基于IEC 61850的智能电子设备交互模型形式化描述与验证

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程代数方法对各种功能在IED之间、IED内部逻辑节点之间的交互关系、系统行为进行严谨地描述并进行自动验证,以保证分布式功能的正确性。以定时过电流保护功能为例,建立了基于IEC 61850的IED交互模型,采用在通信顺序进程(CSP)上加入时间相关操作形成的形式化语言Timed CSP描述其交互功能及系统行为,在验证工具——进程分析工具包(PAT)环境中进行了验证。结果表明,所提出的方法能有效地检测出描述中潜在的缺陷,有利于指导IED交互系统的设计并节约开发成本。     

基于行为树的IEC61850智能电子设备互操作性描述与验证

IEC 61850智能电子设备(IED)间的互操作是IEC 61850实施的关键。为解决在IED生产后对其进行互操作性测试成本高和测试周期长的问题,提出了基于形式化方法行为树(BT)的IED互操作性描述与验证方法,在IED设计阶段对其互操作性进行描述和验证。首先对参与交互应用的IED的外部行为特征及分布式功能的交互模型采用图形化BT进行建模,然后将交互模型的BT模型转化为通信顺序进程(CSP)模型,进而采用过程分析工具(PAT)对交互模型进行死锁及可达性等交互性验证。以变电站定时过流保护IED交互模型为例进行了建模与验证,结果表明该方法能有效检测IED设备设计中存在的交互性缺陷。     

基于IEC 61850的保护功能交互模型

为了更好地实现基于IEC 61850的分布式功能的标准化设计、促进系统的工程实施,需要对保护功能在智能电子设备（IED）之间、IED内部逻辑节点（LN）之间的交互关系进行严谨的描述。文中为IED的交互过程构建了一个较统一的功能模型,阐述IED之间、IED内部LN之间的交互类型,采用扩展协作图和时序图分别刻画分布式保护功能下各LN之间的协作和时序关系,设计了IED的软件结构,为互操作测试实验提供了一定的参考。     

智能电子设备面向对象的软件设计方法

为解决数据映射带来的智能电子设备软件复杂、低效和无法利用SCL文件对功能进行灵活组态的问题,基于IEC61850标准的面向对象思想,在信息源头采用面向对象设计;根据IED能力描述文件,构建智能电子设备对象;使用IED组态工具,导入IED实例配置文件,灵活配置IED运行需要的对象;当IED运行时,通过多个对象交互完成装置功能,进一步讨论了该方法在不同硬件平台上的适用性。最后,将该方法应用于间隔层保护测控IED的软件设计,达到IED功能软件与IEC61850面向对象信息模型无缝融合和可灵活组态的效果。     

基于 IEC 61850的广域继电保护通信建模

目前 IEC 61850标准未对广域继电保护通信模型进行描述,为此以区域主站集中式广域继电保护系统结构为研究对象,根据 IEC 61850标准层层包含的建模方法,给出了广域继电保护 IED 建模的一般步骤.然后,以220 kV数字化变电站和基于故障电压分布的广域继电保护算法为例,给出了遵循 IEC 61850标准的广域继电保护主站和子站的树型结构模型,以及主站与子站的消息流交互过程.最后建立了通信服务模型,包括:客户端/服务器传输模型、模拟值传输模型和开关量传输模型.构建该通信模型的根本目的是实现广域继电保护 IED 与数字化变电站内其他 IED 间的互操作性     

基于IEC61850的智能变电站图形化系统配置器原型设计

为了实现基于IEC 61850的系统配置功能,加强对保护智能电子设备(IED)之间虚拟交互消息等的描述,文中研究了一种基于IEC 61850的变电站图形化系统配置器原型系统。该系统包括配置主界面、可扩展置标语言(XML)解析与变电站配置语言(SCL)语法验证模块,以及3类交互信息(逻辑节点(LN)内部保护逻辑、IED内各LN之间的配合逻辑关系、不同IED中相关LN之间的虚拟交互消息)配置图形化界面等模块。设计了一次接线图、二次设备配置等工具箱,给出了图元绘制与拾取、以可缩放矢量图形(SVG)格式存储图形文件、图形化配置不同IED内相关LN之间虚拟交互消息等关键技术的实现方法。该配置器原型系统实现了主要功能,为智能变电站的配置开发和测试提供了一定的参考。     

一种基于IEC61850的变电站智能电子设备的模型设计

在变电站新型通信网络和系统协议IEC61850的基础上,研究智能电子设备IED(Intelligent Electronic Device)的模型,以变压器差动保护为例,分析了IED在IEC61850中的体系结构、逻辑模型、信息流,设计了该IED的数据对象模型,阐述了采样测量数据基于发布/订阅方式的传输原理,给出了仿真试验说明该IED设计的先进性和可行性.     

一种基于IEC61850的变电站智能电子设备的模型设计

在变电站新型通信网络和系统协议IEC61850的基础上,研究智能电子设备IED(Intelligent E lectron icDevice)的模型,以变压器差动保护为例,分析了IED在IEC61850中的体系结构、逻辑模型、信息流,设计了该IED的数据对象模型,阐述了采样测量数据基于发布/订阅方式的传输原理,给出了仿真试验说明该IED设计的先进性和可行性。     

基于IEC61850-90-1的广域保护信息模型和信息流分析

基于IEC 61850-90-1变电站站间通信标准构建广域保护信息模型.采用分布式系统结构,结合广域电流差动保护算法,扩展新的符合IEC61850-90-1规则的广域电流差动保护逻辑节点,采用隧道通信机制建立基于站间通信的广域电流差动保护信息模型,并给出了站间保护IED交互的信息流.     

基于IEC 61850的微机馈线保护IED模型的建立

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点,而实现IEC 61850标准通信协议的核心内容之一,是必须要在变电站内的IED中建立遵循IEC 61850标准的数据模型。文章以微机馈线保护装置为例,主要介绍了常规微机馈线保护所配备的功能,并将这些功能分解为IEC 61850中定义的逻辑节点,然后按照IEC 61850规约提供的模型来对分解的功能进行建模,最后采用XML语言对建立的IED模型进行了描述。     

采用IEC 61850的变电站间隔层IED软件设计方案

IEC 61850的特点是建立分层的体系结构、统一对象模型和抽象通信服务接口(ACSI)等,实现智能电子设备（IED）之间的互操作性,降低整个系统设计、集成、运行、维护等费用。以研究IEC 61850下间隔层IED的软件设计方案为目标,分析IED的功能模型,设计其软件内部模块的组成,阐述了软件设计所涉及的统一建模语言（UML）设计、可扩展标记语言（XML）、通用的面向对象的变电站事件（GOOSE）、采样值传输（SAV）、通用变电站状态事件（GSSE）等报文的通信模式和多任务运行等关键技术的工作原理及设计方法,为遵循IEC 61850的变电站间隔层IED产品研发提供了一定的借鉴和参考。     

变电站通信系统的对象建模和抽象服务实现

IEC 61850是新一代变电站的网络通信标准。文章侧重于研究基于IEC 61850通信系统的对象模型和抽象服务实现,分析了变电站通信网络IEC 61850的体系结构及其IED分层对象模型,建立了基于UML的IED对象模型,同时也讨论了ACSI,实现了ACSI服务向MMS的映射,建立了ACSI代码库。最后,设计并实现了测试系统,分析了测试结果。对象模型和抽象服务的研究为实现变电站通信系统的互操作性和可扩展性提供了依据。     

基于IEC61850的万能式断路器模型构建

信息建模是IEC61850标准的核心内容,该标准规定了变电站信息模型和建模方法.首先,对IEC61850标准的特点进行了简要介绍,研究了基于IEC61850标准的建模技术,对智能电子设备的数据模型进行了分析,通过对服务器、逻辑设备、逻辑节点以及数据对象的分析,详细说明了智能电子设备的建模方法.然后,以万能式断路器为例进行了建模,完整地描述了断路器的功能,对功能进行了分解,以保护功能为例完成了对逻辑设备的建模,并对瞬时过流保护逻辑节点PIOC以及包括的数据对象Oper进行了建模,分别对各类数据对象和数据属性进行了说明.     

平台化的变电站自动化系统建模方案

提出了一种新型的、对象化的变电站自动化系统模型。该模型以IEC61850通信标准为基础,继承了IEC61850模型面向对象、分层的特点,并通过逻辑节点、逻辑设备的扩展和镜像节点技术,将IEC61850模型从通信模型扩展成为装置设计的整体模型。在此基础上,提出了层次化、平台化的变电站装置软件构架,开发人员可以在软件构架内,通过定义、配置和组织不同的逻辑节点、逻辑设备来构成各种装置软件。     

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。     

基于IEC61850标准面向对象思想的IED建模

面向对象的信息模型和建模方法是IEC61850标准的核心,深入剖析了IEC61850的面向对象建模技术,阐明了信息模型各层级之间的“聚合”关系和标准定义的类之间从抽象到具体的“继承”关系,以及各自在IEC61850标准中的作用。进而,总结了具有一般性的构建智能电子设备（IED）信息模型的三步建模方法,并以高压线路保护装置为例,介绍了该方法的具体应用。     

IEC 61850建模工具的设计与实现

IEC 61850进入工程化应用阶段后,编辑智能电子设备性能描述(ICD)等模型相关文件的工作量会很大.提出了IEC 61850建模工具的概念,其功能定位为自动生成ICD文件等IEC 61850模型相关文件,给出了一种建模工具的实现方法,即利用数据库存储IEC 61850模型描述等信息,只要花费较少的时间把相关信息录入数据库,根据应用需要,选择性地提取数据库信息就能够自动生成各种模型相关文件,并对如何快速开发建模工具给出了一些具有参考价值的建议.建模工具实际的应用效果表明,花费较少成本开发的建模工具,可以显著提高ICD等模型相关文件的正确性,同时大幅度减少编辑时间.     

基于IEC 61850动态建立IED模型的构想

介绍并分析了基于IEC 61850标准的变电站监控主站如何利用面向对象建模、抽象服务接口及制造报文规范(MMS)提供的服务,实现设备的自我描述功能;并提出了一个简要的实现设备监控模型动态建立、设备即插即用的功能框架,并分析了其中的数据流.设备模型的动态建立作为一个相对独立的模块,只涉及到MMS很少的一部分服务,故可以分步独立开发.