智能变电站继电保护SV及GOOSE输入自动测试方法

智能变电站继电保护测试目前采用手动配置测试项目、人工检查测试结果的方式,测试效率低下且容易出现人为错误。对此,提出了一种智能变电站继电保护GOOSE及SV输入自动测试方法,该方法以SV及GOOSE输入虚端子为参照物,自动建立被测保护装置所订阅的SV及GOOSE报文数据与MMS报文数据的对应关系,解析SCD文件自动获取所订阅的SV,GOOSE报文信息并模拟发送SV,GOOSE报文,读取被测装置的MMS报文以获取被测装置对SV,GOOSE报文的处理结果 ,自动判断测试结果并形成试验报告。该方法能够实现SV及GOOSE输入的全自动测试,有效提高智能变电站继电保护测试工作的效率及质量。     

数字化变电站过程层仿真测试环境的开发与设计

数字化变电站过程层仿真测试环境主要由硬件仿真装置和配置系统两部分组成。主要用来模拟智能断路器和电子互感器的通信特征,该装置不只仿真单个间隔的过程层设备,不仅对单台保护测控装置进行测试,而是仿真某一电压等级的多个过程层设备,对由大量装置组成的变电站自动化系统进行整体功能和性能的检测,实现对变电站设备系统测试操作;还可以通过一定的算法模拟故障动态过程,产生相应数据,并下载到测试装置内发送采样值报文和GOOSE报文,便可再现动态故障过程,构建一个系统测试环境。     

智能变电站基于信息交互模式的全景检修的研究和应用

叙述了智能变电站利用光纤传输数字量信息后给设备传统的检修方式可能会带来的问题,论述了检修的应用环境,给出了基于IEC61850规约的模拟量、开关量数据传送的品质因数帧结构以及检修位在帧结构中的位置。探讨了智能变电站中基于IEC61850规约的设备间检修信息交互模式,提出了基于发送端和接收端检修位“互斥”原则的检修方案设计。分别从线路保护及母线保护产品的角度阐述了SV检修方案及GOOSE检修处理方案,并给出了SV检修时检修对象对继电保护的影响及对所在系统的防误闭锁方案,论述了对于带有检修位的GOOSE报文的     

基于历史SCD的智能变电站虚连接辅助自动设计工具及其实现

鉴于目前国内智能变电站虚连接设计主要采用手工关联,存在劳动强度大、易出错、智能性不高的问题,研究了基于历史SCD的虚端子辅助自动设计方法。从多个已有SCD提取虚连接,存入数据库作为模板。构造典型间隔各典型设备间的订阅关系,为待设计IED自动指定其发送设备集、自动搜索历史SCD数据库中相同关联对及其虚连接,采用多种过滤策略过滤掉非相关的相同关联对,分GOOSE、SV将相同关联对的虚连接与待设计IED的输入虚端子、发送设备输出虚端子分别匹配,快速找到最佳目标关联对。根据当前设备的输入虚端子和发送设备的输出虚端子,自动生成目标虚连接。开发的智能变电站虚连接辅助自动设计工具已成功用于某智能变电站的虚连接设计,取得较好效果,能减少设计工作量和提高设计智能性。     

智能变电站GOOSE数据配置冗余探讨

智能变电站中网络化二次设备,GOOSE通讯基于订阅/发布机制,发送方和接收方数据必须严格匹配。GOOSE配置冗余度较高,通讯链路多,任意链路中断接收方就会告警,严重者闭锁保护,GOOSE配置冗余度低,则在运行维护或改扩建工作中,需要调整或增加GOOSE虚端子,必须重新连接虚端子,对原装置重新进行配置,扩大了影响面。故必须把握适当的冗余配置,既满足现场运行要求,同时又留有裕度。     

GOOSE实例报文解析及过程层调试要点

GOOSE报文快速正确地解析是智能变电站调试的前提,其中ASN.1 BER编码规划、GOOSE的应用协议描述、GOOSE的工程配置文件是进行链路层以太网GOOSE报文解析的基础。优先级、VLAN、多播、APPID的配置情况、事件序号StNum、发送序号sqNum、测试状态test、配置版本变更confrev、需要配置ndsCom、所有成员allData的正确性校核是智能变电站过程层调试的要点。     

用于继电保护智能化改造的转换装置研制与应用

通过分析比较500kV传统变电站、智能化变电站的继电保护二次回路原理,研制出一种适用于传统500kV变电站继电保护智能化改造的GOOSE报文/开关量转换装置。该转换装置实现了母差、主变保护等跨间隔的保护与间隔保护之间,智能化与传统保护之间的相互沟通,完成了常规站按串或按间隔依次停电进行的继电保护智能化改造。     

GOOSE报文记录器在数字化变电站中的应用

通过分析数字化变电站的面向通用对象的变电站事（generic object oriented substation event,GOOSE）报文信息数据流,提出了应用通信报文录波器实现GOOSE报文数据记录、再现的功能,精确分清不同设备间的数据交换动作。以110kV三江数字化变电站为例,介绍了GOOSE报文记录装置的工作原理,模拟试验结果表明该装置能反映GOOSE通信状况,但仍存在个别报文事件时间未随实际事件变化的情况。     

基于FPGA的GOOSE报文解析模块设计与实现

为了提高通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文的传输实时性和可靠性性能,给出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的GOOSE报文快速有效解析的方法。利用FPGA的并行执行机制,设计并实现了GOOSE报文解析有限状态机与订阅检验判断流程。通过对实例的行为仿真及波形捕获,验证了设计在较大网络流量下能够实现过滤并快速解析GOOSE与链路自检的功能。相对于传统CPU的顺序执行处理方式,基于FPGA的变电站实时报文解析设计具有更高的实时性及可靠性,为过程层设备的设计与开发提供了新思路。     

关于变电站GOOSE报文传输的研究

变电站自动化系统设备数字化要求标准的网络数据通信具有高实时性和可靠性,IEC61850标准规定通用面向对象变电站事件GOOSE报文采用特殊通信映射,直接映射到专门的以太网类型。与其他报文不一样的是GOOSE报文不再使用TCP/IP协议栈与网络设备驱动程序通信,而是直接与设备驱动通信完成报文的发送和接收。本文分析了GOOSE报文通过Linux系统的设备系统接口与驱动程序通信。     

智能变电站过程层故障仿真装置

设计了一种用于继电保护装置测试的智能变电站过程层故障仿真装置。以"截取-修改-转发"方式人为地改变过程层网络中的采样值报文和通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文,通过信息熵检测法监视电压突变信息,实现过程层故障、电力系统故障的联合仿真。采用全双工设计方案,使故障仿真装置方便地接入过程层网络。为兼顾运算时间和硬件开资,开发了流水线级数较少的乘累加器,并在信息熵算法中采用复用技术。试验表明,故障仿真装置引起的传输延时增量不超过3μs,对过程层网络不产生影响。     

基于智能变电站SCD文件的虚端子图形化展示方法

智能变电站采用GOOSE和SV传输开入、开出和采样数据,GOOSE和SV的组播特征,使得IED之间的点对点和组网物理网络连接关系更加复杂。基于智能变电站的SCD配置文件,采用设备连接图和端子排连接图方式图形化展示SCD文件的虚端子,尤其全站SCD文件中虚端子以及虚端子连接关系,以直观、易阅读的方式展示给用户,便于智能变电站的校验,提高了智能变电站运行维护能力。介绍了基于SCD配置文件的虚端子图形化展示思路,提出了虚端子图形化设计的三要素:GOOSE信息图、虚端子图及虚端子逻辑联系表,并最终给出了虚端子图形化展示步骤。     

Linux环境下GOOSE报文传输方案的研究与设计

根据IEC61850对通信实时性的要求,GOOSE报文与其他网络应用传输的报文有所差异,不能再使用TCP/IP协议栈与常规的socket编程,而是需要直接与设备驱动通信来完成报文的发送和接收.对GOOSE 报文的结构及工作方式进行了分析研究,通过设备系统接口与驱动程序通信,实现了Linux系统下GOOSE 报文的数据链路层直接传输.     

智能变电站GOOSE、SV共网保护测控定检维护方法研究

本文旨在深入分析过程层GOOSE、SV采用"网采网跳"结构,且在同一网络上进行数据传输的智能变电站,在保护测控装置定检校验、调试检修工作时,出现保护、测控装置收不到智能终端上送的开关设备位置状态数据等异常现象的原因,提出两种解决方案,并进行了性价比比对分析,研究设计了一种"GOOSE、SV共网的保护测控装置调试校验工作专用网络系统"。通过在保护测控装置定检校验、调试检修工作时临时将所检设备间隔过程层网络调整成专用网络系统,彻底解决定检校验、调试检修工作时开关设备位置的数据不能上送至保护、测控装置的问题。在保护传动或者调度主站、后台监控机遥控时,不用每传动或者遥控一次都跑到现场去判断开关设备位置,大大节省校验调试检修工作和一次设备停电时间,提高电网供电的可靠性,降低对社会的不良影响。     

新一代智能变电站SV直采和GOOSE共口传输方案研究

阐述了SV采用点对点直采方式的收发处理方案和GOOSE的传输机制,分析了SV和GOOSE的通信模型和报文结构。在此基础上,提出一种SV直采和GOOSE共口传输的方法,过程层设备对传输通道进行时分复用,在SV报文传输的空闲时间完成GOOSE报文的发送;间隔层设备利用以太网控制器的接收机制并采用FPGA对其直接控制,解决了通用型以太网控制器无法区分SV和GOOSE报文导致的重采样时标混乱的问题。从理论分析和实际应用可知,该方案不涉及硬件改动、软件处理简单、可靠性高、易于实现,有着广泛推广的现实意义。     

数字化变电站的"虚端子"设计方法应用研究

通过介绍数字化电站保护GOOSE设计过程中遇到的问题,提出了一种全新的GOOSE"虚端子"设计方法,包括虚端子、逻辑连线图,GOOSE配置表等内容.该设计方法能够可视化的反映保护装置GOOSE配置、保护装置间GOOSE联系等,解决了数字化变电所保护装置GOOSE信息无触点,无端子、无接线等问题.GOOSE"虚端子"设计方法在500 kV兰溪变工程实践中首次应用,取得了很好的设计效果.     

智能变电站过程层网络报文传输时间计算及抖动抑制方法

过程层网络是智能变电站的重要组成部分,其实时性对智能变电站的安全可靠运行具有重要意义,而报文传输时间是实时性的主要指标。在介绍过程层网络结构及通信业务的基础上,提出了一种报文传输时间计算方法,分析了报文长度、数据率等因素对过程层网络中报文传输时间的影响并进行了仿真验证。针对因竞争而造成的采样值(SV)报文传输时间抖动问题,提出了一种通过控制报文发送时序与转发条件来抑制SV报文传输时间抖动的方法,给出了该方法的实现思路,仿真表明该方法可以在确保报文实时性的同时,有效地抑制SV报文传输时间的抖动。     

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。     

基于历史数据语义相似度的智能变电站虚端子自动连接

人工连接智能变电站二次设备虚端子花费时间长,而且完成质量受到人为因素的影响。基于虚端子功能描述信息,通过历史虚连接数据计算虚连接语义相似度,建立二次设备间虚端子自动匹配的数学模型,使用匹配正确概率完成匹配结果的筛选。根据典型二次间隔对智能变电站二次设备进行划分,将智能变电站全站虚端子连接问题简化为二次间隔内的二次设备间的虚端子匹配问题。最后利用前旗220 kV智能变电站算例验证了所提出方法的有效性。     

基于典型间隔模板的智能变电站虚端子自动连接方法

在目前的智能变电站集成配置过程中,集成人员根据设计院提供的虚端子连接关系表手动配置变电站系统配置描述(SCD)文件中的虚端子连接关系,不仅工作量大、耗时长,而且容易出现连接错误。为此通过分析SCD文件中Substation元素结构,以及典型间隔的虚端子连接关系,定义以二次设备类型表示智能电子设备(IED)的典型间隔虚端子连接模板。在自动配置过程中先将一次主接线图中的间隔映射为典型间隔,再将间隔内一次设备关联的IED映射为典型间隔中的二次设备类型,最后根据二次设备类型之间的虚端子连接关系为IED配置虚端子连接关系。应用该方法开发系统配置工具的虚端子自动连接功能,可模拟对新建站和改扩建工程的间隔进行虚端子自动连接,有助于缩短虚端子连接配置时间。