基于站域保护原理的智能变电站过程总线信息共享特性分析

针对传统继电保护动作延时长、整定配合复杂及自适应能力较弱等弊端,引入了利用全站数据信息的站域保护的概念,并分析了站域保护的基本原理和动作功能。从站域保护的通信需求出发,以交换以太网的变电站组网方案为基础,对过程总线通信特性进行评估分析。对过程总线面向间隔以及面向位置的两种组网方案进行了OPNET的仿真和建模,分析了SV报文以及GOOSE报文在过程总线传输过程中的共享特性。验证了当采样率较低时,过程层能够在100Mbit/s网络下实现具有较高实时性的跨间隔数据共享。     

基于过程总线的母线保护通信体系结构

合理地设计变电站过程层网络的拓扑结构,最大程度地实现信息共享,并保证各种保护、控制系统的可靠性,是数字化变电站发展所面临的一个重要问题。介绍了过程总线的相关技术,分析了采样值（SAV）报文和面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文发布者/订阅者通信模式的2种具体实现方式,提出了3种基于不同过程总线的母线保护通信体系结构,并利用OPNET Modeler软件进行了仿真分析。仿真结果表明了所提出的通信结构的可行性,通过比较分析得出了各种通信结构的适用范围,对过程层通信网络的设计具有一定的参考价值。     

符合IEC 61850标准的配电自动化终端设计

提出了一种满足IEC 61850:2003标准的,由配电过程单元、配电间隔单元和配电站控单元三部分组成的配电自动化终端设计方案。配电站控单元和配电间隔单元可安装于运行条件好的变电站,功能强大。配电过程单元安装于现场开关柜等处,功能简单,运行可靠。配电间隔单元与配电过程单元间采用IEC 61850-9-2:2003标准的配电现场过程总线进行通信,装置具备自描述功能,便于实现远动规约双边表的自动生成和通信报文的准确解析;配电实时监控信息和归档信息分别传输,以提高配网运行的监控效果。     

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。     

智能配电变电站集成保护控制信息共享分析

分布式新能源的大量馈入及用户供电质量的提高要求智能配电变电站提供更加灵活、快速、可靠的保护与控制功能.跨间隔信息的实时共享融合能有效提高变电站的保护测控性能,但需要解决过程总线站域保护控制信息交换的高度实时性和稳定可靠性.针对智能配电变电站站域保护控制通信的需求,基于OPNET软件仿真建模,并基于实际开发的集成保护试验平台测试了过程总线多间隔信息共享的通信特性,分析了延时原因,给出了满足实时性和可靠性要求的最大跨间隔信息共享数量,提出了跨间隔信息共享通信的改进措施.该研究结果对智能变电站站域保护控制系统的实现奠定了通信基础.     

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对变电站自动化系统报文性能的要求

阐述了IEC 61850对逻辑节点、通信信息片、事件时间、传输时间、报文的类型和性能级的定义。并指出了变电站自动化系统中报文的性能要求，IED同步标准及电力系统有关参量的指标（如电压、电流对不同级别的精确度、谐波、分辨率和采样率）等。     

新一代变电站自动化网络通信系统研究

以太网（Ethernet)应用于变电站自动化系统的过程层总线、厂站总线已经成为新一代变电站自动化系统的发展趋势。该文在深入研究Ethernet通信机理和报文传输本质概念的基础上，提出基于Ethernet的变电站自动化系统中报文实时传输的满足条件，影响因素以及评价方法，并给出了相关的定义、公式、数学模型和分析结果。该研究结果对于变电站自动化系统通信的设计具有参考意义。最后在结合实践和研究结果的基础上，提出了一些值得进一步深入研究的问题。     

论IEC 61850标准中的合并单元

l 引言 变电站自动化技术发展到今天，分层分布式的系统结构和面向间隔（Bay）设计已成为主流。通信技术是变电站自动化的关键，现场总线和工业以太网的应用提升了变电站自动化技术水平。以实现互操作性为首要目标的IEC61850是迄今为止最为完善的变电站自动化的通信标准，     

基于EPOCHS平台的IEC 61850采样值传输仿真

采样值传输是IEC 61850变电站自动化系统过程层与间隔层之间通信的主要部分。在电力和通信系统同步仿真（EPOCHS）平台上提出IEC 61850变电站通信仿真框架,针对具体变电站构建IEC 61850通信模型。在NS2中添加虚拟局域网（VLAN）IEEE 802.1Q协议代码,实现VLAN多播报文的仿真。对交换式以太网和共享式以太网、接收不同数目合并单元采样值报文的保护设备进行了比较。结果表明:100 Mbit/s交换式以太网完全满足标准要求,而100 Mbit/s共享式以太网采样值报文时延和时延抖动较大,导致工频保护测量值波形畸变;接收多个采样值报文的保护设备存在链路瓶颈问题,对此提出了多通信插件的解决方案。     

两种混合多电平变换器拓扑结构控制策略的分析

提出了一种以是否共享中间直流电压源为依据的新的多电平拓扑结构分类,并给出了两种相应的拓扑结构。这两种拓扑结构结合了GTO耐压值高和IGBT开关频率快的优点,并对它们分别采用工频调制和PWM调制策略,既可以减小系统开关损耗,降低EMI,又可以提高电压等级。其中不同电压比的混合拓扑结构还可以在相同直流电压源的情况下,增加输出电压电平数量。最后对这两种拓扑结构和控制策略进行了比较和分析,同时给出了一些在实际设计中应该注意的问题。     

不依赖零序电压的配电站所接地故障识别方法

缺少零序电压采集的配电站所终端通常用融合识别方法识别接地故障,要求融合识别方法能够适应配电站所的不同拓扑,而且对较小接地电流的故障有较高的识别准确率.文中提出的方法结合了物理模型驱动和神经网络方法.首先,基于接地故障的物理模型,通过比对优化基于零序电流的特征量,预处理数据并选取参考间隔,解决拓扑或间隔数变化的问题,并设计单间隔相电流特征量,以提高故障识别准确率.然后,利用神经网络融合多个特征量,增强不同特征的协同判决能力,降低定值设定对灵敏度的影响.现场接地故障实验表明,文中提出的方法对不同拓扑有很强的适应能力,并具备很高的识别准确率.     

Assessment of Switched Communication Network Availability for State Estimation of Distribution Networks With Generation

Active management of complex distribution networks with distributed generation requires state estimation. As complete supervisory control and data acquisition systems are seldom available on 11-kV or lower voltage distribution networks, real-time measurements at remote points on 11-kV distribution networks are expensive. Therefore, the economical selection of a communication system for active management of distribution networks with distributed generation becomes an important issue. This paper presents the investigations into a leased communication system made of public-switched communication network channels for a distribution network state estimation application. It analyzes the effects of a different number of primary channels for real-time measurements on the distribution network state estimation accuracy. The leased communication system availability performance has also been analyzed and used to identify a number of reserve channels required to improve the leased system availability. The overall cost for improving the leased communication system availability has been calculated and compared with both a fiber-optic communication system and a power-line carrier communication system. The results show that the leased communication system is able to provide the lowest overall cost performance for the distribution network state estimation application.     

区域层次化保护系统研究与设计

利用变电站采样信息,提出了一种实现区域层次化继电保护的方式。系统主要由通信网络组成、变电站层,区域保护层。通信系统将就地信息传送至区域保护,实现区域信息共享。在获取变电站层的全景信息后,区域保护系统根据电力系统运行方式、拓扑结构与各供配电线路的故障类型与负荷发生变化,和就地保护进行配合,利用区域信息进行故障定位,实现了面向系统的保护。     

一种新型基于高速串行通信的多通道同步采样技术

微机型高压继电保护装置需要实时采样和处理多通道交流电气量数据,多通道采样数据的同步性和数据处理的实时性是影响保护性能的2个重要因素。文中针对以往同步采样及数据接口方式进行了改进,提出了一种基于高速串行通信的多通道同步采样技术,硬件上进一步保证数据采样同步性,同时提高采样数据传输、存储的快速性和并发性。该技术具有很好的扩展性和高可靠性,可以满足不同微机型高压继电保护装置,尤其是模拟采样回路通道数需求较多的场合,目前已经在某系列微机型高压继电保护装置上得到验证并取得实际工程应用。     

基于多HSR环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。     

分布式电压无功全局优化控制系统的研制与应用

分析了目前广州电网电压无功控制存在的不足 ,介绍了自主开发的分布式电压无功全局优化控制系统的结构原理、研制过程、技术难点及应用情况。该系统已在广州鹿鸣电网挂网运行 ,运行良好。系统由主站系统、变电站电压无功实时控制子系统 (VQC)和通信子系统构成。各子站系统的电压和无功控制范围通过全网离散无功优化计算获得 ,可实现对电网电压无功全局优化和分布式实时控制     

分布式电压无功全局优化控制系统的研制与应用

分析了目前广州电网电压无功控制存在的不足,介绍了由广东省广电集团有限公司广州供电分公司自主开发的分布式电压无功全局优化控制系统的结构原理、研制过程、技术难点及应用情况。该系统已在广州鹿鸣电网挂网运行,运行良好。系统由主站系统、变电站电压无功实时控制子系统(VOC)和通信子系统构成。各子站系统的电压和无功控制范围通过全网离散无功优化计算获得,可实现对电网电压无功全局优化和分布式实时控制。     

非四线制锂电池组实时电压检测校正方法研究

针对锂电池LIB(Lithium-ion pack)组非四线制状态下的线压降补偿问题,提出了一种锂电池组充放电过程中电压实时采样校正新方法。该方法通过分析锂电池组充放电过程中线压降机制,研究各单体处于不同充放电组合状态时对采样的影响,实现对锂电池组电压信号实时有效监测。实验结果表明,在锂电池组工作状态下电压采样过程中,该方法能够有效解决非四线制锂电池组电压采样问题,采样电压与锂电池组单体实际电压差异在5 m V以内。所提出的非四线制线压降补偿方法能够有效解决锂电池组实时准确采样问题,能够准确表征锂电池组实际工作状态。     

基于动态时间弯曲距离的主动配电网馈线差动保护

基于馈线上不安装电压互感器、馈线终端(FTU)通信实时性较差和时间同步能力较弱的工程应用背景,提出一种主动配电网馈线差动保护方法。利用相电流突变量启动算法,触发馈线区段边界上各FTU相互交换1个工频周波的故障电流采样数据,再通过计算各FTU故障电流的动态时间弯曲(DTW)距离确定是否为区段内部故障。该保护在启动算法与抗同步误差能力强的DTW算法的配合下,不需要获取电压信息,不要求FTU间准确同步,对数据通信实时性要求不高,数据运算量小,对FTU硬件配置要求低,适用于分布式电源高度渗透的含多分支线路的主动配电网。仿真结果说明了所提方法的有效性。