智能变电站网络对时测试研究

智能变电站使用网络对时方式.对时精度测试是肯定测试的重点,对时可靠性测试则是容易忽略的问题,在否定测试时应重点考虑,因此,为了测试网络对时软件的可靠性,针对目前广泛应用的SNTP网络对时,设计了否定测试用例,并结合用例开发了网络对时模拟服务器和模拟客户端这两个测试工具,应用工具发现了相关的软件缺陷,并加以分析解决.提出的网络对时测试技术及相关问题分析对智能变电站中其他网络对时方式的测试也有借鉴意义.     

智能变电站网络性能测试研究与应用

智能变电站是坚强智能电网的重要组成部分,网络的正常运行是变电站可靠运行的重要保障。通过分析某智能变电站网络运行时产生传输延时的影响因素,站控层网络和过程层网络的通信方式和网络风暴产生的原因,并以某变电站整个网络为对象,依靠网络测试仪对变电站网络施加负载的方式进行吞吐量测试、时延测试、抖动测试、Vlan功能测试、系统安全校核、风暴整组传动,从而验证了该变电站整体网络的可靠性,并对之后该类测试提供借鉴。     

智能变电站网络风暴测试研究

如何提高设备抵御网络风暴的能力是智能变电站面临的重要课题.本文首先分析了智能变电站站控层网络和过程层网络的通信方式和网络风暴产生的原因;其次依据目前智能变电站的典型架构建立了网络风暴模拟测试环境并设计了测试用例,通过测试验证了网络风暴对智能变电站各组网设备的冲击影响;最后,针对设备在网络风暴测试中暴露的问题进行了分析研究,提出了通过对网络风暴报文进行硬件过滤和风暴识别进而避免网络风暴冲击的方法,经验证该方法改进效果良好,提高了智能变电站组网设备抵御网络风暴的能力.     

智能变电站通信网络的现场测试

对智能变电站通信网络测试技术进行研究,根据智能变电站现场实际配置,搭建了模拟测试平台,提出了智能变电站通信网络功能和性能现场测试方案,并对性能指标提出了具体要求.     

智能变电站网络应用及测试技术研究

分析了智能变电站网络结构,重点阐述智能变电站网络系统中典型的应用技术。在此基础上,介绍基于智能变电站的网络测试关键技术,包括功能和性能测试、网络系统级测试、变电站现场测试,提出智能变电站网络测试应该模拟构建实际数据流,测试出整站实际的网络数据交换性能,为智能变电站的顺利安全稳定运行提供了有力的依据,也为整站未来升级和扩建奠定良好的网络基础。     

基于EPON网络的智能变电站继电保护技术研究

相比传统电力通信网络,EPON网络能够更好地满足智能变电站通信系统要求,但是智能变电站过程层网络采用EPON技术也存在安全性、可靠性、实时性的问题,导致继电保护存在拒动的风险。针对上述问题提出了改进措施,并进行了基于EPON网络下继电保护功能的适应性研究。通过搭建基于EPON网络的智能变电站过程层继电保护动模测试平台,重点选取220 kV智能变电站的母线保护、变压器保护、线路保护为研究及测试对象,进行动模试验。试验结果表明,各类保护装置、合并单元及智能终端可通过EPON过程层通信网络实现设备间采样报文及跳闸报文的信号传输,保护装置动作性能未受影响。     

智能变电站大二次模式下的电能计量分析

根据智能变电站不同于传统变电站的特点,分析智能变电站电能计量装置的构成和特性,目前智能变电站尤其是大二次模式下的电能计量及运维问题分析,重点阐述在技术、法制和管理方面的相关工作,分析智能变电站及数字化电能表国家标准、装置长期运行可靠性以及新模式下的运行维护等问题并给出了解决方式或建议。     

一种基于自响应机制的环网冗余通信方法

基于多模光纤构建的智能变电站通信网络缺乏一种冗余方法来保证通信的高可用性,提出一种基于自响应机制的环网冗余方法提高通信的可用性。该方法通过环网交换机自行判断响应并设置端口状态的方式来实现既定的冗余保护功能,通过构造交换芯片能够识别处理的数据帧作为测试帧的方式控制CPU端口的数据量,合理分配并有效利用CPU资源来缩短冗余恢复时间。通过实验室自有的环网交换机运行该冗余通信方法模拟智能变电站系统平台进行测试,结果表明该方法冗余恢复时间小于30 ms,相比MRP协议环网交换机运行该方法时CPU负荷降低近10%,有效保证了智能变电站中多模光纤网络通信的实时性和可靠性。     

智能变电站嵌入式平台测试系统设计及应用

智能变电站使用的装置均采用嵌入式软硬件平台架构,经过新一代智能变电站建设的试点,智能变电站长时间运行的可靠性仍有待提高。针对智能变电站嵌入式平台的特点,开发了一套测试嵌入式平台的测试系统。该测试系统基于实际的软硬件平台,针对内部通信特点,定制测试用例驱动,能够模拟极端情况下各个板卡间协调工作和运行的可靠性,实现软件平台任务调度、时间和内存管理、中断和边界等功能及性能的自动测试和分析。通过该嵌入式平台测试系统,能够快速模拟装置整个生命周期的运行状态和可能出现的异常现象,从而保证智能变电站相关产品的稳定性。该测试系统已经在智能变电站软硬件平台的研发测试过程中得到了充分的应用。     

IEEE1588协议在智能变电站应用的模型分析及测试研究

为了解决普通对时模式在分布式以太网络中对时精度低或专网施工复杂等问题,在智能变电站以太网络中引入IEEE1588时钟同步协议。分析和研究了IEEE1588普通时钟、边界时钟和透明时钟模型的校准特性和时钟属性,并搭建智能变电站仿真网络结构模型,进行模型验证和校准特性仿真测试验证,仿真测试结果表明IEEE1588协议应用在智能变电站以太网络中提高了时钟同步精度,简化了智能变电站网络结构,具有推广应用的现实价值。     

智能变电站多级数据交换及数据共网延迟分析

基于IEC61850的变电站数据传输是智能变电站过程总线通信的重要组成部分。智能变电站中所有的控制、保护以及电流、电压信号都是在网络中传递的。通信网络作为智能变电站信息交换的枢纽,其性能对控制和保护系统功能起了决定性作用,是智能变电站安全、可靠运行的基础。分析了通用面向对象变电站事件(GOOSE)的网络传输及其延迟,并对系统网络性能进行了测试。着重研究了线路传输延迟、存储转发延迟、交换机固有延迟、排队延迟等问题。根据网络流量,定量分析了网络延时对智能变电站系统性能的影响,测算了总延迟,验证了GOOSE网跳闸方法的有效性、可靠性。     

合并单元装置级联网络风暴的防治

合并单元是智能变电站过程层网络中的关键设备,合并单元运行的稳定性对智能变电站的可靠运行至关重要。为了消除数据级联时网络风暴对合并单元的影响,提出了一种实时过滤级联网络风暴的方法。通过对级联风暴报文的特点进行分析,提出硬件过滤和软件过滤相结合的过滤方法实现合并单元级联时网络风暴的抑制。在硬件过滤上通过多重过滤与流控单元,实时有效控制风暴报文流入;在软件过滤上根据IEC 61850-9-2报文特点通过多重过滤算法,有效过滤风暴报文。通过网络风暴测试平台对上述方法进行了测试,有效验证了该方法的可靠性,提升了合并单元装置在智能变电站中运行的稳定性与可靠性。     

智能变电站过程层组网方案分析

智能变电站是智能电网建设的重要环节,过程层网络则是智能变电站的重要基础,直接关系到全站数据采集和开关控制的可靠性和实时性。总结分析了智能变电站建设过程层设备所涉及的网络报文,针对数据采样和通用面向对象变电站事件（GOOSE）通信的不同组合方式所形成的网络方案进行了对比分析,讨论了采用IEEE 1588标准对时的三网合一...     

并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术在智能变电站中的应用

本文分析总结了智能变电站内部网络通信的应用现状,针对目前智能变电站存在的网络通信实时性和可靠性的问题,提出一种基于IEC 62439—3并行冗余和高可靠无缝环网冗余协议的智能站一层网络实现方案,完成典型设备的研制及相关的试验验证与测试.试验证明,并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术可满足电力系统保护装置对速动性和可靠性的要求,在智能变电站自动化系统内具有较好的实用性.最后分析总结并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术对智能变电站建设带来的影响.     

智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响

IEEE 1588协议所提供的高精度的网络同步方式,在智能变电站网络化通信中具有重要的应用价值。基于抗网络流量能力、时间戳精度和可靠性分析了更适用于智能变电站的IEEE 1588时钟模式。基于过程层网络报文的特征和实际工况,分析了交换机风暴过滤功能及其不足对IEEE 1588同步性能的影响。搭建了智能变电站过程层三网合一硬件时钟性能测试平台,测试了虚拟局域网(VLAN)正常或失效时IEEE 1588同步受背景流量的影响。通过仿真分析了交换机风暴下同步偏差对相量测量单元(PMU)量测误差的影响。     

智能变电站中的对时技术研究

目前智能变电站主要采用SNTP、IRIG-B、IEC61588等对时技术。由于智能变电站对站控层、间隔层和过程层的对时可靠性及精度要求存在差异,导致变电站内存在多种对时技术。本文针对各种对时技术的特点及组网方式等进行比较,选择符合智能变电站不同应用场合的对时技术。并着重比较了IRIG-B码对时技术与IEC61588精准网络对时技术的特点及在过程层应用的优缺点,分析未来智能变电站过程层对时技术的发展趋势。     

智能变电站过程层时间同步方式研究

智能变电站过程层设备时间同步系统实现方案主要有IRIG-B码对时和IEC61588对时2种,对于采用何种对时方式目前存在较大争议。对国家电网公司、南方电网有限责任公司已投运智能变电站、数字变电站时间同步系统进行了研究,重点分析了IRIG-B码对时和IEC61588对时2种方式的性能指标、可靠性以及经济性,研究了IEC61588对时在智能变电站应用的可行性,通过对比分析确定智能变电站过程层时间同步方式的实施方案。     

智能变电站过程层网络性能测试与分析

在智能变电站网络性能测试中,目前主要依靠商用的网络测试仪来施加网络负载,而这种网络负载的数据内容和流量特点都与实际智能变电站的相应特点有一定的差别。为了弥补这些不足,在对实际智能变电站网络结构进行分析的基础上,搭建了500 kV智能变电站过程层网络测试系统。该测试系统不仅覆盖了变电站基本的运行工况,而且能进行雪崩试验等极端运行环境下的试验项目,可在最大配置情况下,对过程层网络进行性能测试,从而充分验证了过程层网络的可靠性。对试验数据的分析结果,为指导产品研发及工程应用提供了依据。     

智能变电站继电保护装置网络压力产生原因及测试方法研究

网络传输给智能变电站的数据共享带来了便利,但同时网络压力也给智能变电站的可靠运行带来了风险。因此,分析网络压力产生的原因,研究网络压力的表现形式,对网络环境下保护装置的性能进行测试,显得尤为重要。通过研究网络压力产生的原因及表现形式,提出了一种智能变电站继电保护的网络压力测试方法,并给出了相应的技术要求。通过较为真实地模拟不同网络压力情况下的报文,该方法能够测试保护装置在非订阅广播报文及GOOSE/SV报文网络压力下的动作性能,同时也能全面系统地测试智能变电站继电保护装置在不同类型的订阅报文网络压力环境下的装置性能。为保护装置在智能变电站网络环境下的安全稳定运行奠定了基础。     

电子式瓦感器可靠性分析与电磁兼容性能研究

智能变电站是坚强智能电网的重要组成部分,电子式互感器是智能变电站的关键设备之一。据国家电网公司对电子式互感器的应用现状统计表明,电子式互感器仅占所有在运互感器的0．48％,运行可靠性问题严重,其中最为突出的是现场电磁环境的适应问题。阻碍了电子式互感器的进一步推广应用。针对电子式互感器可靠性问题进行分析,详尽阐述了目前电子式互感器产品的主要问题,并提出了解决电子式互感器的可靠性问题的几项重点措施。在可靠性分析基础之上,进行了电子式互感器电磁兼容性能研究与分析,得出当前国标规定的电磁兼容性能检测试验不足以完全模拟现场的运行环境,需要更进一步的试验设计并提高标准要求,增加特殊试验项目模拟现场运行情况用于考核电子式互感器的电磁兼容性能。