基于NICRIO平台的智能变电站核相仪设计(3)
作用。GPS 提供了高精度的计时系统，这一特点为不同信号的相位差测量提供参考，
同时使得人们可以对电力系统中各参数进行实时测量，保证了数据的同步性，有利于
实现对整个电网的监控和保护。人们还可以通过对各个检测数据的分析和计算，来实
现实时对电力系统的控制，同时还可以实现对整个系统的实时监测和保护。
在核相仪的开发和研究方面，我国开始的比较晚，虽然通过不断的努力研究使得
核相仪的开发有了一定的进展，但是总体状况仍然不容乐观。从上世纪 80 年代开始，
各种不同型号的电子式相位计相继投入使用，但是总体上来说核相仪的精度仍然存在
着不足。虽然我国对于电力核相的研究有了一定的进步，但是相对于迅速发展着的智
能电网来说，我国的核相仪的开发与研制还处于起步阶段，还不能够满足智能变电站
的使用。
1.3 研究的目的及意义
与传统变电站相比，智能变电站在模拟量和各类控制量的来源等方面有着很大区别，而这些不同也对核相设备以及核相方法提出了新的要求。总体来说，智能变电站
中的各类电子设备同传统变电站的设备相比，两者主要的区别在于各类设备的信息输
入和输出方式以及数据采集的方式产生了很大改变。在传统变电站中，变电站的继电
保护装置和自动控制装置直接接到电压互感器和电流互感器上，两者以模拟量形式输
出各类控制及电量信息数据。跳闸和合闸的信息输出为接点形式，使其接入一次设备
回路进行操作，从而实现故障跳闸和重合闸操作等。与此不同的是，在智能变电站中，
电子设备所获取的采样值和开关量一般而言都在网络上以数据包的形式进行传输，这
个传输过程发生在过程层中，并且保护装置动作后以数字帧的形式将动作信息输出到
过程层网络上，智能一次设备在接收到相应的信息之后立即执行相应的跳闸以及合闸
操作。在此过程中，采样值报文实现的功能是传输智能变电站中的电压值以及电流值
等模拟量，通用面向对象的变电站事件报文实现的功能是传输各个电子设备的开关量
和跳闸合闸等动作信息。除此之外，通用面向对象的变电站事件报文也可以实现传输
智能变电站中间隔层之间的数据的功能。
智能变电站二次系统主要特征是数据采集数字化、信息交互网络化。与传统变电
站相比，智能变电站二次回路的改进是显著的，且是原理性的。面对全新的二次回路，
传统的核相方法难以实现，需要设计适合智能站的核相方法。
1.4 论文的主要工作
本论文主要是针对基于NI CRIO 平台的智能变电站核相仪设计， 即设计适合智能
变电站的核相方法，主要任务是在学习和掌握 LabVIEW 的基础上，分析智能站与传
统站核相方法的差异，编写智能站核相程序。主要内容有：
（1）简要介绍了智能变电站的一些特征，主要是智能变电站的三层式结构，并
且简要介绍了IEC 61850 的背景、内容及主要特点，将智能变电站与传统变电站进行
了比较，并分析了二次回路的一些区别。
（2）介绍了 NI CRIO 平台与 LabVIEW 软件，将虚拟仪器与传统仪器进行了比
较，并介绍了系统整体的软件与硬件。
（3）简要介绍了 IEC 61850-9-2 标准与 SV 报文的一些内容，并且针对 SV 报文
的特点编写了报文解析程序进行了测试。
（4）介绍了常用的检测相位的一些方法，针对一些方法编写了相应的检测相位
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