基于高可用自动化网络的保护系统及其可靠性分析

随着基于IEC 61850的数字化变电站系统的进一步发展,传统变电站内的信号和控制电缆将逐步被过程总线所代替。IEC已经将工作重心逐渐转移到过程总线上,结合制订IEC 61850 Ed 2.0,IEC 开始深入研究并制订诸如IEC 62439-3、IEEE 1588-2008等标准。阐述了IEC 62439-3标准的典型技术特征,及其支持网络无扰恢复的技术原理。将IEC 62439-3应用于过程总线,并与传统保护系统相比,分析采用不同过程总线的全数字化保护系统的结构,利用可靠性框图对不同结构的保护系统可靠性参数进行详细的计算和分析。针对过程层总线宜采用的网络结构给出了建议。     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点.现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统.介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法.该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统.利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数.利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算.结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求.     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点。现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统。介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法。该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统。利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数。利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算。结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求。     

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。     

IEC61850到IEC60870-5-101/104映射的关键技术研究

变电站通信系统若采用基于IEC61850通信结构的通信信息模型,必然要解决新系统兼容老设备的问题.目前的变电站通信中采用IEC60870-5-101/104的老设备还很多,而从IEC60870标准过渡到IEC61850是一个渐进的过程,在很长时间内使用IEC60870-5-103/104标准的老设备也会大量存在,必须保证使用IBC60870通信标准的装置在通信上与新系统相互兼容.比较了IEC61850与IEC60870标准两种不同标准体系的特点,依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了将IEC61850的数据模型和控制模型映射到104规约的映射方法和思路,将采用101/104规约的老装置纳入新的变电站通信体系.以使采用两种不同通信标准的装置可以实现互联和互通.     

数字化变电站继电保护系统过程总线结构研究

阐述了4种典型的基于IEC61850过程总线结构的数字化变电站继电保护系统结构,研究了不同过程总线结构的优缺点及其适用范围.以星形结构为例分析了功能整合对系统可用性的影响,指出引入适当的功能整合可提高系统可用性.总结分析了4家主要设备制造商对基于过程总线的数字化变电站继电保护系统应用的实现方案.评述了其优点及不足之处.介绍了基于IEC61850过程总线的数字化变电站保护系统性能项目研究,实验室测试验证了MiCOM系列保护IED在IEC61850过程总线结构下运行的兼容性和可靠性.针对实现数字化变电站的核心部件合并单元,提出了2种基于计算机的合并单元互操作性测试方案.     

基于IEC61850的微电网过电流集中保护研究

过电流保护是电网采用的一种常规保护技术。为了面对存在不同运行模式的微电网,依赖于通信系统的集中保护研究受到人们的重视。将IEC61850标准扩展到微电网过电流集中保护系统中,首先研究过电流保护的结构和算法。接着,提出微电网通信系统的三层结构,对系统中的智能DG终端和智能继电器终端建立信息模型和信息交换模型,并将信息交换模型映射到特定的通信协议,从而构建了整个基于IEC61850标准的微电网过电流集中保护系统的通信体系。最后,通过模拟简单的微电网应用场景来进一步分析整个系统的信息交换过程。通过分析,基于IEC61850建模后的微电网过电流集中保护系统能实现系统的互操作和无缝集成。     

基于NCIT和IEC 61850-9-2的继电保护技术

一个完整的数字化变电站除了站级通信总线采用IEC 61850技术外,还应包括过程级的数字化。使用传统电流、电压互感器的数字化变电站,只能算半数字化。文章分析了传统互感器的缺点,对非传统互感器(NCIT)中的光电压互感器(VTO)和光电流互感器(CTO)、数据处理单元(MU)、IEC 61850-9-2和基于NCIT的继电保护作了介绍,并通过实例证实基于NCIT、IEC 61850-9-2的保护比与传统互感器配合的保护动作更快,稳定性、可靠性更高。     

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.     

符合IEC 61850标准的数字化线路保护研究

以超高压线路保护为例,参考IEC 61850标准的功能分层结构,将传统保护装置的各功能模块分映射互间隔层或过程层,构建符合IEC 61850的新型数字化线路保护.符合IEC 61850的数字化线路保护装置硬件平台采用卡件式的设计理念,将各逻辑设备映射到具体的卡件,使用以太网和交换机作为各卡件之间数据交互的通道.符合IEC 61850的继电保护软件对通信功能有了更高的要求,传统的前后台系统开发方式已不再适用,基于"μC/OS-II的继电保护软件不仅可以提高开发效率,而且能够改善保护的性能.试验表明符合IEC 61850的数字化线路保护装置由于采用了电子式电流互感器和引入了嵌入式实时操作系统,在防止差动保护误动和缩短保护跳闸出口时间等性能方面得到了改善.     

电子式互感器的应用研究

电子式互感器是近年来电力行业的研究热点,也是数字化变电站内的关键技术之一.基于对各种电子式互感器的工作原理的分析比较,论述了各类型电子式互感器的技术特点和应用前景;研究了合并单元应用所面临的两个关键问题并总结了电子式互感器工程应用的相关结论.     

SVG和Location包在电力图形信息交换中应用

对比分析了美国电科院控制中心应用程序接口(CCAPI)推荐的图形中心和域中心图形交换方案,指出图形中心方案易于实现一对象多图、支持背景图形显示以及方便实现图形扩展等优点.IEC61970推荐使用可缩放矢量图形(SVG)为电力系统图形标准,着重研究了在图形中心交换方案中使用SVG metadata模型和IEC61968 Location包规范图形交互信息,实现信息一致性理解和图形合并的方法;提出了基于发布/订阅模式的异步交互模式,以克服同步请求/应答图形信息交互模式信息冗余多的缺点,提高图形交互的效率.以某厂站和变电站为例说明了利用Location和metadata信息实现信息异步交互和图形合并的过程,验证了方法的有效性.     

IEC 61850/IEC 61970保护模型的协调

依据所提出的变电站保护系统的建模框架,分析了IEC 61850和IEC 61970这2个标准的建模能力.针对控制中心和变电站应用的实际情况,明确了这2个标准在保护系统建模方面需要协调的内容和层次:针对原理层,IEC 61970需要增加量测和保护设备的关联,还需要扩展新的保护设备模型;对于设计层,应在IEC 61970中增加一个与IEC 61850的逻辑节点对应的基类,并以它为基础扩展和量测与设计层模型相关的数据类;对于实现层,建议对IEC 61970中的远程终端单元(RTU)类进行扩展,并增加与远程设定和服务器相关的类.     

新一代配电网自动化及管理系统的设计和实现

从分析国内以往配电管理系统(DMS)存在的主要问题入手,针对配电网的发展需求,结合国际标准和计算机技术的发展趋势,提出了新一代配电网自动化及管理系统的设计原则.并据此原则在南京供电公司的DMS上按IEC 61970标准实现了与公用地理信息系统(GIS)的无缝集成,保证了实时和管理应用采用同一套模型和图形;开发了配电网图形和模型的多态与同步功能,可对设备生命周期实施全过程控制;结合可定制的流程化控制,配电网调度作业管理可以共享实时数据、模型和拓扑信息,实现了配调业务流程的无纸化作业;组件化的配电网拓扑分析内嵌在配电网管理流程的每一个细节之中,保证了系统安全.最后就GIS的发展提出了看法.     

IEC61850到IEC60870通信规约的映射研究

变电站自动化系统目前采用IEC60870通信规约的老设备很多,必须保证采用这种规约的装置在通信上与基于IEC61850通信规约的系统相互兼容.比较了IEC61850与IEC60870两种不同标准体系通信规约的特点;依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了IEC61850到IEC60870-5-103/104通信规约的映射方法和思路:将采用103/104通信规约的装置纳入新的变电站自动化系统通信体系.     

基于IEC 61850的变电站网络安全分析

基于IEC 61850的数字变电站自动化系统是一个基于网络的开放式系统。随着开放性的增加,变电站的网络安全问题越来越突出。IEC 61850标准明文规范了变电站的网络通信协议,但未提供相关的安全规范。文章分析了基于IEC 61850的变电站网络系统安全体系,总结了IEC 62351的相关应用,并指出了IEC 62351今后的改进方向。     

电器附件IEC标准概况及发展动向

介绍了电器附件IEC标准的概况及发展动向,并简介了我国电器附件标准的采标情况。     

无火花型电气设备国际标准新修订内容介绍

相对IEC 60079-15： 2001版（简称老标准）,修订后的标准IEC 60079-15： 2005版爆炸性气体环境用电气设备第15部分 n 型电气设备的结构、试验和标志,在技术内容上变化较大,文章将二者间的主要技术差异进行了分析对比,同时对新标准的相关技术内容进行了介绍.     

新能效标准对电动机出口的影响及应对

至2008年3月,IEC／TC2第31工作组将电动机的效率分为IE1,IE2,IE3,IE4共4级,世界各国相继出台强制性的电动机能耗效率。我国的电动机能耗标识也于2008年6月1日起开始实施,对电动机制造行业产生了巨大的影响,直接影响我国的电动机出口。文章简单介绍了新能效标准,并就解决的方法进行讨论。     

电子式互感器及其在数字化变电站中应用

在描述电子式互感器的标准、定义、结构体系和分类的基础上,分析了有源和无源电子式电流与电压互感器的类型、原理、特点及其存在的主要问题,并就其在测量品质、结构体系、运行安全性、绝缘结构及成本等方面进行了比较,指出无源电子式互感器是独立安装的互感器的理想解决方案.以IEC标准为基础,讨论了电子式互感器在数字化变电站中的逻辑位置和配置原则,分析了电子式互感器应用于数字化变电站中在提高测量精度、简化二次设备结构、增强间隔层与过程层通信、提高继电保护装置性能、完善故障录波等方面的优势.并指出在其应用中需注意可靠性和稳定性等技术问题.