智能配电变电站集成保护控制信息共享仿真建模

通过OPNET建立智能电网仿真网络,对智能配电变电站集成保护控制信息共享进行建模,定量分析仿真网络的性能,为智能电网技术的发展提供可参考的技术价值。     

变电站保护、数据采集和控制系统的集成

该文介绍了工业局域网(LAN)、人机接口(HMI)、远方终端单元(RTU)和可编程逻辑控制器(PLC)在变电站保护和控制系统的集成中的应用,由于同时采集数字保护装置和其它智能电气设备(IED)的数据,为构造大范围的实时监视、数据管理和控制系统,进一步提高变电所综合自动化质量提供基础.     

智能配电网信息集成需求及模型分析

信息集成是实现智能配电网兼容、自愈、互动和优化的技术基础。在分析当前国际上已经广泛使用的和正在制定中的电力系统信息领域的国际标准以及相关模型现状和发展趋势的基础上,从智能配电网自身以及与输变电、用户和电源等其他环节之间实现自动化和互动化的信息集成需求出发,分析了电力企业各环节间的信息流和各个模型之间相互映射方法,提出了建立适应智能配电网发展的统一信息模型体系的观点和技术路线。     

基于保护独立和信息共享的变电站通信结构

该文从继电保护设备的独立性和网络信息共享两方面出发,分析了变电站通信的整体结构和原则。在合并单元和智能终端集成的基础上,提出将继电保护及相关设备的通信接口分为站域信息接口、保护功能接口和过程信息接口,阐述了三种接口的具体功能,进一步采用了信息映射技术和过程信息服务器技术来实现设备间的信息交互;给出了典型的220kV和110kV间隔的通信结构示意图,并阐述了实现过程。最后对该通信结构在工程应用中的技术难点进行了分析。文中提出的通信结构,简化了现有的点对点通信系统,实现了保护设备物理连接和保护功能的完全独立性,同时兼顾了保护功能信息的共享和监视。     

嵌入式变电站智能信息集成与数据服务器的设计与开发

首先从电力系统控制、运行、管理需求分析出发,提出了与现有处理实时信息的监控与数据采集(SCADA)系统平行的一种新的厂站级设备,即变电站智能信息集成与数据服务器(SIADS),用于集中处理变电站内非实时、准实时智能设备的集中式信息集成与数据服务,并提出了采用嵌入式系统相关的硬件指标与数据处理模型。为实现该服务器的目标,采用MPC8250作为其主CPU,并提出了以MPC8250为核心的中央控制单板。在应用软件中,根据IEC61850作为该服务器的设计指导原则,包括其信息建模和基于制造报文规范(MMS)的上行通信协议。     

嵌入式变电站智能信息集成与数据服务器的设计与开发

首先从电力系统控制、运行、管理需求分析出发，提出了与现有处理实时信息的监控与数据采集(SCADA)系统平行的一种新的厂站级设备，即变电站智能信息集成与数据服务器(SIADS)，用于集中处理变电站内非实时、准实时智能设备的集中式信息集成与数据服务，并提出了采用嵌入式系统相关的硬件指标与数据处理模型。为实现该服务器的目标，采用MPC8250作为其主CPU，并提出了以MPC8250为核心的中央控制单板。在应用软件中，根据IEC 61850作为该服务器的设计指导原则，包括其信息建模和基于制造报文规范(MMS)的上行通信协议。     

智能配电变电站过程总线信息共享通信特性分析

数字化配电变电站中利用多间隔数据的实时共享融合能有效提高变电站的保护测控性能,但需要解决变电站过程总线中跨间隔数据交换的高度实时性和稳定可靠性问题。文中从配电变电站继电保护对数据共享需求的角度出发,评估＂面向间隔＂、＂面向位置＂设置过程总线传输采样值（SAV）和通用面向对象变电站事件（GOOSE）报文时的通信特性,并分析讨论了＂面向功能＂设置过程总线通信时存在的问题和解决方案。研究表明：在网络流量位于运行范围内,各间隔报文长度相同时,所能实现数据共享的最大间隔数与单间隔信号采样率近似成反比;100Mbit/s网络下,面向间隔和面向位置的过程层组网方式基本能够满足每周期400点以下采样率的数据共享,主要时延及数据共享限制取决于交换机的性能。     

智能配电系统的选择性保护

论述了发展智能电网对配电系统选择性保护的要求。列举了常见的4种不同的选择性保护方式及其特点、各种选择性保护方式的配合及适用场合,以适应不同负载的供电连续性要求。     

基于可通信控制与保护开关的智能配电系统设计

针对某工厂自动化、智能化、数字化发展对于配电系统的要求,以及生产和设备的实际情况,设计开发了基于可通信控制和保护开关（CPS）的智能配电管理系统。系统除了主要完成数据采集等功能外,还加强了对智能设备的实时监控、智能报警和故障信息管理等功能;可对配电系统功能进行扩展,实现与能源管理系统和电气火灾监控系统的无缝连接;提高了工厂生产的自动化水平和配电系统的稳定性,帮助企业提高能源管理水平和用电效率,满足了国家节能减排政策的要求。     

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。     

新一代智能变电站层次化保护系统

坚强智能电网建设要求继电保护提高自身性能的同时,也需要加强与安稳控制的优化协调.提出面向区域电网安全稳定的层次化保护控制系统的概念,该系统在传统保护配置的基础上,设置基于信息共享的站域保护控制和广域保护控制.介绍了层次化保护控制系统的架构及功能配置,对比分析了其与现有保护、广域保护的性能,给出应用功能示例.研究结果表明,所提出的层次化保护控制系统可作为今后智能变电站建设的应用方案推广实施.     

考虑检修策略的智能变电站保护系统可用性分析

对智能变电站可靠性的分析应该从检修策略和组网方式2个维度进行。首先分析了智能变电站的5种基本维修任务,并根据延迟时间模型,建立了智能变电站的2种检修策略模型;然后将可靠性框图方法与蒙特卡洛仿真方法相结合,实现了对不同检修策略的可靠性仿真,克服了因状态空间爆炸而导致的求解难题;最后,以直采直跳、直采网跳和网采网跳等组网方式的智能变电站保护系统为研究对象,以常规变电站为比较基准,对智能变电站保护系统的可用性进行了详细的分析与讨论。研究结果对今后智能变电站的设计、施工和运维具有一定的参考价值。     

智能变电站站域保护控制装置的研制

站域保护控制装置通过通信网络实现全站的模拟量、开入量、开出量的全景信息共享获取,实现全站的保护和控制功能。文中重点介绍了基于全站功能集成的站域保护控制装置的硬件实现和软件实现。针对变电站改建和扩建带来的模型升级和功能扩展问题,采用"搭积木"组合方式实现智能电子设备能力描述(ICD)模型的灵活扩展,采用平台软件与应用软件模块解耦方式实现功能的可灵活裁剪。文中应用哈希算法对网络流量进行抑制,提出基于合并单元采样序号自学习调整秒脉冲宽度的方法,以及采用单一数据源失步不闭锁保护的方法。同时,提出基于全站主接线拓扑结构闭锁的简易母线保护、合闸于故障的加速保护和变压器死区保护联跳各侧的保护方案,优化装置的后备保护功能。通过对装置的动模、数据流量等测试结果表明,站域保护装置能够满足智能变电站的保护要求,证明其在智能变电站应用中的实用性和可靠性。     

智能变电站和主站共享建模的关键技术

讨论了智能变电站和主站模型、图形、通信一体化共享建模的解决方案,包括变电站一次设备和二次设备统一建模、变电站配置文件(SCD)模型到公共信息模型(CIM)的映射、可伸缩矢量图形(SVG)生成、通信映射、部署、维护等方法。共享建模满足智能变电站源端维护要求,且智能变电站的CIM,SVG和通信信息能够自动生成,并直接应用于主站,减少了主站端的重复工作量。提出了完全基于模型的维护模式,促进了智能变电站和主站的信息互动,具有良好的推广应用价值。     

智能变电站信息安全防护体系研究

通过分析现有智能变电站信息系统的安全现状、需求和存在问题,提出信息系统整体安全管控的概念,建设统一管理平台,通过网络设备准入控制系统和运维审计系统的核心手段,实现对外部接入终端的设备安全和操作行为安全进行管控,从而增强站控层网络安全性,和提升智能变电站信息系统整体安全。     

智能变电站信息安全防护体系研究

本文通过分析现有智能变电站信息系统的安全现状、需求和存在问题,提出信息系统整体安全管控的概念,建设统一管理平台,通过网络设备准入控制系统和运维审计系统的核心手段,实现对外部接入终端的设备安全和操作行为安全进行管控,从而增强站控层网络安全性,和提升智能变电站信息系统整体安全。     

智能变电站简易母线保护

分析了低压母线的保护配置现状,提出了一种简易母线保护新方案。该方案根据低压母线主接线特点抽象出母线单元模块,各母线单元模块根据本母线进线、分段开关的过流情况及其他母线单元模块的开关过流情况,结合出线保护的闭锁信号,实现小电源、进线和分段的选择性跳闸,达到快速切除母线故障的目的。     

新一代智能变电站站域保护控制系统可靠性检测方法研究

新一代智能变电站采用了全新的站域保护控制系统,本文针对站域保护控制系统的特点,提出了一种检测其可靠性的方法,并进行了现场验证,同时也为新一代智能变电站站域保护控制系统的规划设计、调试改造等提供依据与技术手段。     

新一代智能变电站站域保护控制系统应用研究

在新一代智能变电站研究与设计的框架下,具体研究分析了层次化保护控制系统中站域保护的应用的关键问题。根据国网会议精神对站域保护的整体要求,提出了关于站域保护控制装置具体的性能特点、结构设计方案和接入过程层的通信方案。研究结果表明,所提出的站域保护的应用方案对今后新一代智能变电站保护保护的配置具有借鉴指导意义。