速度发展，作为国民经济飞速向前发展的能源支柱——电网系统正面临着前所未有的发展空间，但是也面临着巨大的考验。而变电站作为电网系统中的枢纽环节，不仅承担着接受从电厂输送过来的电能，更重要的是将电能再分配出去。能使其长期可靠高效地运行显得尤为重要。随着电网的电压等级不断升高，覆盖的区域越来越广，传统变电站的弊端日益凸现出来，例如信息难以共享，设备之间缺乏互操作性，可扩展性差等等[1]。因此智能变电站已经成为未来变电站的发展方向[1]。
而合并单元在智能变电站中的作用尤为突出。国际电工委员会制定的IEC60044-7/8标准第一次对合并单元的功能有了明确的定义[2]。合并单元的主要功能是对电网的一次侧的数据进行采集，合并，然后利用局域网络进行传输，这样既节约了大量的传输电缆线，同时也可以让数据更好的实现共享[3]。
1.1 研究背景及意义
随着智能变电站的提出，国际电工委员会IEC61850标准的制定，电子式互感器的逐渐普及，以及以太网通信在电网中的应用都给合并单元提供了技术支持。电子式互感器从一次侧采集到的电气量不再是传统的模拟量而是数字量，合并单元把通过电子互感器采样得到的数据以IEC61850—9—2进行编码处理后，按照发布方/订阅者通信模式发送数据，实现了数据的共享[4]。由于合并单元发送的数据是通过光纤发送的数字信号，这就使得信号免遭干扰，减少传输过程中的误差,这使得电力系统在运行时的稳定性和精确性都得到了极大提高。而且合并单元还有发送断路器开断的Goose报文，使得控制和保护的功能同时兼备，简化了变电站的二次设备[5]。鉴于合并单元有着以上诸多优点，因此对合并单元的研究是有着重大的实际意义的。
1.2 研究现状
1.3 论文内容
利用LabVIEW软件按照IEC61850-9-2标准对采样进来的数字信号进行组帧编写SV报文，再将程序下载到NI CRIO测试合并单元模拟装置的功能，基本上实现了合并单元的功能，达到了预期的目的。本文章节安排及主要工作内容如下：
第一章 通过学习合并单元，论述合并单元的研究背景，研究意义和研究现状。
第二章 对智能变电站进行介绍，并将智能变电站与传统变电站进行对比，还讨论了合并单元的功能和特点。
第三章 对IEC61850标准和IEC61850-9-2 SV报文的数据帧格式进行学习和研究，为下文的软件设计和实现奠定理论基础。
第四章 对Labview软件和NI CRIO平台进行学习和研究，以及合并单元模拟装置的设计与实现。
2 智能变电站与合并单元
2.１ 智能变电站的介绍
智能变电站是指由先进、可靠、节能、环保、集成的智能设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息的采集、测量、控制、保护、计量、监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能的变电站[8]。
IEC61850是世界上关于智能变电站的唯一标准，在IEC61850规约下，智能变电站被分成三部分：间隔层、站控层、过程层[9]。各层结构功能为：
（1）过程层：由独立的智能电子设备（IED）和一次设备以及相应的智能元件构成[10]。其主要功能为：实时监测系统在运行过程中的电气量，以及断路器和隔离刀闸的位置信息等，设备运行的控制命令和执行。