配电网自动化技术课程设计

《配电网自动化技术》课程设计任务书

目录

一、意义及设计背景 (3)

二、设计目的 (3)

三、设计容和要求 (3)

四、设计容分析 (4)

五、设计原理 (4)

1、召唤式应答规约 (4)

2、越限 (4)

3、遥测 (5)

4、遥信 (5)

5、遥控 (5)

6、SOE (5)

7、通信帧的格式 (5)

8、循环码校验 (6)

六、详细设计 (7)

1、功能码 (7)

2、下行报文帧结构设计，即主站对子站的命令。 (8)

3、上行报文帧结构设计，即子站对主站的响应。 (9)

4、全报文数据结构的设计 (12)

5、信息的传送原则 (12)

6、查表法 (13)

7、CRC表的产生 (15)

8、IED通信传输和接受的流程图 (16)

七、设计总结 (17)

参考文献： (18)

一、设计背景

在配电网自动化系统中，数据通信是一个极为重要的环节。数据通信既可能是在一

个厂站进行，也可能是在厂站之间进行，还可以是在远达数千公里的厂站与调度中心之间进行。变电站自动化系统，普遍采用分布式的监视和控制系统，各类IED装置和通信管理机不断进行通信，使通信管理机实现现场信息的集结和控制命令的下达，使IED装置实现现场信息的上传。在数据通信系统中，为保证这种数据通信的正常有序进行，双方必须遵守一些共同的约定，这些约定就是通信规约。因此，通信规约是数据通信的基础。在我国配电网自动化系统中，通信规约一般可以分为循环传送式通信规约、召唤式应答通信规约、对等式通信规约。由于召唤式通信规约可节省信道，数据传输速度高，通道适应性强，因此得到了广泛的应用。

由于信息在传输过程中会受到不同程度的干扰，干扰将会使信息出错，出现信息的失真，接收端将收到错误的信息。因此，必须在传送的信号上加上抗干扰编码，即利用信道编码器实现差错控制。差错控制的目的是要发现传输过程中出现的错码，进而加以修正。循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)是一种重要的校验方式，编码简单且误判概率很低，在电力自动化通信系统中得到了广泛的应用。

二、设计目的

配电网自动化技术是集计算机技术、现代数据通信技术和电力系统运行控制理论为一体的自动化系统，其中的数据通信技术是保证配电自动化系统实施的关键。配电网自动化系统一般分为三层：第一层为现场IED设备层，第二层为配电子站即通信管理机，第三层为主站层。本次课程设计为设计变电站自动化系统信管理机与现场各类IED设备

的通信，采用的是召唤式应答通信规约，在此基础上设计帧结构。因此，通过本次课程设计能够使我们明白配电网自动化系统信的实现原理，为以后开展配电网自动化有关工作具有重要指导意义。

本次配电网课程设计的目的有以下几点：

1、加深对配电网自动化课程中基本概念和计算方法的掌握和理解。

2、掌握信息传送帧结构的设计。

3、理解掌握循环码监督码的计算方法，循环码的生成多项式。

4、掌握用查表法实现CRC-16校验码生成和校验。

5、了解主机规约传输和接收的程序流程，并画出流程图。

三、设计容和要求

1、根据功能要求，确定传输的容（命令）编码，在此基础上设计出帧结构。

2、设计出每一类信息的传送帧格式。

3、根据信息的传送重要性确定信息的传送原则。，

4、校验方式选用CRC-16校验方式。生成多项式g(x)=x16+x15+x5+1

5、用查表法实现CRC-16校验码生成和校验。

6、设计主机规约传输和接收的程序流程，并画出流程图。

7、设计CRC校验子程序流程。

8、编写程序

9、撰写设计报告。

四、设计容分析

1、根据题目要求，IED和通信管理机之间的通信时通过RS485总线或CAN总线进行串行通信。

2、IED和通信管理机之间进行通信时采用的通信规约是召唤式应答规约。

3、需要设计遥测帧结构、遥信帧结构、遥控帧结构、事件顺序记录（SOE）帧结构以及越限信息的帧结构。

4、校验方式为CRC—16，用查表法实现校验码生成和实现，需要设计校验子程序的流程图。

5、根据信息传送的重要性区别确定出信息的传送原则。

6、设计主机规约传输和接收的流程图。

五、设计原理

1、召唤式应答规约

问答通信方式由主站掌握遥测、遥信通信的主动权，主站轮流询问IED设备，各IED 设备只有在接到主站询问后才可以回答（报送数据），主站主动，依此轮流询问各个子站。如被询问的子站无数据传送，就转向询问下一子站。如被询问的子站又数据发送，

一般就在数据送完后再转向询问下一个子站。为了提高效率，通常遥信采用变位传送，遥测采用越阈值传送。

2、越限

电力系统运行时，各种电气参数受约束条件的限制，不能超过一定得现值，母线的电压不能太高或太低，功率传送不能太高，当电气量超过一定的围时，对其参数应及时进行检查，如超越限值，应进行警告。

告警上限：当模拟量变化超过此值时，进行告警并记录。

告警下线：当模拟量变化低于此值时，进行告警并记录。

上复位限：低于告警上限的一个值，当值低于此值时，认为模拟量恢复正常。

下复位限：高于告警下限的一个值，当值高于此值时，认为模拟量恢复正常。

如果运行参数由于某些原因在限值附近波动时，就会出限越限和复限不断交替，频繁告警，为了减少这种情况，通过设置“越限呆滞区”来缓解。

当运行参数超越上限，图中的a点时，判为越上限，可发出越上限告警信号。此后当运行参数回落到b 点以下，才判为复限，而两外的1、2两点不作撤警和重新告警处理。同理c、d段被判为连续地越下限状态。

越限呆滞区:给定的一个量值，即上限和上复位限的差值或下复位限和下限的差值。

3、遥测：将远方厂、站需要测量的被测量，应用FTU中的微机采样并预处理后，利