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地铁电力监控SCADA系统的分布式共识状态估计子系统设计及实现
| 论文题名： | 地铁电力监控SCADA系统的分布式共识状态估计子系统设计及实现 |
| 关键词： | 轨道交通;电力监控;监视控制;数据采集;分布式共识;状态估计 |
| 摘要： | 近年来，电力系统自动化、信息化及智能化发展水平显著提升，许多新技术应用到传统电力系统中。轨道交通电力数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系统和其他电力系统类似，有着强烈的稳定性、容错性和可靠性需求。恰逢成都轨道交通电力SCADA系统智慧维保科研项目立项，本文借此契机以轨道交通电力SCADA系统的状态估计功能作为出发点，改进了原来SCADA系统的带电推导功能，以分布式共识技术为核心，设计并实现了状态估计子系统。 目前，轨道交通电力SCADA系统面临诸多问题：首先，电力SCADA系统数据的安全性、可靠性备受关注，电力行业环境对于错误数据零容忍，迫切需要提高SCADA系统的容错水平；其次，经历了长时间的发展，为适应时代需求，轨道交通电力SCADA系统不断添加新功能，系统也变得越来越臃肿。各个功能之间耦合性较高，功能之间的资源占用和差错都容易造成SCADA系统卡顿或出错，无法满足SCADA系统的实时性、可靠性要求。 本文围绕轨道交通电力SCADA系统，主要研究工作有两点：第一，分布式共识技术在轨道交通SCADA系统的应用研究。将SCADA系统中的带电设备作为分布式共识技术中的投票节点，在其中某个节点数据变化时，其他节点将自身设备状态信息作为投票信息，进行阶段性投票，投票结果最终达成共识，最后将错误的数据作为报警信息发送至SCADA系统。第二，设计并实现了状态估计子系统。状态估计子系统不仅是分布式共识技术在SCADA系统的应用实现，还是对SCADA系统架构的改善和部分功能的优化。状态估计子系统改善了SCADA系统原有的带电推导模块，且状态估计子系统和SCADA系统之间的数据进行加密传输，防止数据被窃密、篡改和伪造。 轨道交通电力SCADA系统的状态估计子系统有以下优点：（1）核心的投票共识模块充分利用了SCADA系统的分布式节点，既能对SCADA系统进行状态估计，还能增强SCADA系统的容错性。（2）将原来SCADA系统中的带电推导模块整合在状态估计子系统之中并进行改进，提高SCADA系统的效率，且数据加密传输，保证SCADA系统的实时性和安全性。 |
| 作者： | 吕康健 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 李毅超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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