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。     

基于IEC 61850标准的智能电子设备及变电站自动化系统的测试

IEC 61850标准是未来数字化变电站通信网络与系统的唯一国际标准，其主要目标是实现互操作，因此标准的测试活动也就围绕该目标进行，包括2个层次：验证智能电子设备(intelligent electronic device，IED)是否具有互操作的能力，即一致性测试；验证IED集成在一起完成变电站自动化功能的能力，即互操作性测试。文章重点介绍了变电站自动化系统的测试流程，并结合开发的数字化保护平台对其一致性测试进行了探讨，最后介绍了对测试质量进行评估的重要性及评估手段。     

基于IEC61850的变电站自动化系统一致性测试

以基于IEC61850的500 kV桂林变电站系统工程为例,论述了基于IEC61850的变电站自动化系统一致性测试.对于系统一致性的测试分为IEC61850规约测试、变电站自动化系统测试和与调度通信规约的测试3大部分.认为规约一致性测试是保证互操作的基础,在测试中必须强制执行.提供了测试流程、通信一致性测试过程、SCADA基本功能测试的设备连接模型、保护设备功能测试及其他测试情况.     

变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护

通过对变电站在线监测系统接口与功能规范的分析,提出从在线监测智能电子设备(IED)到站端监测单元与状态监测主站的一体化建模方法。针对变电站在线监测系统主要关注一次设备及其部件的实体信息的特点,采用公共信息模型的电力系统资源类和资产类,建立变电站在线监测系统的电网结构与一次设备模型,并给出站端监测单元与状态监测主站之间的模型共享实现方案,以减少建模的工作量,保障模型的一致性。以IEC 61850模型为基础,对状态监测数据接入规范进行扩展,建立在线监测IED与站端监测单元的设备参数与数据模型,并给出在线监测IED与站端监测单元之间数据映射的实现方法,以实现在线监测数据模型的源端维护。     

智能变电站温升在线监测IED的设计与实现

研发了一种应用于变电站间隔层的温升在线监测智能电子装置(IED).该IED以ARM+DSP为系统架构,采用linux操作系统嵌入IEC61850协议;以GPS授时实现全站的数据同步触发,通过RS485与一次终端在线监测设备进行数据传输,并利用光纤以太网将数据以IEC61850规约封装后与监控中心进行通信,最终实现对一次设备终端温度的采集、传送等功能.该设计己在上海虹桥220 kV变电站安装运行,运行结果表明所设计的IED能准确采集一次设备的温度并进行分析、处理和传输至信息一体化平台及在线监测系统,能够实现对终端一次设备的温度智能化在线监测功能.     

基于IEC 61850的避雷器监测IED的数据通信研究

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点。研究了IEC 61850信息建模技术和避雷器监测IED建模步骤,分析了其所必要的通信服务。在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,并针对避雷器在线监测的特点,研究扩展和使用了IEC 61850标准中的逻辑节点和数据,对实际避雷器监测IED进行了建模,探究了IEC 61850标准的抽象通信服务接口、特定通信服务映射等通信关键技术。简单介绍了用于装置自我描述的变电站配置语言(SCL),通过SCL对监测模型进行了描述,实现了其工程化的配置。     

IEC 61850标准一致性测试的方案和现场应用

介绍了一致性测试仿真环境的基本构成,包括智能电子装置(IED)服务器端模拟器、客户端监控软件、系统配置工具、IED配置工具和协议分析工具.在分析现场测试需求的基础上,提出了实现变电站内IEC 61850标准一致性测试的总体方案.应用IEC 61850标准一致性测试与仿真培训系统,针对西安供电公司2个110 kV变电站进行了完整的测试.通过分析和研究测试结果,验证了变电站支持的IEC 61850功能,对数据模型等存在的问题进行了探讨.     

基于IEC 61850标准的通用IED仿真系统的设计与实现

分析了目前智能变电站自动化系统调试中的各种问题,提出了通过构建基于IEC 61850标准的通用智能电子设备(IED)仿真系统进行仿真测试的解决方案。叙述了该系统的体系架构、功能结构和实现通用IED仿真系统的关键技术;设计了多态多时序信号仿真、闭环控制仿真、通用面向对象变电站事件(GOOSE)仿真等关键模块的仿真流程。开发实现了通用IED仿真系统软件,并将其成功运用于多个智能变电站系统的集成调试。     

变电设备在线监测系统中IEC 61850的一致性测试

一致性测试是保证变电设备在线监测智能电子设备(IED)之间互操作性的基础,对智能变电站中在线监测IED的研发及IEC 61850的推广应用具有重要意义.通过分析一致性测试的基本原理,提出在线监测装置、综合监测单元和站端监测单元的一致性测试方案,以降低变电设备在线监测系统集成中互操作失败的风险.开发了一致性测试仿真系统,给出IEC 61850对象模型、抽象通信服务接口、制造报文规范协议栈以及协议分析器的实现方法.采用综合监测单元仿真工具、站端监测单元仿真工具以及Modbus子站模拟软件模拟电容型设备在线监测的通信过程,并给出一致性测试流程与协议数据单元的分析结果,验证了实现方法的正确性和可行性.     

IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现

采用IEC61850协议是新一代数字变电站的自动化系统的核心技术之一,变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中占有很重要的地位。首先在研究IEC61850标准和结合变电站自动化系统的工程实际的基础上,提出了一种变电站自动化系统的配置方法。然后,又介绍了作者研究的IED配置器的设计与实现,分别介绍了IED配置器的功能、信息模型和软件结构。     

智能变电站综合测试仪的研究与实现

针对目前智能变电站功能复杂、产品多样、实时性要求高的特点,设计了一种功能全面、测试可靠的综合测试仪。该测试仪支持站控层监控系统、间隔层IED、过程层设备、交换机、校时等设备的性能测试。根据设定测例及流程自动进行正向、负向测试,生成测试报告,方便了后续测试缺陷的查询及修正。该测试仪解决了现有测试仪功能单一、性能测试缺失的问题,提高了测试的效率和质量。通过对相关设备的测试及试验验证,表明该综合测试仪性能优异,达到了预期的目标。     

基于CAN总线和ARM的变电站在线监测装置的研制

设计了一个分层分布式的变电站在线监测系统。该监测系统在各个不同间隔内的智能电子装置(IED)采用CAN总线和ARM处理器为核心,实现对本间隔内一次设备的实时监测和控制。装置内部各功能板通过CAN总线通信,装置和上位机通过以太网通信,提高了装置的实时性和可操作性。装置的抗干扰能力强,具有灵活的扩展能力。     

新一代智能变电站开关综合监测装置研制

针对新一代智能变电站建设需求及国家电网公司对新一代智能变电站集成化设备的技术要求,文中设计了一种适用于新一代智能变电站的高压开关/GIS功能整合型监测装置。根据功能特点将分立的机构监测IED、测量IED、监测主IED、避雷器监测IED功能进行整合,完成间隔内高压开关的状态监测、就地诊断、二次设备在线监测功能。试验及现场运行结果表明,设计的装置有效减少了间隔监测装置的数量,具有很好的应用前景和推广价值。     

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

针对现代电力开关柜设计了一种基于物联网技术并符合变电站IEC61850标准的应用于变电站间了一种隔层的新型开关柜综合状态监测智能电子设备（IED）。该IED采用ARM＋DSP双CPU架构为硬件核心,以VxWorks实时操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC61850标准的IED性能描述文件（ICD）,解析IRIG-B码进行同步对时,通过ZigBee无线网络和RS485/RFID/CAN总线实现与开关柜在线监测装置（过程层）的数据传输,按照IEC61850标准规约用光纤与综合应用服务器（站控层）进行通信。此外,还完成了开关柜综合状态监测系统结构设计、IED硬件电路设计、软件平台的构建以及IEC61850的信息建模。实际运行结果表明,该开关柜综合状态监测系统能够远程对所有开关柜状态进行综合采集、分析、传输与监测,并将这些功能融合到一体化住处平台诊断中。     

变电站状态监测IED的IEC 61850信息建模与实现

基于IEC 61850信息模型的状态监测智能电子设备（IED）是变电站中智能一次设备的核心组成部分。分析了变电站状态监测系统的功能需求,依据最新IEC 61850第2版,采用电气设备、状态监测、传感器逻辑节点,建立了变电站状态监测IED的功能与设备模型。提出了状态监测IED之间的通信方法,将非缓存报告控制块、缓存报告控...     

变压器状态监测组件功能整合研究和性能提升设计

传统变压器状态监测组件IED较多,信息交互复杂,装置误报警率高,系统可靠性低。针对上述问题,提出了一种整合型变压器状态监测智能组件性能提升方案。通过对在线监测装置的硬件和软件功能集成及油色谱装置的优化设计,可有效减少变压器状态监测组件的IED数量和提高系统可靠性。基于Xenomai的Linux实时系统的研究,结合嵌入式SQLite数据库和Web Service应用技术,实现变压器在线监测系统的采集功能集成化和诊断流程标准化设计。所设计的智能组件整合了油色谱在线监测、铁心接地电流监测和特高频(UHF)局部放电监测等监测功能,已在重庆220 kV虎啸智能变电站中得到应用,效果良好,充分体现了未来智能监测组件向结构紧凑化、通信标准化和状态可视化的方向发展,具备较好的推广前景。     

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。     

新一代智能站合并单元智能终端集成装置研究

结合新一代智能站的建设原则以及国家电网公司对新一代智能站设备的要求,设计了一种适用于新一代智能变电站的合并单元智能终端装置集成装置。将合并单元功能和智能终端功能在一个物理设备中实现,并解决了装置集成后的SV、GOOSE共网问题、合并单元和智能终端功能相互独立问题,增加了装置状态监测功能。设计的装置具有较高的智能化水平。     

智能高压开关柜IED设计

随着智能变电站的提出,变电站各类一次设备运行信息均需要遵循IEC61850协议上传至信息一体化平台。设计了一种应用于变电站高压开关柜中的智能电子设备(IED)。开关柜IED适应开关柜内各种不同的监测单元,符合IEC61850协议和智能开关柜的要求,便于监控中心远程处理数据。它把多种通信方式整合到一起,实现各个监测单元与IED之间的数据通信和控制。IED采用DSP+ARM双CPU结构,具有保护、测量、处理、通信等功能,功能集成度高,满足智能开关柜通信实时性和高速性的需求。     

500 kV变电站综自仿真调试系统开发

针对500 kV变电站日常运行维护中存在的实际难题以及监控中心等主站系统调试和验收存在的困难,本文提出了构建500 kV变电站综合自动化仿真调试系统.介绍仿真调试系统技术原则、总体设计、软件主要功能模块的实现和系统主要功能.首次实现1台计算机同时模拟多达16个厂站多种传输规约不同型号的IED设备,实现海量数据测试、保护事件模拟重演、规约测试以及报文解析等功能.实际应用效果表明:系统运行稳定、仿真模拟效果逼真度高,为500 kV变电站运行维护、新建监控中心等主站系统调试和验收提供一种新思路和新方法.