基于IEC 61850的变电站自动化系统通信网络

基于IEC 61850标准的变电站自动化系统通信网络不仅需要基于标准中特殊通信服务映射所规范的网络技术,而且网络设备和数据信息的建模需要利用面向对象技术,遵循标准中提供的模型,并通过一致性测试的检验,使设备具有互操作性,实现数据的共享。文章介绍了IEC 61850——变电站通信网络和系统系列国际标准的制定背景,分析了标准的内容和主要特点,总结了IEC 61850标准与现有其它电力系统通信协议的关系与区别,提出了以IEC61850为基础的电力系统无缝通信体系结构。     

基于IEC61850的变电站自动化对象建模

最新国际标准IEC61850是面向对象的电力系统无缝通信系统体系标准。该标准规定了变电站信息模型和建模方法,并提供了大量的公共实际设备和设备组件模型。提出运用此理论建立简单的变电站信息模型并实例化,同时分析了IEC61850提供的抽象通信服务,建立了合适的服务模型运用与控制中心和变电站之间的通信。最后,根据IEC61850配置语言的定义,对变电站配置性能作了描述。     

浅析IEC61850在变电站通信网络中的应用

IEC61850是国际电工委员会(IEC)制定的变电站内通信网络和系统标准体系,目的是实现不同厂家生产的控制、监视和保护设备的信息共享,使变电站自动化系统成为开放系统,同时不同设备间具有互操作性。在分析IEC61850标准的信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等概念的基础上,建立符合IEC 61850标准的变电站内通信系统的框架模型;分析由于应用IEC 6 1850标准带来变化及如何面对突出的网络安全问题。     

基于IEC 61850-9-1标准的模拟合并单元的设计

IEC61850标准将变电站系统划分为变电站层、间隔层和过程层,并规范了过程层与间隔层的通信方式。根据IEC61850标准描述的采样值传输服务模型及IEC60044-7/8标准定义的合并单元模型,设计遵循IEC61850-9-1通信方式,能够采集传统电磁式互感器模拟信号的合并单元,功能得到验证。     

智能变电站设备状态监测系统通信关键技术及实现

分析了现有设备状态监测系统相关建模和通信技术规范的不足,提出了主、子站统一按IEC61850建模和通信的思路。根据设备状态监测系统的特点,论证了Web Service技术用于IEC61850通信映射的可行性,并介绍了具体的实现方法。对设备状态监测系统通信涉及的IEC61850网关建模、主/子站冗余通信、多子站并发通信、配置文件源端维护等关键技术进行了论述并给出了实现方案。基于开发的原型系统进行了功能和性能测试,结果证明所提出的设备状态监测系统通信方案是可行的。     

IEC 61850在数字化变电站直流电源系统中的应用

在介绍面向对象的电力系统无缝通信系统体系——IEC 61850标准的产生过程、目标和思想体系架构的基础上,着重分析了IEC 61850基本模型规范和信息交换服务模型规范。结合传统的变电站直流电源系统,将IEC 61850标准的建模思想引入到直流电源系统信息建模中,完成了直流电源系统的逻辑装置、逻辑节点和数据对象的定义扩充及信息建模,并基于SISCO MMS Lite进行了实时信息数据库和MMS访问服务的实现,经过了一致性测试。将变电站直流电源监控系统纳入到变电站综合自动化系统范畴内,方便实现对直流电源系统充、放电维护管理,大大降低了电力系统运行维护人员的成本。     

IEC61850规约测试技术研究及应用

IEC61850规约在变电站层的实现结构为客户端/服务器端模式,文章在IEC61850标准的信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等概念的基础上,提出了一种符合IEC61850标准的变电站内通信系统的测试框架模型.通过模拟应用层调用IEC61850的抽象通信服务接口(ACSI库),设计了测试系统的架构,实现了集成测试和系统测试,测试了IEC61850服务到MMS的映射(SCSM)以及IEC61850对象空间的创建和操作.同时,遵循面向对象建模和抽象服务映射的思想,对变电站内测试软件系统的实现方法以及应注意的相关问题进行了讨论,为变电站自动化系统的互操作性、可扩展性和高可靠性要求的实现提供了依据.     

IEC61850规约测试技术研究及应用

IEC61850规约在变电站层的实现结构为客户端/服务器端模式,文章在IEC61850标准的信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等概念的基础上,提出了一种符合IEC61850标准的变电站内通信系统的测试框架模型。通过模拟应用层调用IEC61850的抽象通信服务接口(ACSI库),设计了测试系统的架构,实现了集成测试和系统测试,测试了IEC61850服务到MMS的映射(SCSM)以及IEC61850对象空间的创建和操作。同时,遵循面向对象建模和抽象服务映射的思想,对变电站内测试软件系统的实现方法以及应注意的相关问题进行了讨论,为变电站自动化系统的互操作性、可扩展性和高可靠性要求的实现提供了依据。     

风力发电厂监控通信原理及模型——IEC 61400-25标准介绍

风力发电厂是一种分布式能源系统,需要设备与设备之间以及设备与电网之间有良好的配合。国际电工委员会最近制定了IEC 61400-25系列标准,该标准是IEC 61850标准的延伸,专门面向风电厂的监控通信。本文在概要介绍IEC 61400-25标准体系结构的基础上,重点介绍了风电厂监控系统通信原理、建模方法、信息模型和信息交换模型,并说明了如何把信息映射到特定的工业通信协议上的方法。     

隔离开关装置的IEC61850建模

IEC61850标准是电力系统信息技术的重要工具,介绍了IEC61850模型的基本概念,分析了面向对象的建模技术。基于此标准,以隔离开关装置为例,对其进行了功能分解,并利用标准中的信息模型对其逻辑节点及逻辑设备进行了建模,为过程层设备的通信及智能模型建立提供了有力的依据。     

基于MQTT协议的配电物联网云边通信映射研究

配电物联网中存在维护困难、监测薄弱、设备互操作性差的问题。基于IEC 61850来规范智能电子设备(IED)的信息模型和和信息交换方法,可以实现设备的互联、互通、即插即用和数据的融合。分析了配电物联网云主站与边设备的通信场景及需求,研究了基于轻量级的MQTT(消息队列遥测传输)通信协议的IEC 61850抽象通信服务映射实现方法,建立了云主站与边设备信息交互的IEC 61850通信子集。搭建了测试平台,通过功能实验和性能实验验证了映射方法的可行性。基于MQTT的IEC 61850通信映射可实现配电物联网云边设备的互联互通。     

微电网典型特征及关键技术

总结了微电网的运行模式、容量与电压等级和结构模式等典型特征,详细阐述了微电网的优化设计、运行控制、保护和经济运行等关键技术的研究方法和思路;分析了当前国内外典型微电网系统的重要特征及关键技术、微电网未来的发展方向和新型技术,并给出了对国内微电网研究和建设的相关建议。     

虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法

近年来,微电网作为一种可再生能源接入电网的有效载体,已受到越来越多的关注。微电网中的分布式电源大多需要通过逆变器实现并网和输出电能,然而传统的逆变器控制算法只考虑快速响应,并没有类似同步发电机的惯性特征,因而对电网冲击较大。针对该问题,在总结了虚拟同步发电机(VSG)支撑微电网稳定运行控制策略的基础上,结合同步发电机的功角曲线和转子惯量的物理意义,提出了一种自适应虚拟转子惯量的VSG控制算法,并通过对分布式电源小信号模型的分析,确定了自适应惯量系数的选取原则。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真工具,分别在并网和离网运行模式下验证了所提算法的有效性。     

面向变电站安全隔离的一体化通信分析平台构建

为有效提高检修和改扩建过程的可靠性与安全性,构建了面向变电站安全隔离的一体化的通信模拟与分析平台。依据ADPSS所需要仿真的一次系统的规模和配置信息,确定以IEC61850 SCL来描述一次元件及其配置信息的方法,实现了一次仿真建模配置和一二次系统的模型关联。把针对一次动态闭环仿真的ADPSS测试技术纳入基于站内IEC61850模型配置SCD文件的二次系统调试分析架构。在所构建的一体化的通信模拟与分析平台基础上,提出了典型的二次系统运行状态切换方案。通过模拟变电站带电运行状态,反复试验二次设备的检修、修改、更换等实际操作,提高检修和改扩建过程的可靠性与安全性。     

基于IEC 61970标准的风光储建模方案

IEC 61970系列标准定义了公共信息模型(CIM)的基本包集,提供了能量管理系统(EMS)信息的数据结构和逻辑视图。在对IEC 61970系列标准中CIM研究的基础上,遵循CIM的语义和扩展规范,对原有CIM进行扩展,建立风力发电系统、光伏发电系统、储能系统的CIM扩展模型,并将其应用到包含风光储的电网能量管理系统设计中,为进一步开发能量管理系统高级应用程序提供统一的接口。     

复杂拓扑结构光储型微电网黑启动策略

随着微电网大力发展,逐渐形成了结构及控制模式更加复杂的微电网。针对较具推广价值的光储型微电网,研究安全有效的黑启动方案对提高其供电可靠性具有重要意义。在分析具有复杂拓扑的光储型微电网及控制系统的基础上,提出一种基于分层控制的光储型微电网黑启动策略。综合考虑多个储能系统当前状态以选定黑启动主电源,结合光伏发电系统多种运行状态,以网架串行恢复形式进行分层分级黑启动。经仿真验证,所提方法可安全有效地完成复杂拓扑结构的光储型微电网黑启动,为相应实际微网工程黑启动方式提供一定的借鉴意义。     

基于多层控制的微电网运行模式无缝切换策略

以浙江省温州市鹿西岛并网型微电网工程为实例,首先介绍了基于IEC 61850标准的微电网三层控制体系。然后,重点分析了并网高压快速开关及储能变流器的运行控制特性,并对储能变流器由功率控制转换到电压幅值—频率控制时的控制逻辑进行了改进,使其更适应系统运行模式切换的要求。通过微电网中央控制器和模式控制器的配合,尽量减小模式切换过程中由于功率不匹配带来的暂态冲击,成功实现了运行模式的无缝切换。最后,通过实际工程的现场测试,确定了策略中涉及的关键时间定值,最终实现了系统运行模式的无缝切换。     

基于IEC 61850的集中式馈线自动化信息模型

配电系统中广泛应用的集中式馈线自动化为满足配电主站与配电终端间互联互通,对构建符合IEC 61850标准的信息模型提出了迫切需求。介绍了IEC 61850-90-6技术报告中故障指示相关逻辑节点,在分析集中式馈线自动化工作原理的基础上,基于新定义的电流指示逻辑节点SCPI、电压指示逻辑节点SVPI、故障指示逻辑节点SFPI,研究了集中式馈线自动化功能实现的信息模型,推动了IEC 61850标准在配电自动化中的应用。     

融合时间同步策略的主从式信息物理系统协同仿真平台实现

随着电力系统与信息通信系统耦合程度的不断加深,通信带来的信息延时、数据丢包和网络链接中断等问题使得传统的电力系统仿真方式(解耦通信或理想通信仿真方式)难以满足现实的需求。文中在分析现有信息物理系统(CPS)建模技术的基础之上,设计了基于MATLAB和OPNET的主从式CPS协同仿真平台。详细阐述了协同仿真平台的系统架构,以及协同仿真平台中的物理系统模型、信息系统模型、仿真交互模型和基于软件的虚拟量测设备的建模实现方式,重点分析了所设计的融合式时间同步策略。最后通过微电网仿真算例,验证了所建立的协同仿真平台及其时间同步策略的准确性和有效性。     

基于全分散理念的F-P型分布式电源自趋优控制方法

针对频率—有功功率(F-P)型分布式电源,提出一种适用于交流微网孤立运行时的有功控制策略。该策略充分利用微网中交流电网的天然耦合特性,在不借助分布式电源间或者分布式电源与中央控制器间通信的条件下,实现分布式电源出力自趋优功能。所提出的控制策略具有分层结构,包含频率分层控制和频率跟踪控制两个部分,其主要特点为:适用于以逆变器为接口且工作在电流源模式的分布式电源;完全基于本地信息,在不借助中央控制器和集中通信系统的情况下,能够通过各分布式电源的本地信息实现自趋优控制;该策略按照等微增率准则来分摊负荷,使各分布式电源的成本微增率相等。仿真结果验证了该控制策略的有效性。