IEC 61850应用于分布式馈线自动化系统的模型

远传型故障指示器或功能模块可以检测配电线路各区段的故障并上传检测结果,从而为分布式馈线自动化(FA)进行故障区间定位提供判断依据。以IEC 61580-90-6技术报告所提出的故障指示功能为基础,构建基于IEC 61850的分布式馈线自动化的系统模型,提出了分布式故障区间定位、隔离和供电恢复的逻辑节点。扩展现有的IEC 61850系统配置语言(SCL)模型以描述配电网的一次拓扑和逻辑功能配置。给出IEC 61850应用于馈线自动化系统的通信服务映射。最后,提出了变电站自动化和馈线自动化系统进行数据交换的配置流程。通过应用示例表明,所提出的IEC 61850信息模型可以支持分布式馈线自动化功能和终端之间的互操作。     

适应分布式馈线自动化的配电网拓扑模型生成方法

分布式馈线自动化不依赖于主站的大量计算,仅采用局部网络拓扑分析实现快速故障处理。通过分析在智能配电终端中适应分布式馈线自动化需求的拓扑结构,并对IEC 61968、IEC 61970和IEC 61850的模型进行比较,找出配电主站全网拓扑模型与智能配电终端局部拓扑模型之间的差异。结合分布式FA的局部拓扑需求,建立智能配电终端局部拓扑模型和配电主站全系统拓扑模型,并通过模型转换实现局部拓扑模型的自维护。     

IEC 61850应用于配电自动化系统的配置方法

为解决IEC 61850应用于配电自动化系统的配置问题,分析了配电自动化与变电站自动化对配置的不同要求,提出面向馈线的配置粒度,包含拓扑信息的配置内容和分区分次的集成方式。结合分布式控制应用的需求,提出邻域拓扑信息的配置内容。在不更改系统配置描述语言(SCL)模板的前提下,重新组织配置文件的结构和内容,定义了适用于配电自动化系统的馈线配置、邻域配置、馈线配置信息交换和终端配置等SCL文件。针对一组智能电子设备(IED)的典型配置场景,提出首次配置和配置更新维护的流程及参考模型,归纳出由总到分、由分到总和即插即用的配电自动化系统配置模式。     

馈线自动化终端设备智能接入的研究

在IEC 61850通信体系应用到馈线自动化的基础上,利用互换性原理实现终端设备的智能接入研究.基于资源定义机制和需求激励的资源匹配机制,利用地理信息系统（GIS）提供生产资源对象的IP地址实现了资源对象的自动匹配.提出通过主动获取GIS的实时拓扑关系,建立系统的工程实例化拓扑模型,实现了设备在系统中的对象化.将变电站配置描述语言（SCL）模型转换成公共信息模型（CIM）,解决了馈线终端模型和配电主站模型不一致带来的差异性.通过对资源确定、关联、拓扑模型的更新、资源对象的连接以及模型的转换,最终实现馈线终端的智能接入.     

基于IEC 61850的智能分布式馈线自动化模型

智能分布式馈线自动化的典型实现模式可以分为子站级分布式、馈线级分布式和开关级分布式(包括负荷开关方式和断路器方式)。文中归纳了这些模式在系统实现原理、配置,以及系统独立性、拓扑适应性、可维护性、兼容性、动作速度等功能特性上的差别。在此基础上,从智能分布式馈线自动化的技术实现角度,提出了IEC 61850的系统扩展模型与系统配置过程,并基于扩展模型研究了智能分布式馈线自动化的算法。     

IEC61850体系下的DTU建模与配置

IEC61850可裁减和扩展应用于配电系统,基于IEC61850标准的配电自动化系统需要对配电终端进行建模,其中配电监控终端是配电自动化系统中一种重要的智能电子设备.文章对杭州市电力局配电自动化系统DTU功能和实际应用进行分析,采用IEC61850建模的技术和方法,将DTU物理设备划分为逻辑设备、逻辑节点,同时根据现有IEC60870-5-104规约下监控量与数据和属性的对应关系,为逻辑节点配置了数据和属性,进一步利用IEC61850配置工具实现了模型的配置,可作为基于IEC61850配电自动化系统建设的参考.     

基于IEC 61850的配电自动化终端建模与测试需求研究*

IEC 61850标准具备良好的可扩展性以及面向对象的自描述特点,将成为未来电网通信领域发展主流。随着配电网关注度的不断提升,配电自动化系统需要得到进一步升级。文章基于IEC 61850标准对配电自动化终端建模需求进行分析,完成配电自动化终端完整性建模描述;并根据配网自动化终端差异性对不同类型终端进行实例化的建模描述,重点围绕配电自动化终端分布式功能展开建模。进一步地,研究了面向配网自动化终端兼容IEC 61850规约的一致性、互操作性测试需求,研究规约测试内容与测试扩展项。最后通过实验室仿真,验证建模方法正确性与所提测试需求的合理性。文章研究将为IEC 61850标准在配电自动化系统中的推广应用提供重要的理论基础。     

分布式电源即插即用信息交互机制研究

随着分布式电源规模化应用,如何实现其自描述和互操作是即插即用信息交互技术的难点。根据IEC61850通信模型及规约映射,可建立分布式电源即插即用信息交互机制。该交互机制以终端层设备的信息建模与自描述配置为基础,通过对IEC61850及IEC61970/IEC61968拓扑模型的扩展来消除主站与终端模型间的异构问题;由异构模型映射与数据转换模块进行终端IEC61850信息与主站IEC61968消息的交互数据转换,形成主站层与终端层间的信息交互通路;建立由监控主站、配电终端、通信网络三部分组成的即插即用信息交互架构。设计含储能电站的配电网馈线算例,通过一致性测试验证终端自描述配置信息与主站信息交互机制的有效性。     

基于IEC61850的智能分布式馈线自动化系统建模

为了实现配电线路的馈线自动化(FA)功能,将IEC61850建模思想引入馈线自动化系统中,建立关于智能分布式馈线自动化的终端设备信息模型;然后构建了基于GOOSE通信的信息交换模型,提出了将信息交换限制在相邻终端之间的两两通信方式;最后分析了电缆型配电线路实现馈线自动化的保护逻辑和信息模型的数据流。分析表明所提方法可以快速隔离故障和恢复供电,提高了供电的可靠性。     

基于IEC61850的分布式能源智能监控终端通信模型

随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重,大规模发展基于可再生能源的分布式发电技术已是必然趋势。分布式能源主要通过微电网接入配电网。配电终端是配电自动化系统中基本的底层控制单元,传统配电终端已不能满足含微电网的新型配电网的监控需求。为了适应微电网接入对配电网的影响,需要将传统配电终端升级改造为基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端。分析了微电网分层监控架构在通信系统方面对分布式能源智能监控终端提出的新需求,在传统配电终端的IEC 61850信息模型中引入了IEC 61850-7-420中定义的分布式能源控制领域的相关逻辑设备和逻辑节点,给出了基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端的信息模型及信息交互模型。在信息快速有效交互的基础上,基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端能够实现包括微电网模式平滑切换在内的多种微电网高级控制策略。     

IEC61850在主动配电网中的应用

主动配电网的运行和控制需要配电自动化设备支持互操作。目前发布的IEC 61580标准尚未涵盖配电自动化领域,为实现配电自动化设备的互操作和即插即用,需要满足配电自动化互操作通信需求,文章对IEC 61850应用于主动配电网的数据模型、通信服务映射、馈线拓扑信息表达、实时数据的快速传输和工程配置方法进行了研究。IEC 61850应用于配电自动化领域时,在实时控制信息的快速传输、工程配置方法等都需要根据配电自动化系统的特点进行扩展、完善,才能使配电自动化设备实现互操作和即插即用。     

智能分布式馈线自动化系统在多联络配电网中的应用研究

目前,智能分布式馈线自动化系统多是以"手拉手"环网作为研究对象,不能完全适应广泛存在的多联络复杂配电网的应用需求,首先分析现有智能分布式馈线自动化IEC61850模型中存在的不足,提出适用于多联络配电网的终端设备信息模型,在此基础上分析了基于对等GOOSE通信的信息交换模型对多联络配电网的适应性。然后分析了多联络架空配电线路实现馈线自动化的动作流程和信息模型的数据流。最后研究了一种在对等通信方式下分布式馈线自动化系统中产生信号环流的抑制方法。     

基于IEC 61850构建配电自动化系统

分析了配电自动化系统的特点及构建要求,得出须以馈线为构建单元,包含邻域拓扑信息,并采取整体和局部相结合的方式构建配电自动化系统的结论。通过重新组织系统构建描述语言(SCL)模板的结构和内容,将其修改为适用于配电自动化系统的模板。以具体馈线为例,分别进行整条馈线的配电自动化系统的初次构建、馈线局部新增智能电子设备(IED)和馈线局部删除IED的操作,为基于IEC 61850构建配电自动化系统提供了理论依据。     

基于IEC61850的配电自动化系统信息交互技术

IEC61850是由IEC推荐的用于变电站自动化的标准通信协议。配电自动化系统可以看作是变电站自动化系统的扩展,IEC61850标准思想同样适用。研究配电自动化的IEC61850建模与信息交互技术,并在DK61嵌入式开发板上模拟实际信息交互过程。首先,分析IEC61850标准信息交互模型架构及信息建模方案;而后根据配网自动化最基本的遥控、遥信及遥测功能划分模块,编写SCL配置文件定义不同功能模块的逻辑节点;最后,设计配电自动化信息交互系统客户端及服务器端算法,运用DK61开发套件模拟配电终端与主站之间的通信,验证系统的三遥功能。     

可扩展消息和在线表示协议在分布式馈线自动化中的应用

基于配电终端之间对等数据交换的分布式馈线自动化在应用过程中需要有规范的通信服务及必要的安全防护。研究了可扩展消息和在线表示协议(XMPP)应用于分布式馈线自动化系统的IEC 61850通信映射方法。XMPP的加密传输机制保证了分布式馈线自动化测控信息的安全,通过试验平台测试了该方法的传输性能,配电终端之间的传输延时可满足缓动型分布式馈线自动化要求。     

基于GOOSE的综合型智能分布式馈线自动化方案

在配网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA目前相对是一种最为快速的就地型馈线自动化方案,但是配电网网架复杂多变,FA方案也需要有较好的适用性。提出了一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,详细阐述了该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复以及工程配置模型等全过程。从试验检测到实际运用证明了该方案具有良好的适应性。     

配电主站馈线拓扑模型校核方法研究

智能分布式馈线自动化(feeder automation, FA)与主站集中式FA协同控制能够实现故障的最优处理。在协同控制下,馈线侧拓扑来源于配电终端的自动识别,主站侧拓扑由地理信息系统(geographic information system, GIS)或生产管理系统(production management, system, PMS)通过增量导入,存在连通混乱,与实际的拓扑运行方式不一致等问题。为实现基于智能分布式FA与主站后备的故障隔离和非故障区域恢复供电技术,促使拓扑模型统一,提出了在静态拓扑或者拓扑运行方式发生变化的情况下,由主控智能配电终端启动拓扑查询功能并生成馈线拓扑文件。进而将该模型文件上传至配电自动化主站,对主站侧的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行校核,实现了对主站侧拓扑模型的纠正。同时通过实验验证了该校核方案的可行性,完全满足配电网的要求。     

虚实结合的馈线自动化系统测试平台设计

馈线自动化的实现模式有多种,不可能在真实配电网上进行实验验证。因此,需要设计馈线自动化系统测试平台来对馈线自动化系统进行测试。分析了配电网的仿真需求,采用RTDS搭建配电网模型并对故障进行模拟。提出了利用虚拟配电终端系统来模拟一组配电终端的运行。在虚拟配电终端系统结构设计中提出了基于CIM的拓扑分析技术来解决虚拟配电终端系统对内及对外的数据关联问题。提出了采用虚拟交换技术来解决多个虚拟终端共享一个网口进行数据交换的问题。在上述技术基础上,设计了一套由RTDS、虚拟配电终端系统、真实配电终端和主站系统组成的馈线自动化系统测试平台。最后在平台上进行测试实验,验证了该测试平台的有效性。     

基于IEC61850的配电网络馈线自动化终端

基于配电网系统保护原理,在IEC61850标准的基础上设计了新型的馈线自动化终端单元.利用各终端之间的互操作性,使相邻终端之间故障信息能够自主、快速地传送,采用点对点的故障信息交换,实现了配电网络的快速故障隔离.馈线终端单元采用了双CPU结构硬件平台,提出了基于以太网并符合IEC61850标准的通信模型,并对其在配电自动化保护的应用做了一定的探讨.     

基于IEC 61850的集中式馈线自动化信息模型

配电系统中广泛应用的集中式馈线自动化为满足配电主站与配电终端间互联互通,对构建符合IEC 61850标准的信息模型提出了迫切需求。介绍了IEC 61850-90-6技术报告中故障指示相关逻辑节点,在分析集中式馈线自动化工作原理的基础上,基于新定义的电流指示逻辑节点SCPI、电压指示逻辑节点SVPI、故障指示逻辑节点SFPI,研究了集中式馈线自动化功能实现的信息模型,推动了IEC 61850标准在配电自动化中的应用。