智能变电站电力自动化装置开发调试和系统集成可视化环境的设计

摘要

近年来，随着坚强智能电网的建设，智能变电站的发展速度日新月异，智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站是智能电网的重要基础和支撑，与常规变电站相比，在技术先进性、安全可靠性、环境友好等方面具有无可比拟的优势，也由此造成现有工具软件无法满足智能变电站的新要求。本文针对现有工具软件程序开发效率低、适用性不足、集成度低等问题，提出了智能变电站电力自动化装置开发调试和系统集成可视化环境的设计。
　　首先，本文对可视化环境的功能需求和界面需求进行了详细的分析，将需求功能划归为三个大的功能集合;接着，根据三大功能集合，提出了可视化环境的由计算机端软件和装置端软件两部分构成的总体框架，并分别对着它们的组件进行了初步设计;再次，二次划分了可视化环境功能，分别构建装置应用开发功能和变电站系统集成功能，利用装置应用开发工具和装置端软件，共同实现了一个可视化环境，装置应用开发工具由符号制作工具和可视化编程调试工具组成，通过详细阐述符号制作的过程和可视化编程调试的过程，明确了这两个工具实现装置应用开发的功能的原理。最后，以灵敏性高、应用广泛的复压闭锁方向过流保护为应用实例，使用符号制作工具和可视化编程调试工具，制作了所需符号并绘制了PT断线、复合电压、方向判断和过流保护的逻辑图，生成了变压器保护装置必要的四类下载文件:逻辑文件logic.ldr、配置文件config.txt、词条显示文件display.txt和装置模块文件device.cid，在装置端软件的支持下，通过对复压闭锁方向过流保护的调试，展示了可视化环境应用和调试的整个过程。
　　可视化编程技术的应用提高了程序开发的高效性、灵活性、一致性和可移植性，而可视化环境的设计和实现对智能变电站的发展、电力自动化装置的工程应用具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．1．1 课题的背景

1．1．2 课题的意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 课题引出

1．3．1 通用性

1．3．2 集成性

1．4 论文结构及各章节主要内容

第二章 可视化环境的功能需求分析

2．1 功能需求初步分析

2．2 装置应用开发功能

2．2．1 可视化编程

2．2．2 信号矩阵

2．2．3 装置HMI编辑

2．2．4 装置建模

2．3 系统集成功能

2．3．1 SCL文件导入

2．3．2 参数配置

2．3．3 虚端子连接

2．3．4 私有信息配置

2．3．5 SCL文件导出

2．4 调试功能

2．4．1 装置应用开发调试

2．4．2 系统调试

2．5 界面需求

2．6 全局性问题

2．7 本章小结

第三章 可视化环境的设计

3．1 总体框架设计

3．2 计算机端软件设计

3．2．1 装置连接包设计

3．2．2 功能结构设计

3．2．3 界面设计

3．2．4 权限管理设计

3．2．5 元件设计

3．2．6 接口描述

3．3 装置端软件设计

3．3．1 装置端软件的层次架构

3．3．2 软件平台的体系设计

3．3．3 软件平台运行流程设计

3．3．4 软件平台设计的特点

3．4 本章小结

第四章 装置应用开发的可视化环境实现

4．1 装置应用开发工具分析

4．2 符号制作工具的实现

4．2．1 工具界面

4．2．2 符号制作

4．2．3 符号分类

4．3 可视化编程调试工具的实现

4．3．1 工具界面

4．3．2 逻辑图绘制

4．3．3 脚本转换机制

4．3．4 元件库的规划

4．3．5 元件调试

4．4 本章小结

第五章 装置应用开发的可视化环境应用与调试

5．1 应用实例原理分析

5．1．1 PT断线

5．1．2 复合电压

5．1．3 方向判别

5．1．4 过流判据

5．2 装置应用开发工具的应用

5．2．1 创建符号

5．2．2 开发逻辑图

5．2．3 生成代码

5．2．4 封装元件

5．3 装置应用开发工具在装置上的调试

5．3．1 测试方案设计

5．3．2 工具与装置的通信

5．3．3 在线调试

5．4 本章小结

第六章 总结和展望

致谢

参考文献