基于IEC61850功能分层的母线保护方案研究

介绍了数字化变电站的发展趋势及现代通信技术标准IEC61850 的分层结构,在此基础上对过程层通信总线的解决办法进行了分析,形成了几种符合IEC61850 标准的母线保护方案,通过各种方案的对比,提出了一种理想的解决办法,该方案充分利用了CAN 总线的通信特点,可以使多个CPU 并行工作,有效的解决了基于IEC61850 过程层实现母线保护装置过程中遇到的技术难题,对母线保护的技术发展有一定的参考意义.     

基于数字化变电站过程层的分布式母线保护的研制

结合IEC 61850协议特征、数字化变电站过程层的通信特点及母线保护的特殊要求等提出了基于数字化变电站过程层的分布式母线保护实现方案,并分析了分布式母线保护所涉及的关键问题之一同步采样控制方法,评述了分布式母线保护的通信模式.     

基于IEC 61850的分布式母线保护方案

智能变电站是智能电网的关键组成部分,而基于IEC 61850的分布式母线保护研究与应用对于保障变电站的安全可靠运行具有重要意义.分析了IEC 61850的分层控制体系结构,提出了分布式母线保护的实现方案.基于IEC 61850的信息模型结构,研究了分布式母线保护设备的建模过程与方法.针对IEC 61850体系下过程层与间隔层的以太网通信网络,分析研究了分布式保护的采样值传输和通用面向对象变电站事件(GOOSE)传输实现方案.     

新型数字化变电站分布式母线保护

针对基于IEC61850通信标准的数字化变电站,提出一种分散计算并就地控制的新型母线保护方案。根据数字化变电站技术特征,构建了无主站分布式母线保护整体结构;分析了采样值报文和GOOSE信息的数据传输特征,基于以太网技术设计了联系过程层设备和间隔层保护装置的过程总线;利用非传统电流互感器无饱和的优点,将瞬时值电流差动保护原理应用到分布式母线保护计算中。分析表明所提方案结构简单、可靠性高、切实可行。     

一种遵循IEC61850标准的保护控制单元的研究

简单介绍了一种遵循IEC61850标准的间隔层设备保护控制单元,它通过光纤以太网按照IEC61850-9-1的通讯协议,接收过程层由合并单元合并电子式电压互感器、电流互感器传送过来的数字量采样值.通过以太网按照IEC61850-8-1的通信模式,与变电站层保护子站、后台、远动进行通信.文中讨论了保护控制单元实现的硬件平台及软件方案.     

一种遵循IEC61850标准的保护控制单元的研究

简单介绍了一种遵循IEC61850标准的间隔层设备保护控制单元,它通过光纤以太网按照IEC61850-9-1的通讯协议,接收过程层由合并单元合并电子式电压互感器、电流互感器传送过来的数字量采样值.通过以太网按照IEC61850-8-1的通信模式,与变电站层保护子站、后台、远动进行通信.文中讨论了保护控制单元实现的硬件平台及软件方案.     

基于IEC 61850过程总线的分布式母线保护研究

IEC 61850标准中所定义的过程总线为变电站各种分布式功能的实现提供了新的途径。本文分析了过程总线技术,重点介绍了SAV报文和GOOSE报文的两种多播发送机制,并提出了一种基于IEC 61850过程总线的分布式母线保护方案,该方案利用MAC多播地址、虚拟局域网和优先级等网络技术,可充分实现数据共享。利用OPNET Modeler网络仿真软件对该方案的通信系统进行了仿真分析,结果表明:采用多播技术可有效减少网络负载,SAV报文和GOOSE报文的时延要求均能满足。文末对可靠性问题进行了探讨,IEC 61850过程总线对变电站保护和自动化的影响还值得进一步深入的研究。     

基于IEC61850的简易母线保护

遵循IEC 61850标准对简易保护的信息和服务进行分类,在过程层网络和站控层网络上实现了简易母线保护。为提高采集系统的可靠性,在过程层中采取合并单元双重配置和点对点的组网模式;为提高站控层网络的可靠性,采用双星形网络架构,并对其通信冗余机制进行了设计。在实时数字仿真器(RTDS)组成的闭环测试平台上,模拟了保护区内和区外故障,以及通信网络故障等,详细论证了简易母线保护的可靠性。     

六氟化硫断路器在线监测模型及系统搭建探索——建立符合IEC 61850标准的信息模型

随着IEC61850标准的推广,符合IEC61850标准的过程层一次设备的模型构建及通信问题急需解决,而六氟化硫断路器作为重要的一次设备,其状态在线监测系统的模型和通信如何符合IEC61850标准变得尤为重要。根据六氟化硫断路器状态在线监测的特点,合理利用IEC61850中逻辑节点GGIO,为模型建立提供了新的思路;由于断路器状态监测装置和间隔层保护设备的数据通信是通过GOOSE（面向通用对象的变电站事件）报文实现的,对GOOSE报文的通信机制进行了具体阐述,并设计了状态在线监测装置系统硬件平台搭建方案。     

IEC 61850通信冗余实施方案

由于IEC 61850没有对通信冗余的实现加以具体的规定，目前已经提出了几种不同的通信冗余实现方案。IEC 61850的理想方案是在智能电子设备（IED）的逻辑访问点的地址层下实现通信冗余，即IED单一IP地址实现通信冗余。但是目前提出的单一IP地址实现方案，无论是在协议栈附加特定通信服务映射（SCSM）参数方案，还是基于以太网交换机的单环网方案，都存在不能完全互操作的问题。双星形独立子网是文中重点讨论的另外一种通信冗余实现方案。虽然该方案也存在互操作问题，但是该方案具有更高的可靠性，可用于保护功能相关的双重化通信，并能与以往的IEC 60870-5-104通信冗余实现保持一致。文中推荐在将来的IEC 61850通信冗余实现上使用这种方案，并建议在将来的IEC 61850版本中对具体通信及通信冗余的实现进行更详尽的描述，以满足在通信冗余下IED之间互操作性的要求。     

继电保护故障信息处理主站系统设计的核心问题

在继电保护故障信息处理系统中，子站以IEC61850XML方式与主站进行信息交换，主站通信机必须完成IEC61850XML与主站关系数据库的双向信息转换功能；主站关系数据库的建立按照IEC61970原则进行设计。同时，主站提供的IEC61970XML服务与交换机制将实现调度端与其他相关系统的信息总线功能。     

基于GOOSE方式的网络化母线保护

在电力系统中,35 kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,一般未装设专用母线保护.但由于高压变电站的35 kV及以下电压等级系统出线多、操作频繁、容易受小动物危害、设备绝缘老化和机械磨损等原因,仍然有母线发生故障的情况.基于IEC61850通信规范基础的数字化变电站,可以实现二次设备之间互操作及信息共享,并实现一次设备智能化、二次设备网络化.提出的基于GOOSE方式的网络化母线保护,能够直接应用到数字化变电站中,具有较大的实用价值.     

Laboratory testing of process bus equipment and protection functions in accordance with IEC 61850 standard. Part I: Electrical arrangement and basic protection functions tests

The use of process bus modern technology in accordance with the IEC 61850 protocol allows performing modern measurement and improving the protection automation system. It also allows for the integration and complex building of functional automation and control systems based on network devices in Ethernet technology. The paper presents measuring tests of a process bus equipment and the operation of protection functions based on measurements.     

变电站过程总线采样值传输仿真系统

为验证基于IEC61850-9-2过程总线的继电保护方案,提出一种基于采样值传输的过程总线仿真系统.仿真系统包括网络平台、流量源和流量控制3个部分.系统底层采用网络数据包过滤器(NPF)内核组件设计,配置高精度定时器,工作在数据链路层,可定性、定量地产生采样值报文,为继电保护实验提供稳定的电压、电流信号.为了对采样值及其传输控制进行验证,构建了基于IEC61850-9-2/LE的采样值传输模型,并在工控机上实现了对信号源的仿真,验证了采样值数据完全符合标准.     

数字化测控装置关键技术的实现

介绍了当前数字化变电站系统架构,提出了一种基于IEC61850协议的数字化测控装置的软硬件设计方案.装置硬件由可插拔的功能模件组成,模件之间通过现场总线交互信息.数字化交流量采集和控制模件采用MPC8247和TMS320F2812型DSP为硬件平台.MPC8247负责接收以太网上交流量数据,TMS320F2812对数据进行重采样和计算.对同期合闸等关键技术进行了研究,提出了一种拉格朗日插值的重采样方法和注意点:重采样数据必须实时、连续、准确,而且要求频率跟踪,4点缺一不可,否则将造成合闸动作不正确.实际结果表明,交流量采集精度满足GB/T13729国家标准的要求,同期操作正确、可靠.该装置已在国内某500 kV数字化变电站中得到应用.     

借鉴IEC 61850功能分层的保护装置的设计

借鉴IEC 61850功能分层结构,将保护装置各功能模块划分为映射的过程层和映射的间隔层,映射层之间采用以太网通信。由于实现了与IEC 61850功能分层类似的结构和相同的通信网络标准,保护装置既能在现有变电站自动化系统下具有较好的性能,又可以通过与IEC 61850各功能层的直接互联运行在IEC 61850标准的变电站自动化系统中。详细阐述了该类保护装置的硬件设计方法和实现形式,并以电容器保护装置为例,初步建立了装置的IEC 61850设备模型。     

遵循IEC 61850-9-2实现变电站采样值传输

基于IEC61850标准的实时、可靠的采样值传输是数字化变电站过程总线通信的重要内容。IEC61850-9-2与IEC61850-9-1相比在灵活性和适应性等方面具有较大优势,但其实现的难度也增加了。文章阐述了遵循IEC61850-9-2实现采样值传输的对象模型、服务映射和编码规则,以及采样值发送和接收应用程序的开发过程和实现方法。通过在初始化过程中构建应用数据管理链表和预配置的方式提高程序效率,并组建了一个简单的测试环境对通信报文的正确性进行测试和分析。     

基于IEC 61850 Ed 2.0的变电站与调度端保护信息通信方法

现有的基于IEC 61850第1版(Ed 1.0)标准的变电站与调度端之间保护信息通信规范缺乏明确的标准支撑,IEC 61850第2版(Ed 2.0)中IEC 61850-90-2研究了变电站与调度端间的通信,为保护信息的远传提供了理论依据。文中分析了基于IEC 61850Ed 1.0的继电保护信息出站现状及IEC 61850-90-2中对变电站信息出站的要求,并对通信方式和建模策略进行了对比和优选。研究表明:在IEC 61850Ed 2.0标准体系下,代理/网关的非透明间接访问方式和镜像建模更符合保护信息应用需求,同时现有的基于IEC 61850Ed 1.0保护信息出站通信规范增补相关服务及约定,即可符合IEC 61850Ed 2.0的要求。文中提出了符合IEC 61850-90-2的保护信息出站通信方案,并结合工程实践,论述了信息上送、日志服务等实现考虑。     

220 kV继电保护故障信息处理系统的设计

介绍了浙江省220kV继电保护故障信息处理系统的设计方案。在省、地区、县3级调度部门建立数据中心，采用数据网为主、拨号为辅的数据传输方式，对各电压等级的变电站继电保护装置和录波装置进行联网、信息集成与远传，同时接入变电站自动化系统；变电站采用IEC 61850，103，Comtrade协议进行信息集成；调度中心端的通信中间件服务器与厂站端实现IEC 61850 XML信息交互；调度端组成继电保护专业信息系统，以IEC 61970 XML构建通用信息总线，与其他系统进行信息交互。