基于NCIT和IEC61850-9-2的继电保护技术

一个完整的数字化变电站除了站级通信总线采用IEC61850技术外,还应包括过程级的数字化,使用传统电流电压互感器的数字化变电站,只能算半数字化.传统互感器除存在CT饱合、CVT暂态特性等问题外,对于特高压系统而言还存在体积、价格、绝缘性能等方面面临的挑战.而基于光电效应的非传统互感器(Non Conventional Instrument Transformer,简称NCIT)则具有成本低、安全性高和精度高、测量范围广等优点,因而将成为解决传统问题的方法.IEC61850的颁布和基于数字输入的二次智能设备(Intelligent Electric Device,IED)的推出更为NCIT的使用扫清了道路.近几年的现场试验证明了基于NCIT、IEC61850-9-2的保护方案的稳定性、可靠性和可行性.     

IEC 61850数字化变电站对继电保护专业的影响

在数字化变电站系统中为实现其控制、监视和保护功能,要求不同厂家的设备达到信息的共享,实现互操作,为此国际电工委员会（IEC）制定了变电站内通信网络和系统标准体系——IEC 61850。结合IEC 61850数字化变电站工程建设、运行,分析了IEC 61850标准应用的机遇和问题,以及对继电保护专业的影响,提出了一些在数字化变电站技术推广中注意的问题。     

IEC 61850-9-2点对点采样值传输在继电保护中的实现与应用

提出了一种支持点对点方式进行IEC 61850-9-2采样数据传输的硬件系统设计方法。数字化变电站过程层采样值传输可采用组网方式或点对点方式。采用点对点方式进行IEC 61850-9-2采样值传输,保持了IEC 61850-9-2通道配置灵活、互操作性高的特点,避免了采用组网方式后必须依赖于全站时钟同步且受交换机可靠性影响的弊端,而且通道延迟固定,可靠性更高。500kV浙江兰溪变电站智能化改造工程中,应用了基于该技术的IEC 61850-9-2点对点方式进行采样值传输。     

利用IEC 61850实现继电保护远程校验

数字化变电站普遍采用基于IEC 61850标准的通信网络,因此在数字化变电站实现继电保护远程校验具有技术上的可行性和经济上的必要性.文中提出了通过在间隔层设立专门的远程校验控制单元和改造合并单元,来实现继电保护远程校验的设计方案,并进行了模拟实验.最后,对继电保护远程校验的实际应用和步骤提出了建议.     

基于IEC 61850-9的光纤差动保护数据同步方法

文中提出了一种改进插值法,可以完善解决线路差动保护装置的合并单元(MU)按IEC 61850-9标准接口接入情况下线路两侧的数据同步问题.该方法不调整采样时刻,适应于电子式互感器(ET)标准规定的MU功能结构条件,并能灵活适用于线路一侧为ET、另一侧为传统互感器的情况.改进插值法数据同步完全摆脱了标准中隐含推荐的全球定位系统(GPS),大大提高了继电保护的可靠性.文中另提出了保护装置及MU共用的秒脉冲信号由MU转发或自产生的逻辑和应用方法,可进一步提高保护的可靠性,做到保护功能完全不依赖于除MU和保护装置本身之外的任何其他设备.     

IEC 61850-9-2过程总线上的同步技术研究

在遵循IEC 61850-9-2标准的数字化变电站过程总线上,采样值(sampled measurement values,SMV)报文的同步性能影响着整个系统的稳定性和可靠性。为保证过程总线上的SMV报文实时、可靠、准确地传输到间隔层的保护测控装置,设计了过程层的同步组网方案,并以此为基础分析了电子式互感器的信号处理通道和以太网通信信道对采样值传输延时的影响。提出一种可以在现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)中实现的数字化同步技术。该技术以过采样技术、线性相位的移相技术、动态的内插重采样技术为核心,解决了IEC 61850-9-2过程总线上采样值报文的精确同步问题。现场测试表明提出的方法是可行的,能够应用到工程实践中。     

遵循IEC 61850-9-2实现变电站采样值传输

基于IEC61850标准的实时、可靠的采样值传输是数字化变电站过程总线通信的重要内容。IEC61850-9-2与IEC61850-9-1相比在灵活性和适应性等方面具有较大优势,但其实现的难度也增加了。文章阐述了遵循IEC61850-9-2实现采样值传输的对象模型、服务映射和编码规则,以及采样值发送和接收应用程序的开发过程和实现方法。通过在初始化过程中构建应用数据管理链表和预配置的方式提高程序效率,并组建了一个简单的测试环境对通信报文的正确性进行测试和分析。     

基于IEC 61850-9-2接口的保护动模试验

介绍了基于IEC61850-9-2接口的保护试验所作的探索,全面验证了保护接口的可用性和稳定性。试验结果证明,采用这一数字接口的保护的动作行为和传统保护一致。     

IEC61850标准下采样值传输规范9-1、9-2的对比和分析

IEC61850-9-1/2是IEC61850标准中定义采样值传输的重要模型,深入了解9-1和9-2协议对研发符合IEC61850标准的变电站自动化系统具有重要意义。本文对9-1和9-2协议的内容和实现方式进行了详细介绍,从采样值信息传输的内容、通信方式、网络形式,SCSM映射方式等方面对9-1和9-2进行了分析和比较,并对二者在实际工程中的应用进行比较,提出了自己的观点。对学习和掌握IEC61850标准和IED设备过程层总线通信设计有参考意义。     

基于IEC61850的数字化变电站技术综述

基于IEC 61850的数字化变电站技术已成为变电站自动化系统发展与应用的热点领域。分析了数字化变电站的主要技术特点,讨论了IEC 61850变电站系列标准、非常规互感器技术、网络通讯的实时性与可靠性和同步化信息技术等数字化变电站的关键技术,简要介绍了三种典型的数字化变电站系统解决方案。     

基于微型加密算法的IEC 61850-9-2LE报文加密方法

电力广域通信的发展使得电力采样数据大范围共享成为可能,但采样数据面临信息泄露和遭受恶意篡改的风险,经典的采样报文加密方法由于过大的运算耗时而难以在工程实践中应用。文中结合IEC 61850-9-2LE采样报文特点,提出一种针对采样报文关键内容进行微型加密算法(TEA)运算的加密方法,并利用循环冗余校验(CRC)验证码进行解密后的报文完整性检查。采用典型的电力系统嵌入式硬件平台进行定量的效率验证,所提方法加密含8个服务应用数据单元的IEC 61850-9-2LE报文信息仅耗时0.181 ms,满足电力实时报文传输处理时间4 ms的要求。     

基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式：点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性。分析了共网传输模式下的主要业务数据类型：SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素：存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析。结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值。     

基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式:点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性.分析了共网传输模式下的主要业务数据类型:SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素:存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析.结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值.     

基于IEC 61850-9-2采样值传输模型的研究

IEC 61850标准定义了采样值传输的抽象模型,应用于采样值传输及相关服务。为了满足该标准对变电站自动化系统以及智能设备所提出的灵活性、互操作性的要求,在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,对合并单元的信息模型及其映射进行了介绍,构建了合并单元的采样值传输模型;通过预配置采样值控制块,进行IEC 61850-9-2采样值传输,分析了合并单元配置信息的灵活性,通过实验验证了信息配置的正确性。     

电力系统继电保护装置的IEC61850建模

介绍了电力系统继电保护装置在电力系统新一代通信标准IEC 61850下的一般建模方法,电力系统新一代通信标准IEC 61850是未来电力系统发展的方向,不久的将来所有的电力系统继电保护装置都要符合此标准。     

基于IEC 61850 GOOSE技术的继电保护工程应用

从继电保护可靠性、速动性以及运行检修、工程设计的要求出发,通过分析IEC 61850提供的通用面向对象的变电站事件（GOOSE）快速报文机制和保护装置硬件结构、软件逻辑,对GOOSE技术应用于继电保护的关键技术,如保护装置GOOSE网口设置、智能操作箱的应用、GOOSE报文的数据处理、运行检修“隔离”措施以及GOOSE配置和工程设计等进行了研究分析,给出了数字化变电站GOOSE技术继电保护应用方案,并已在实际工程中得到了应用。     

符合IEC 61850标准的数字化变电站内部通信的实现

智能电子设备的飞速发展,使变电站综合自动化技术进入了全数字化的新阶段。首先介绍了目前变电站自动化系统的现状,在分析了数字化变电站自动化系统特征、结构的基础上,讨论了建立数字化变电站自动化系统通信网络的实际问题。介绍了一个符合IEC 61850标准,通过光纤以太网实现变电站内部过程层与间隔层IED间的通信实例。     

基于IEC61850-9-2 LE的子站一致性测试系统的设计与实现

针对用于数字化变电站装置通信的IEC61850-9-2 LE协议,介绍了数字化子站一致性测试系统软、硬件设计方案中的实现细节和设计思想。依据《IEC61850-10, Ed. 1:变电站通信网络和系统.第10部分:一致性测试》对IEC61850-9-2 LE协议应用一致性进行了分层设计和分层解析。软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程。本系统以一致性测试为核心兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC61850-9-2 LE协议配置参数测试和功能测试。     

IEC61850-9-2数据收发测试的探索

WinPcap网络开发包是一个免费的、基于Windows平台的、直接在链路层捕获和发送网络数据包的工具,文中设计了基于WinPcap的IEC 61850-9-2仿真测试软件。介绍了WinPcap软件包、IEC 61850-9-2的报文格式以及在数字化变电站中使用和自动化测试实际情况。通过MAC嗅探模块、CID文件读取模块、SNTP对时模块、IEC61850-9-2报文发送和接受模块的设计,该仿真测试软件在计算机WINDOWS环境下网卡介质上能够直接发送符合数字化变电站装置要求的IEC 61850-9-2报文与数字化变电站设备进行联调,并且能够接受IEC 61850-9-2报文进行自动化分析。提出了在发送过程中pcap_sendqueue_transmit函数和在接受过程中微秒定时器的重要作用。     

基于IEC 61850 的数字化继电保护GOOSE功能测试

简述了IEC 61850 标准中的通用变电站事件模型和继电保护装置的功能测试内容,介绍了一种数字化保护装置的测试系统搭建方案.该测试系统能够实现对GOOSE报文传输的跳闸命令进行解析和映射,可以向被测装置发出GOOSE报文模拟闭锁条件.利用该测试系统能够完成继电保护逻辑功能的测试,并且使用方便,性能可靠.