数字化变电站中实现电压电流同步的合并单元

基于对合并单元的本质功能就在于实现电压电流信号同步的认识,对合并单元原定义给出了新的阐释,梳理了合并单元的标准,并按照更好实现采样数据同步的误差要求,讨论了目前规定使用的三种站级同步信号,根据模块化思想分析了其电压电流同步功能的实现过程,介绍了现有的合并单元硬件实现方案,最后给出了合并单元发展趋势等的看法。     

一种基于交流信号的模拟合并单元

分析了模拟合并单元的采样值映射模型和实现方法,利用同步采样技术,将传统PTCT的模拟交流信号构建成符合IEC60044-7/8和IEC61850-9-1标准的采样值映射,从而在传统变电站的基础上直接奠定IEC61850标准的数据基础。提出并验证了模拟合并单元的测试方案。该模拟合并单元已在数个110 kV变电站数字化工程中得到了应用。     

一种基于交流信号的模拟合并单元

分析了模拟合并单元的采样值映射模型和实现方法,利用同步采样技术,将传统PTCT的模拟交流信号构建成符合IEC60044-7/8和IEC61850-9-1标准的采样值映射,从而在传统变电站的基础上直接奠定IEC61850标准的数据基础.提出并验证了模拟合并单元的测试方案.该模拟合并单元已在数个110 kV变电站数字化工程中得到了应用.     

一种遵循IEC 61850标准的合并单元同步的实现新方法

简要分析了电子式互感器和保护控制设备接口的相关国际标准，指出合并单元的设计是实现此接口的关键因素。就遵循IEC61850-9-1标准设计合并单元时所面临的同步问题，分析了需具体实现的功能，并提出了一种利用现场可编程逻辑门阵列器件解决的新方法。此方法在准确、可靠判断同步输入时钟脉冲上升沿后进行多路电流、电压同步采样，在同步输入时钟受到干扰或短时丢失时，可对其进行实时跟踪和判断，从而在输入时钟恢复正常后实现合并单元的快速同步。软件仿真和实验结果均证明了此方法的有效性。     

一种基于IEC 61850标准的嵌入式合并单元的研究与实现

合并单元是实现基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统的过程层主要设备。简要介绍了合并单元的定义及其相关国际标准,提出了一种基于IEC61850-9-1标准采用嵌入式技术的合并单元的实现方案,并对该方案的主要组成部分的实现进行深入的研究分析和详细的阐述。实验结果表明该合并单元具有较高的可靠性和较强的实用性。     

数字化变电站新型合并单元的研制

分析了数字化变电站发展对合并单元研发的新要求,研究了新型合并单元关键技术及其应用,包括:合并单元模型、基于IEC 61850-9-2标准的采样值映射、基于IEEE 1588标准的装置校时与同步实现和合并单元采样同步技术.最后对基于大型现场可编程门阵列(FPGA)技术研制的新型合并单元装置软硬件结构进行了设计说明.     

基于IEC 61850标准的合并单元采样值中断分析与处理

阐述合并单元的数据采样原理,针对220kV云会智能化变电站合并单元采样值频繁中断的原因进行探讨,并提出解决方案.     

基于IEC 61850的新型合并单元的研制

分析了合并单元的采样值映射模型和实现方法,利用同步采样技术将传统的电压/电流互感器模拟交流信号构建成符合IEC 60044-7,IEEE 60044-8和IEC 61850-9-1标准的采样值映射,从而在传统变电站的基础上直接奠定IEC 61850标准的数据基础。提出并验证了合并单元的测试方案。成功开发出3台样机,经实验测试,各项技术参数令人满意。     

合并单元的一种高效低成本实用设计方案

合并单元是电子式互感器与间隔层设备接口的重要组成部分,本文针对合并单元提出了一种高效率、低成本的实现方法,具有较高的实用价值。文章着重阐述了硬件设计方案,并给出了软件流程图,最后对合并单元传输采样值传输规范IEC61850-9-1和9-2进行了简单的比较,为工程实际应用提供一定的参考。     

数字化变电站中采样值同步技术研究

认为采样值同步技术是实现数字化变电站过程总线通信的难点之一。阐述了基于外部源的硬接线同步和基于IEEE 1588的网络同步两种方案,指出方案实现的关键因素,从硬件设计、同步误差、冗余性和互操作性等方面对这两种方案进行了分析和比较。研究结果对数字化变电站中采样值同步设计具有参考意义。     

贵州电网数字化变电站电能质量在线监测技术的研究

首次对数字化变电站电能质量在线监测的几个关键问题做了研究,介绍了各种拓扑结构数字化变电站的电能质量监测方法,对合并单元的技术要求也做了详细的说明。     

数字化测控装置关键技术的实现

介绍了当前数字化变电站系统架构,提出了一种基于IEC61850协议的数字化测控装置的软硬件设计方案.装置硬件由可插拔的功能模件组成,模件之间通过现场总线交互信息.数字化交流量采集和控制模件采用MPC8247和TMS320F2812型DSP为硬件平台.MPC8247负责接收以太网上交流量数据,TMS320F2812对数据进行重采样和计算.对同期合闸等关键技术进行了研究,提出了一种拉格朗日插值的重采样方法和注意点:重采样数据必须实时、连续、准确,而且要求频率跟踪,4点缺一不可,否则将造成合闸动作不正确.实际结果表明,交流量采集精度满足GB/T13729国家标准的要求,同期操作正确、可靠.该装置已在国内某500 kV数字化变电站中得到应用.     

数字化变电站自动化系统开发建议

随着电子式互感器或合并单元的使用,数字化变电站自动化系统的设计和应用将会产生许多新问题.通过讨论罗列了一些此类问题,有些是厂商单独可以解决的,有些则需要在厂商之间协调一致才能解决.IEC 61850标准并不仅仅意味着采用统一的协议、模型,还意味着开发者在对采用IEC 61850标准的系统进行开发时,要转变思维方式,采用新的功能实现方式,才能达到IEC61850标准所希望的目标.对采用IEC 61850标准的系统在开发过程中出现的新特点和需要解决的新问题进行了探讨,并提出了解决思路.     

智能变电站合并单元技术规范修订解读

以国家电网公司《智能变电站合并单元技术规范》修订为契机,对合并单元工程化应用中存在的问题进行了调研,对其工程应用中存在的性能指标和应用功能等问题进行了分类讨论,重点针对工程应用中合并单元传输规约、电压并列和切换逻辑、对时信号丢失后的再同步机制,以及计量等关键技术问题进行了分析。同时,也针对当前存在的问题进行了论述,给出了明确的解决方案,能够为合并单元的推广应用和智能变电站的发展建设提供指导和参考。     

智能变电站的关键技术及应用实例

分析了智能电网的发展目标,介绍了智能变电站的功能和系统结构,整个智能变电站可分为过程层、间隔层、站控层以及网省的生产管理系统等部分。提出了建设智能变电站的几个关键技术:一次设备智能化、信息网络化以及在线监测。借鉴IEC61850中功能自由分配的概念,对变电站的各种功能进行了分析和合并,将智能变电站的过程层和间隔层合并为设备层,提出了一种面向未来,适应智能电网要求的智能变电站体系结构。     

基于高性能FPGA的合并单元设计与实现

介绍了在合并单元功能实现中FPGA高实时性、高精度、高可靠性的应用,重点介绍了采用FPGA实现合并单元点对点SV报文收发的方法,通过FPGA实现合并单元时间同步及守时的原理及方法。在点对点SV报文收发过程中,FPGA控制DM9000C,将接收到的SV报文放在FIFO中缓存,并通过内部定时器对接收的报文打时标,在SV报文接收的间隙,FPGA配合CPU精确地控制SV报文的发送时间,保证其离散性控制在100 ns以内。在对时状态下,通过FPGA解析B码和和1588对时信息,保持合并单元的时间同步,并采用跟随算法记录秒脉冲时间间隔。在丢失外部同步信号时,FPGA时间同步模块无缝切换到守时状态,并能在长时间内保证合并单元的守时精度。     

基于IEC61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制

介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据。合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式。     

数字化变电站的关键技术

对数字化变电站实施过程中的关键技术进行了总结,就电子互感器的原理及接口、合并单元的功能进行了讨论,结合Test Center网络测试仪的测试结果分析了可行的过程层总线的网络架构及其应用标准,并给出了实际的数字化变电站的系统配置图,对数字化保护测控装置的数字化接口模件也阐述了观点。