配电通信网建设与技术方案

当前配网自动化架构以配电主站、配电终端和通信网为主,该架构在我国已被广泛采用。其中通信网络是配电自动化的基础,通过通信网络可实时获取配电网的运行状态数据、故障信息和保护信息,并对终端系统进行控制。伴随通信服务的多样化,对通信网的要求越来越高。通过分析比较了目前的各种通信组网技术,并采用符合实际项目需求且具有可扩展性的通信网组网EPON技术对配电通信网进行了设计。     

IEC61850在主动配电网中的应用

主动配电网的运行和控制需要配电自动化设备支持互操作。目前发布的IEC 61580标准尚未涵盖配电自动化领域,为实现配电自动化设备的互操作和即插即用,需要满足配电自动化互操作通信需求,文章对IEC 61850应用于主动配电网的数据模型、通信服务映射、馈线拓扑信息表达、实时数据的快速传输和工程配置方法进行了研究。IEC 61850应用于配电自动化领域时,在实时控制信息的快速传输、工程配置方法等都需要根据配电自动化系统的特点进行扩展、完善,才能使配电自动化设备实现互操作和即插即用。     

IEC 61850应用于分布式馈线自动化系统的模型

远传型故障指示器或功能模块可以检测配电线路各区段的故障并上传检测结果,从而为分布式馈线自动化(FA)进行故障区间定位提供判断依据。以IEC 61580-90-6技术报告所提出的故障指示功能为基础,构建基于IEC 61850的分布式馈线自动化的系统模型,提出了分布式故障区间定位、隔离和供电恢复的逻辑节点。扩展现有的IEC 61850系统配置语言(SCL)模型以描述配电网的一次拓扑和逻辑功能配置。给出IEC 61850应用于馈线自动化系统的通信服务映射。最后,提出了变电站自动化和馈线自动化系统进行数据交换的配置流程。通过应用示例表明,所提出的IEC 61850信息模型可以支持分布式馈线自动化功能和终端之间的互操作。     

IEC 61850标准的技术动态与配电自动化系统应用研究

介绍了国际电工委员会IEC 61850标准的技术动态和文件明细,列举了IEC 61850标准在配电自动化系统中应用的研究现状,从系统架构、数据模型、通信服务、工程配置等方面分析了应用时需要注意的若干问题。     

分散式DTU终端通信技术研究与应用

随着配电自动化技术的不断发展,国内10 kV配电终端的设计模式逐步转向分散式DTU终端。然而在现有配网自动化系统架构下,尚无很好的方案能实现分散式DTU终端整体数据上送配电主站。提出了通过分散式DTU终端公共单元与配电主站之间建立多个端口服务的模式来实现配电主站与分散式DTU终端整体进行通信的需求,有效地解决了分散式DTU终端与配电主站三遥、定值以及文件等数据交互问题。     

基于IEC61850的配电电压无功控制全模型架构研究

为了解决IEC61850应用到配电自动化后相关业务信息交互时的模型协调问题,文章依据智能电网架构模型对配电电压无功控制业务进行了分析,建立了配电电压无功控制全模型架构。首先对智能电网架构模型进行了介绍,阐述了5层互操作模型,然后参照智能电网架构模型建立了配电电压无功控制全模型架构,可清晰看出该配电自动化业务涉及的公共信息模型(Common Information Model,CIM)和IEC61850信息模型的关系,进一步给出该业务的信息互操作模型协调方案。配电电压无功控制全模型架构和模型协调方案可为基于IEC61850的相关配电自动化应用提供参考。     

配电终端自动发现技术的实现

为了实现配电终端的即插即用,提出了配电终端自动发现的模型。在分析配电终端即插即用通信过程和状态转换的基础上,提出了Discover/Register模型,配电自动化主站通过Discover命令召唤终端设备信息,配电终端通过Register命令将设备信息向主站进行注册。将Discover/Register模型采用抽象语法标记(ASN.1)表示,利用用户数据报协议(UDP)通信,映射到IP网络。实验验证了Discover/Register模型可以实现配电终端的自动发现。     

配电自动化试点工程技术特点及应用成效分析

对近年来随着智能电网建设而迅速开展的配电自动化试点工程开展情况做了较全面的介绍。阐述了配电自动化的总体目标、技术路线和构建原则,以及试点工程涉及的关键内容。对配电一次网架/设备的基础条件、配电自动化系统架构、主站和终端配置及功能选择、基于IEC 61968的信息交互、多种通信方式的综合应用等主要技术特点做了重点分析,并对试点工程实施后的应用成效从经济效益、管理效益、社会效益及科技进步等方面进行了对比和总结。阐述了配电自动化对加强配电网的科学管理和智能电网建设所产生的积极意义,同时提出了尚需注意的问题和应对措施。     

面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究

为了更好地帮助配电自动化系统规划设计,依据对供电可靠性要求的不同将供电区域划分为六类。从配电自动化主站、终端、通信和继电保护几个方面对配电自动化实现技术进行了梳理和归类。提出了依据城市规模选择配电自动化主站类别、依据区域类别配置配电终端、通信和继电保护的配电自动化系统差异化设计原则。结合全国城市供电可靠性统计数据,对各类区域的差异化规划原则的可行性与合理性进行了分析和论证。给出了一个具有590条馈线的中型城市配电自动化系统的规划实例,对所提出方法的应用进行了详细的说明。     

配电自动化终端的标准化体系架构研究

为了实现配电自动化终端的标准化,在“配电自动化设备典型设计”和“配电自动化终端技术规范”基础上,提出了配电自动化终端的结构和接口要求,并详细描述了配电自动化终端的硬件架构与软件架构,在此基础上提出了基于IEC 61850标准的配电自动化终端模型,并对主要功能模块进行了深入分析和研究。     

CIM 与IEC61850SCL融合的配电网拓扑建模方法

IEC61850采用面向对象的数据建模方法和统一的服务接口,可实现不同厂家、不同类型终端之间的互操作, 其端对端的快速通信模式非常契合配电自动化系统的分布式智能发展趋势.在分布式智能应用中,控制功能的实现都 以网络拓扑 信 息 为 基 础,如 故 障 后 供 电 恢 复 需 要 获 取 联 络 开 关 的 位 置、孤 岛 保 护 需 要 跟 踪 主 网 电 源 等。因 此, IEC61850标准应用到配电自动化领域,需要对馈线的拓扑结构进行建模并与主站侧的IEC61968/61970公共信息模 型 (CIM)兼容使用.文章分析了中压配电网的馈线连接方式,基于 CIM 和IEC61850系统配置语言 (SCL)拓扑模 型的共同要求,扩展了馈线模型,提出 CIM与SCL融合的馈线建模方法,采用扩展模型描述配电网典型拓扑,分析了拓扑信息的终端配置方式。     

南方电网配电自动化管理与实践

本文分析和总结了中国南方电网公司配电自动化试点工程现状,介绍了配电自动化建设指导原则和技术路线,阐述了配电自动化主站的配置及功能选择,分析了架空线路和电缆线路的终端配置,并对配电自动化通信建设和配电网一次设备改造提出要求。提炼了试点工程尚存在的问题,提出了中国南方电网公司配电自动化建设下一步目标,为当前开展的配电自动化建设和深化应用提供了经验和借鉴。     

面向配电物联网的配电终端公共信息模型框架

当前配电终端所使用的基于IEC 61850的信息模型存在功能灵活拓展不足、未考虑面向物联网的应用等问题,因此,基于IEC 61850、CIM和当前主流的物联网信息模型,建立了面向配电物联网的配电终端公共信息模型框架。该模型框架基于本体的模型抽象方法建立,使用类来描述配电终端的各种概念,使用属性来描述类的性质。所建立的信息模型包括实体、资源和服务3个顶层类。重点对资源类,即描述配电终端的功能的类,进行了展开讨论,尤其是数据类和设备类2个子类。通过使用该信息模型框架,可以实现配电终端功能的灵活拓展与自定义配置,有助于实现配电终端云边协同应用,适应规模化接入场景的配电终端即插即用,以及适应馈线网络动态变化场景的配电终端自动配置等技术。     

分布式电源即插即用信息交互机制研究

随着分布式电源规模化应用,如何实现其自描述和互操作是即插即用信息交互技术的难点。根据IEC61850通信模型及规约映射,可建立分布式电源即插即用信息交互机制。该交互机制以终端层设备的信息建模与自描述配置为基础,通过对IEC61850及IEC61970/IEC61968拓扑模型的扩展来消除主站与终端模型间的异构问题;由异构模型映射与数据转换模块进行终端IEC61850信息与主站IEC61968消息的交互数据转换,形成主站层与终端层间的信息交互通路;建立由监控主站、配电终端、通信网络三部分组成的即插即用信息交互架构。设计含储能电站的配电网馈线算例,通过一致性测试验证终端自描述配置信息与主站信息交互机制的有效性。     

IEC 61850的XMPP映射方法

在配电自动化中应用IEC 61850可以提高设备之间的互操作性,减少通信配置和安装调试的工作量。针对配电自动化通信网络结构复杂、配电终端数量多的特点,文中提出了采用可扩展消息和在线表示协议(XMPP)传输IEC 61850的信息模型数据和实时数据的方法。首先,介绍了XMPP的基本网络结构和通信节点的地址格式,然后分析了XMPP的3种消息节,提出了消息节的应用方法。提出了IEC 61850映射到XMPP的方法,给出了信息模型获取服务、实时数据服务、在线信息等用可扩展置标语言(XML)消息表示和传输的方法。采用Openfire和Gloox开发了试验系统,并通过试验系统验证了IEC 61850映射到XMPP的方法能够满足配电自动化的要求。     

RT-LAB的智能分布式自动化终端互操作闭环仿真测试策略

由于智能分布式具有快速定位、隔离故障并转供复电的特点,基于智能分布式的馈线自动化技术在城市配电网的重要供电区域逐渐得到推广应用。然而,对于采用IEC61850对等通信的智能分布式配电自动化终端,不同厂商终端之间的互操作对通信模型和功能逻辑的一致性要求非常高,导致实际工程中互操作成功率非常低,这也成为推广智能分布式技术的最大阻碍。为此,本文基于实时数字电力系统仿真平台,研究并提出了适用于智能分布式自动化终端互操作的硬件在环测试平台和测试方法。该成果已经广泛应用于广东电网智能分布式终端互操作测试,及时发现并解决了互操作中存在的问题,为后续的现场测试及落地投运扫除技术障碍。     

基于IEC61850的配电变压器监测终端信息模型

随着IEC 61850标准在智能变电站的成熟应用,许多学者已经尝试将其应用于配电网以解决各配电终端之间不能很好实现的互操作问题。本文依据IEC 61850标准针对目前鲜有研究的配电变压器监测终端(TTU)建模问题展开研究。按照TTU的实际功能,先阐述了其信息模型的建模方法,确定了模型的属性,再定义了其抽象通信服务接口(ACSI)。然后对TTU模型进行了实例化,最终完成了TTU信息建模,拓展了IEC 61850标准在配电自动化系统的应用范围。     

共青城智能电网综合示范工程配电自动化系统设计研究

共青城配电自动化系统是共青城智能电网综合示范工程的重要组成部分。本文从系统的建设背景出发,对配网自动化系统的体系结构、实施方案和预期成效进行介绍。系统采用“配电主站＋配电终端”的两层架构,主站和配电终端之间通过无源光网络（EPON）和公网无线信道进行通信。针对共青城配电网存在的网架不合理等问题,本文提出了改造措施,并设计了配电设备和配电终端的实施方案。在此基础上,开展了馈线自动化（FA）功能研究,实现配网故障检测与故障识别、故障自动定位和隔离、非故障区的快速恢复供电的功能。     

配电自动化通信技术选择及建设方案

配电自动化通信系统是配电自动化重要组成部分,是电力通信网适应智能电网建设提出终端通信接入网的主要内容。本文在国家电网公司配电自动化规划的总体框架下,阐述其与电力通信系统关系,在分析配电自动化业务需求基础上,针对不同通信技术特征对比,提出技术选择方案,并在此基础上提出配电自动化通信系统建设总体设计方案。     

EPON技术在配电网自动化系统中的应用

配电网自动化的通信系统是智能电网建设的重要基础平台,介绍了目前常用的配电网自动化通信技术,提出了EPON技术的特点和组网优势,重点对EPON技术应用于配电网自动化通信系统的可行性进行分析,结合工程实际提出了应用案例。经分析表明,EPON技术实现简单、成本低廉,是适用于配电网自动化系统中配电子站到自动化终端这个层面的一种优秀的通信技术。