基于IEC 61850-9-2的合并单元研究

合并单元是一次电压/电流互感器设备与二次保护测控单元的关键接口,是变电站过程层数据数字化、共享化的核心单元.介绍了基于IEC 61850-9-2及UCAIug IEC61850-9-2LE的合并单元设计思路,讨论了合并单元的采样值组帧方法及其互操作问题,给出了合并单元的数据建模、时钟同步以及采样值传输的实现方法.对基于IEC61850-9-2LE的合并单元样机测试,实验数据表明该样机各项参数令人满意.     

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。     

合并单元数字输出接口的研究与设计

数字化变电站中电子互感器与二次设备的接口依靠合并单元实现,数字量输出接口是合并单元开发的关键点,也是产品检测时的重要项目.本文分析了电子互感器标准和IEC61850-9标准中对数字量输出的要求,并给出合并单元数字量输出帧的实现方案.在此基础上,本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的接口设计方案,详细介绍了硬件和软件设计的方法.试验结果表明,该方案可以很好地应用于合并单元的数字输出.     

数字化变电站中电子式互感器接口研究

根据相关国际标准IEC60044-7/8和IEC61850-9,为适应数字化变电站的要求,电子式互感器与二次保护控制设备间采用合并单元实现数字接口。简要介绍了合并单元在相关国际标准IEC60044-7/8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2中的区别,同时对合并单元的主要功能和实现方法进行了研究和比较。     

智能变电站合并单元的研究与设计

智能变电站实现了过程层信息采集的数字化、共享化,提高了变电站中信息传输的可靠性。核心元件之一是合并单元,其担负着非传统互感器、传统未改造的互感器与二次保护控制装置、智能终端之间的通信接口。本文在分析了合并单元国内外现状基础上,基于IEC60044-8和IEC61850-9国际标准以及国家智能变电站合并单元规范中对合并单元的规定,制定了满足互感器与二次保护设备之间数据接口的合并单元设计方案。     

基于实时Linux的合并单元同步采样测试装置研制

同步采样测试包含了数据同步测试与采样值精确度测试两个方面,是合并单元最重要的指标之一。在分析了合并单元同步采样测试的现状与存在的技术难点的基础上,介绍了一种基于实时Linux系统结合FPGA实时子系统、接口信号可扩展的合并单元同步采样测试装置的具体实现方法。该方法将FPGA的普通I/O管脚构成一个信号接口总线,通过读取信号接口板的I2C总线EEPROM保存的信息,来分配FPGA管脚的功能,从而实现接口信号的可扩展性,满足合并单元输入输出信号灵活多变的需求。同时,FPGA实现了采样值报文的接收,记录报文接收时标,采样值报文的生成与发送以及模拟MII接口直接与PHY通信等功能。结果表明,本测试装置能准确反映合并单元的数据同步精度、采样值精度,具有较强的实用价值。     

基于FPGA技术的合并单元的实现方法

合并单元是连接电子式互感器与二次设备的接口单元,基于合并单元与电子式互感器接口通信具有多任务并行处理等特点,提出一种用FPGA技术实现此接口的方法,通过仿真分析,证明其可很好地满足合并单元数据传输的实时性。     

合并单元技术条件及测试规范

随着国家电网公司智能变电站的建设,合并单元作为其关键设备,需要建立统一的技术条件及测试规范。该设备的技术条件基于国内外变电站合并单元的设计、制造和运行经验,并结合智能变电站的技术导则及设计技术规范而提出。为了满足IEC 61850标准对于设备互联操作的要求,根据IEC 61850-10对于装置性能测试部分的内容,提出了一套合并单元的性能测试方案。     

智能变电站合并单元现场测试技术研究

合并单元是智能变电站数字化信息传输的基础和保证,肩负着一次设备参量和间隔层设备的正确信息通信功能。目前电力行业标准只提出了合并单元应具备的性能指标和要求,并未对合并单元性能指标具体的测试方法给予说明。在综合分析合并单元性能指标的基础上,提出了合并单元现场测试的关键性能指标,并制定了相应的测试方案,通过实际工程的测试结果进行了验证,证明了该测试方案的有效性和准确性。     

智能变电站扩建间隔合并单元同步测试方法研究

介绍了智能变电站合并单元数据同步方式,分析了不同数据同步方式下合并单元同步性测试存在的问题,提出了一种在智能变电站新间隔扩建中合并单元测试数据同步性的方法,该方法利用合并单元检修机制、电压切换功能隔离测试设备与运行设备,解决了智能变电站母线不停电进行间隔合并单元同步测试的问题。     

电子式互感器合并单元(MU)的研究与设计

合并单元是电子式互感器与二次保护控制设备接口的重要组成部分。简要介绍了电子式互感器合并单元的基本定义及相关国际标准,同时对合并单元的主要功能和实现方法进行了研究,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的合并单元实现方案。方案将合并单元分成3个功能模块,并对每个模块所需实现的功能进行了详细阐述和具体分析。试验结果证明该方案能够很好地解决合并单元同时处理任务多、通信信息流量大及通信速度快等一系列问题,具有较高的可靠性和较强的实时性。     

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.     

一种通用电子式互感器数字接口的研究与实现

电子式电流/电压互感器(ETA/ETV)与继保设备的合并单元(MU)的数字接口一直没有明确的规范,为方便ETA/ETV与各厂家的MU接口,考察了国内电力设备二次厂家MU的数字输入输出格式后提出了一种通用的电子式互感器与MU的数字接口方法。该方法采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为核心处理器件,能够方便地实现各种数字输出的ETA/ETV与MU的接口。接口转换系统与四方公司MU的配合实验结果验证了接口方法和系统软硬件设计的正确性,可以运用在实际的一次互感器和二次设备接口的场合。     

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.     

合并单元时钟同步测试装置的研制及应用

针对合并单元缺乏时钟同步异常状况测试的现状,设计了一种测试装置,该装置既能够自产生各种IRIG-B异常信号,又能够监视外接IRIG-B信号。利用该装置组成了自动化测试系统,通过自动化闭环测试方法,校验合并单元在时钟同步信号异常的情况下各种性能表现,补充了合并单元测试的测试手段,有助于提高合并单元的可靠性。     

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。     

基于IEC61850标准的合并单元性能测试

根据国网十一五规划关于建设数字化变电站的要求,我们和广东省电力试验研究所共同研制了基于IEC61850的标准的过程层设备合并单元(MU),为了满足IEC61850标准对于设备互联操作的要求,我们根据IEC61850-10对于装置性能测试部分的内容,提出了一套合并单元的性能测试方案。     

基于电压向量的数字化母线保护电流同步方法

采样数据同步是智能变电站继电保护的关键问题。当采样数据通过过程层网络传输时,保护装置依赖于时钟源同步。提出了一种基于电压向量的数字化母线保护电流同步方案,在原有同步方案失效并导致合并单元采样失步的情况下,通过电压向量的相位差对采样数据进行同步处理,仍可保证母线保护继续投入运行。分析了同步方案的原理,介绍了同步方案的系统接线,给出了实施方案的细节:通过正序电压计算间隔采样的时间差;通过抛物线二次插值方法对采样数据进行同步处理;发生三相PT断线时需退出同步方案。RTDS数模实验结果表明同步方案可保证各种工况下母线差动保护功能的正确性,证明了同步方案的有效性和可行性。     

基于频域辨识的合并单元额定延时测量技术

智能变电站中合并单元数据采集和输出过程存在着固有的额定延时,此延时直接影响继电保护的动作时间。目前,额定延时测量方法存在着不足,给系统安全运行埋下了安全隐患。文中从合并单元采样环节的构成出发,分析其采样、处理过程中额定延时的群延迟特性和传变延迟。研究表明:时域中的群延迟在频域中相频特性应为线性相位,据此提出通过输入不同频率的信号以获得合并单元的相频特性曲线、进而辨识出额定延时的频域识别测量技术,并分析合并单元的相位误差对此额定延时测量方法的影响,最后通过理论仿真验证了此额定延时测量技术的可行性和正确性。文中所提方法为合并单元数字化采样延时测量的工程应用提供了一种切实可行的延时测量技术,能够确保继电保护系统的正确、可靠运行。     

基于数字化变电站IED接口的数据处理算法

在当前的数字化变电站中,过程层的合并单元(merging unit,MU)将等间隔采样的采样值报文发送到智能电子设备(intelligent electronic device,IED)进行处理。为提高测量精度和保护特性,IED首先要将等间隔数据转换成等相角数据;另外,MU的采样率不等于2N(N为每周期采样点数),无法进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)计算,若在测控装置中直接采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)算法,则计算量太大。为得到等相角的数据,同时减小计算量,适应FFT算法,文章设计了一套适应数字化变电站IED接口的数据预处理算法,包括数字低通滤波、频率跟踪校正、采样率转换(sampling rate conversion,SRC)等,并使用MATLAB对数据预处理过程进行了仿真验证,结果表明,该算法计算量较小,精度较高。