基于EPOCHS的数字化变电站通信网络仿真分析

针对变电站自动化系统全站统一式通信网络结构,在电力通信同步仿真平台(EPOCHS)上建立了基于IEC 61850标准的数字化变电站的通信网络动态仿真模型.依据网络仿真需求,在网络模拟器NS2中实现了物理子网间的连接,并添加虚拟局域网多播和报文优先级处理机制.对采样值(SAV)和通用面向对象的变电站事件(GOOSE)传输的实时性进行了仿真分析,仿真结果为网络带宽、虚拟局域网划分以及报文优先级处理提供了依据.     

基于EPOCHS平台的监控网与GOOSE网合一的网络仿真分析

通用面向对象的变电站事件(GOOSE)是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。针对监控网与GOOSE网合一的网络结构,运用电力通信同步仿真平台(EPOCHS)进行通信网络动态仿真。通过对GOOSE及采样值(SAV)实时性的仿真分析,其结果为报文优先级、网络带宽及组网的创新拓展提供了依据。     

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.     

变电站GOOSE报文在IED中的实时处理

报文的通信延迟包括传输延迟和处理延迟2部分。IEC61850标准将面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文直接映射到数据链路层，能有效减少传输延迟。文中对GOOSE报文在变电站智能电子设备（IED）中的处理延迟进行了研究。分析了前后台方式的嵌入式系统在变电站IED中处理实时报文方面的不足，提出在IED中采用具有强实时内核的操作系统，并针对IED中实时报文和非实时报文混合处理环境需求，在RTAI实时操作系统上设计了保障GOOSE报文处理实时性的方案。实验验证了该方案的有效性和实用性。该研究结果对于使用IEC61850的变电站IED过程总线通信设计具有参考意义。     

基于过程总线的母线保护通信体系结构

合理地设计变电站过程层网络的拓扑结构,最大程度地实现信息共享,并保证各种保护、控制系统的可靠性,是数字化变电站发展所面临的一个重要问题。介绍了过程总线的相关技术,分析了采样值（SAV）报文和面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文发布者/订阅者通信模式的2种具体实现方式,提出了3种基于不同过程总线的母线保护通信体系结构,并利用OPNET Modeler软件进行了仿真分析。仿真结果表明了所提出的通信结构的可行性,通过比较分析得出了各种通信结构的适用范围,对过程层通信网络的设计具有一定的参考价值。     

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。     

基于过程总线通信实现数字化变电站的在线闭锁

以实际变电站线路为例,分析了开关操作的在线闭锁规则和闭锁消息在各智能电子设备(intelligent electronic device,IED)之间的交互协作关系,设计了间隔间闭锁通信模型的网络拓扑结构,并给出了传输面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)报文所需的虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)和多播地址的配置方法。重点研究了基于过程总线的IEC61850GOOSE报文通信模块和在线闭锁模块的实现。通过实例分析以及在嵌入式平台下进行的模拟仿真实验,证明了所提出的闭锁方案的正确性和可行性。     

基于粒子群优化算法的PSS参数优化

GOOSE是IEC61850对数字化变电站的重要贡献,其出发点是变电站自动化功能的分布式实现。通过深入分析IEC 61850标准针对GOOSE实时性所作的规定,提出了全方位实现GOOSE实时性的观点,即在确保GOOSE服务正确可靠的前提下,在发送端、交换机和接收端分别采取措施尽可能地提高GOOSE报文的实时性。分析了在交换机提高GOOSE报文传输实时性、在接收端提高GOOSE报文处理实时性的原理。提出了GOOSE发送端多优先级发送队列的方法,解决了发送端GOOSE报文的延迟性和不确定性问题。     

适用于IEC 61850标准的以太网无源光网络DBA算法

在分析IEC 61850标准下网络报文传输特性的基础上,提出一种适用于IEC 61850标准网络报文传输的以太网无源光网络动态带宽分配算法。首先,该算法采用固定轮询周期,将带宽划分为采样值(SMV)、面向对象的变电站通用事件(GOOSE)、制造报文规范(MMS)这三类及三个优先级,优先保证SMV报文、GOOSE报文的实时传输,减少网络时延抖动。然后,采用改进的REPORT上传和GATE下发机制,提高了带宽利用率,并简要介绍了算法的典型应用系统及测试验证方案。最后,测试结果表明,该算法满足IEC 61850标准网络报文传输的实时性和快速性要求。     

数字化变电站保护系统新型可靠性措施及仿真

传统的微机继电保护系统通过设备双重化配置来提高可靠性,这种方案并没有充分利用变电站内的各种保护信息,且在一定程度上造成了投资浪费。文章以基于IEC 61850标准以及电子式互感器的新型数字化变电站通信网络为基础,提出了解决保护装置失效和数字互感器失效的新型可靠性技术方案,分别是共享备用保护单元和软后备信号流切换;并依据IEC 61850标准确立了两种方案的逻辑节点和逻辑结构。通过分析多播应用关联(multicast application association,MCAA)模型与双边应用关联(two party application association,TPAA)模型的优缺点,确立了逻辑节点间的关联模型,并选择面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation events,GOOSE)快速报文作为主要通信格式。通过OPNET网络仿真得到了两     

基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护

研究IEC61850-90-5标准,提出了一种分布式区域纵联保护方案。通过UDP多播方式传输可路由的SV和GOOSE信息,实现了站间通信技术标准化,提高了信息共享能力。分析了IEC61850-90-5标准的关键要点,采用同步相量测量技术,实现各测量点电气量同步。提出了专用光纤和复用通道两种方式下的时钟同步方案以及时钟同步丢失的解决方案。设计出HSR环网的站间通信方案有效地保证了通信可靠性。通过工程应用验证了基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护方案的可行性。     

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。     

基于RTPS的变电站自动化网络通信系统研究

介绍了基于IEC61850的变电站自动化系统的结构，结合IEC61850标准，分析了分布式变电站自动化网络通信系统数据流的特点以及以太网在工业控制领域的实时性和可靠性要求．提出应用实时发布／定购RTPS(Real Time Publish／Subscribe)模型的通信解决方案，并在此基础上研究了变电站自动化系统报文传输确定性和优先级实现的关键技术问题．最后提出了一些值得进一步深入研究的问题。     

基于IEC 61850标准的过程总线通信研究与实现

采样测量值和跳闸命令在以太网上的实时、可靠传输是基于IEC61850标准的过程总线数据通信的重要内容。该文深入分析了这两类信息所共同遵循的发布者／订阅者通信结构，构建了应用于变压器差动保护的过程总线通信实验平台，揭示了采样测量值和跳闸命令传输的实现机制，提出了保证过程总线通信服务质量的方案。实验验证了此方案的有效性和实用性。该研究结果对于新一代的变电站自动化系统过程总线通信设计具有参考意义。     

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.     

新一代控制保护系统通用硬件平台设计与应用

为适应IEC 61850和IEEE 1588等新技术在变电站自动化系统中应用的不断发展,必须设计新一代高性能、高可靠性的控制保护系统通用硬件平台。文中总结了控制保护硬件平台发展的过程,分析了目前大多数控制保护装置硬件的内部数据交互方式以及存在的不足,提出了基于分布式多处理器和模块化硬件架构的硬件平台设计,设计了一种分布式总线的通信架构,介绍了CPU模块、DSP模块和I/O模块的功能特点。基于该硬件平台的交直流控制保护系统已成功应用到多个变电站和直流输电工程中。     

某110kV变电站综合自动化系统构成及设计

根据系统情况和变电站综合自动化的功能和要求,提出系统设计所涉及的主要内容.对变电站综合自动化系统进行硬件设计和软件配置,建立了后台网络,使之能够完成间隔层的测控保护与变电站层通信功能、后台监控功能的有机结合,形成变电站综合自动化系统.并针对IEC60870系列规约在变电站自动化系统中不可互操作的缺点,阐述了IEC618...     

基于IEC61850功能分层的母线保护方案研究

文章首先介绍了数字化变电站的发展趋势及现代通信技术标准IEC 61850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IEC 61850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MMS的智能仪器与变电站及调度主站通信方案

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准。制造报文规范（MMS）是IEC61850标准中特定通信服务映射（SCSM）的核心通信协议栈．也是计算机网络应用层的重要标准之一。介绍了IEC61850标准和MMS的组成后．说明MMS在TCP／IP＋以太网通信模型及基于MMS的虚拟制造设备（VMD）和实设备对象映射接口（OMI）的通用接口模型通信方案。以变电站继电保护系统为例给出智能仪器（IED）符合IEC61850标准的抽象设备模型,以及该模型所使用的服务。所提方案可解决不同厂家IED产品在同一使用环境中的兼容问题。