变电站智能电子设备的动态重构技术

研究了变电站智能电子设备(IED)动态重构系统和方法,通过引入通用即插即用(UPnP)协议,结合IEC 61850模型和服务,实现IED的即插即用和状态监测,同时提出了通用IED的设计方法。采用Petri网方法在线评估IED的运行状态,及时发现IED异常或故障,并提出了镜像模式和通用模式两种方法,在备用IED上动态重构故障IED主要自动化功能的安全合理流程。构造了通用IED样机和管控主机,测试了即插即用、状态监测、在线评估和动态重构方法。研究结果表明,UPnP协议可以灵活、有效地实现IED的发现、监测、管理和控制,满足即插即用要求,IED状态监测数据可以直观反映运行状况,IED动态重构方法可以为变电站自动化系统检修提供备用方案,提高系统的可用率。     

数字化变电站中闭锁逻辑自动生成专家系统

IEC 61850中提出的变电站配置语言SCL是变电站专用描述语言,变电站配置文件SCD实现了对变电站一次系统拓扑、功能拓扑和通信拓扑的完整描述。提出了一种适用于数字化变电站的闭锁逻辑自动生成专家系统,以SCD文件为输入并从中获取变电站一次拓扑信息,基于专家系统开发工具CLIPS实现逻辑推理,采用面向对象的知识表示方法。系统中知识库独立于推理机,并实现了领域规则和控制规则的分离,这些使得本专家系统具有良好适应性并易于维护。通过大量典型变电站主接线的验证,证明了本专家系统的正确性和可行性。     

数字化变电站中闭锁逻辑自动生成专家系统

IEC 61850中提出的变电站配置语言SCL是变电站专用描述语言,变电站配置文件SCD实现了对变电站一次系统拓扑、功能拓扑和通信拓扑的完整描述.提出了一种适用于数字化变电站的闭锁逻辑自动生成专家系统,以SCD文件为输入并从中获取变电站一次拓扑信息,基于专家系统开发工具CLIPS实现逻辑推理,采用面向对象的知识表示方法.系统中知识库独立于推理机,并实现了领域规则和控制规则的分离,这些使得本专家系统具有良好适应性并易于维护.通过大量典型变电站主接线的验证,证明了本专家系统的正确性和可行性.     

变电站智能电子设备版本管控系统设计方案

变电站中广泛应用的智能电子设备(IED)存在软件更新、硬件更换、应用更新及配置更改的问题。为了加强对于IED设备的管理以及故障情况的分析,文中提出了基于构件技术记录IED软硬件及配置参数等备份信息的版本管控系统设计方案。基于对智能变电站IED运行及改造过程中需要备份管控的关键信息的归纳和总结,设计了主子站信息交互的版本管控系统架构及管控流程。设计了用于描述IED管控备份信息的版本描述文件范例,并给出了实际应用范例。实验测试结果验证了版本管控技术方案的可行性。     

基于IEC 61850的电网自愈控制操作研究

为保证电网自愈控制中对开关设备操作的正确性,基于IEC61850对闭锁功能逻辑节点(CILO)进行必要的扩充和构造,设计一套基于全网的广域安全防御体系。首先介绍了自愈功能的实现条件和基础,然后详细研究了广域环境下自愈控制开关设备的操作过程中变电站层、广域保护层在线互锁机制的实现,广域闭锁逻辑由闭锁安全指标集中到广域保护层进行计算生成。     

基于SOA的智能变电站设计平台的模式设计

为解决智能变电站建设周期比传统变电站建设周期长的问题,提出将智能变电站的配置(设计)过程由系统集成商负责改为由设计部门管理配置(设计)网络平台完成。该平台基于SOA构架设计,根据设备提供商上传的IED设备的能力描述(ICD)文件自动生成变电站的全站系统配置(SCD)文件,进而生成各个IED实例配置描述(CID)文件。设备提供商和系统集成商可以通过网络从该平台下载自己所需的CID或SCD文件;业主可以通过该平台对ICD,SCD,CID文件进行版本控制,进而约束各方的工作进度和质量。该平台调整了在整个智能变电站的设计、调试、建设过程中各个不同单位的角色权限和职能,业主可以利用它优化管理流程,缩短智能变电站的建设周期。     

基于IEC 61850的智能电子设备交互模型形式化描述与验证

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程代数方法对各种功能在IED之间、IED内部逻辑节点之间的交互关系、系统行为进行严谨地描述并进行自动验证,以保证分布式功能的正确性。以定时过电流保护功能为例,建立了基于IEC 61850的IED交互模型,采用在通信顺序进程(CSP)上加入时间相关操作形成的形式化语言Timed CSP描述其交互功能及系统行为,在验证工具——进程分析工具包(PAT)环境中进行了验证。结果表明,所提出的方法能有效地检测出描述中潜在的缺陷,有利于指导IED交互系统的设计并节约开发成本。     

基于IEC 61850的IED配置器设计与实现

IEC 61850标准用于解决变电站自动化系统中各设备之间的互操作问题,智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)的文档配置在IEC 61850的设计与应用中起着重要作用.阐述了IED配置流程,提出了IED配置器的设计思路,设计其中lED配置描述文档CID生成、文档浏览与维护界面、XML语法检查等主要功能.采用Visual C++构造了一个lED配置器的模型系统,为配置器的工程化提供参考.     

变电站防误闭锁逻辑可视化校验系统设计及应用

分析了变电站防误闭锁逻辑可视化的功能需求,依托智能监控平台设计了一套变电站防误闭锁逻辑可视化校验系统。系统可实现监控接线图一次设备防误闭锁逻辑的图形化展示与实时闭锁校验结果展示。同时还可以实现全站的防误闭锁逻辑可视化展示与一体化仿真模拟校核,在线仿真模拟支持图形模拟和手工模拟两种方式。针对不同的防误闭锁逻辑规则所需图形画布尺寸不同的问题,提出了可视化逻辑图自适应布局算法,实现不同逻辑规则的自适应布局展示。最后给出了工程应用效果,该系统深化了防误闭锁逻辑在智能监控平台上的功能应用,并为相应的工程调试验收提供了一种便利化手段。     

智能变电站SCD文件管控策略完备性分析

综合运用装置过程层配置循环冗余校验(CRC)码在线管控、变电站配置描述(SCD)文件虚回路配置信息比对和SCD文件虚回路可视化校验等方法,可有效确定SCD文件升级时需同步升级配置的装置。对比分析了变电站二次系统硬回路和虚回路的特点,提出并论证了SCD文件管控策略的完备性。以母线保护为例,分析了智能变电站扩建工程中SCD文件的管控方案。     

XML Schema在变电站IED配置中应用

举例论述了XML Schema在变电站馈线保护IED配置中具体的实现方法,对变电站智能电子设备(IED)的配置进行了初步探讨。介绍了XML Schema的特点,比较了XML DTD和XML Schema。阐述了对变电站结构、通信系统和IED进行配置所要做的工作,着重探讨了对变电站IED的配置。通过对馈线保护设备功能描述和数据描述2个方面的举例分析了XML Schema在变电站IED配置中的使用方法,从而得出在对IED进行数据描述时先建立约束文档再建立数据文档的方式。提出了采用本体技术和基于XML Schema关系模式与映射算法对XML Schema进行完善的方法。     

基于PMU/SCADA的变电站自动化广域安全闭锁

分析了广域安全环境下电力系统稳定运行对变电站自动化闭锁逻辑的应用需求,设计了包含广域保护层、变电站层、间隔层和底层的变电站闭锁体系结构。基于相量测量单元和电力SCADA系统的数据信息,在广域保护层构造了4种安全闭锁约束指标,并将约束指标作为调度中心发送操作指令和电网自我调节的闭锁约束条件,完成了广域保护层在线闭锁逻辑的设计。最后介绍了广域保护层在线闭锁功能的实现以及变电站层闭锁功能的配置方法。     

变电站在线监测智能电子设备的自动化测试

变电站在线监测智能电子设备(IED)通过IEC 61850标准通信方式采集并上传一次设备的状态信息到综合应用服务器等站控层装置,是变电站一体化监控系统的重要组成部分,对其进行功能测试是保证系统正常运行的基础。文中通过分析在线监测IED的功能,设计其功能测试用例,通过自动化测试脚本以及测试引擎,代替手动测试,提高测试效率。通过研制的在线监测IED自动化测试系统,以油中溶解气体监测数据上传功能为例,进行了自动化测试实验,并给出了测试流程及测试结果,验证了该方法的正确性和可行性。     

与通信协议无关的分布式变电站程序化控制方案

分析了集中式和分布式变电站程序化控制实现方案的优缺点,提出了一种不依赖于站级网络通信协议、以间隔层智能电子设备（IED）为核心的分布式变电站程序化控制实现方案,操作票的存储、执行及操作逻辑的判断均在IED中实现,程序化控制过程中需要操作其他IED则请求站控层设备执行。该程序化控制方案已在CSC-2000变电站自动化系统中实现。该方案既适用于站级网络协议为IEC 61850等国际标准的变电站自动化系统,也适用于站级网络协议为以太网IEC 60870-5-103协议、 CSC-2000协议等企业标准的变电站自动化系统,尤其适合在IEC 61850标准还没有完全普及的过渡时期采用。     

广域安全防御环境下变电站自动化在线闭锁机制研究

分析了广域安全防御环境下对变电站自动化闭锁逻辑的应用需求,提出了包含间隔层、变电站层和广域保护层的变电站自动化多层逻辑互锁机制,并提出利用广域测量系统（WAMS）中的相量测量单元（PMU）来采集电网实时动态信息的方法,设计了广域保护层在线安全约束检查机制,介绍了该机制的具体实现技术和方法,并给出了一个应用实例。     

数字化变电站IED互换性研究

受智能设备数据模型配置技术的限制,数字化变电站智能电子设备互换性还未能实现.在不改变 IEC61850 通信标准体系的前提下,提出了资源定义机制和基于需求激励的资源匹配机制,将 IED 的资源分为需求资源对象和生产资源对象.该定义机制在考虑 IED 拓扑关系的基础上,实现了变电站智能设备数据模型的自动配置,通过生产资源...     

基于聚类的智能变电站SCD文件内部比对

智能变电站系统配置文件(SCD)嵌套层次多,包含信息数据量大,查找核对费时费力。现有SCD文件比对大多在同一变电站前后不同版本之间进行,难以发现SCD文件配置错误。提出采用SCD文件描述信息构造样本数据矩阵,对IED分别按变电站间隔与按IED类型聚类,并基于聚类结果对IED比对分析,便于发现IED配置差异及配置错误。算例表明,马尔科夫随机游走与DBSCAN结合能够良好识别IED间隔与IED类型,在同一SCD文件内对IED配置比对能清晰展示同类间隔、同类IED与双重化配置IED配置差别,减少校验工作量,提高智能站运行可靠性。     

A computer-aided technique for generating substation interlockingschemes

The continuity of power supply is maintained by reconfiguring a power system as its operating state changes. The reconfiguration is done by opening and closing circuit breakers and isolators. An improper operation of a switch can damage equipment and/or adversely affect the quality of the supply to the customers. Switching operations are performed by operators (as well as by substation controllers) using pre-defined guidelines including interlocking of switches. A major obstacle in using computerized switching schemes is that interlocking logic has to be designed specifically for each substation. This paper describes the design of a software application that can be used to automatically generate interlocking schemes for substations. The software has two components, one to generate the interlocking scheme from the substation data and the other to generate switching instructions and implement them. Three examples of interlocking schemes are included in the paper     

基于IEC61850的变电站新型IED的研究

从与我国现有变电站自动化系统间隔层设备比较的角度出发,研究了变电站新型通信网络和系统协议IEC61850中的智能电子设备IED的模型,分析了IED在IEC61850体系结构中的作用与逻辑模型、数据对象模型、通信网络的性能和通信模式等工作机制,围绕变压器差动保护IED进行了功能模型、信息流、类等方面的设计,说明了新型IED的先进性和可行性。     

基于IEC 61850协议的变电站交、直流在线监测系统

针对变电站设备集中监控和管理过程中智能电子设备(intelligent electric device,IED)因采用不同的通信协议而影响互联、互操作的问题,开发了基于IEC 61850通信标准协议的变电站交、直流在线监测系统,为此,介绍了系统的开发背景、系统总体框架、功能设计、关键技术.该系统已在广东电网公司中山供电...