智能变电站断路器状态监测IED设计

根据新型通信网络控制器局域网络(CAN)总线和变电站IEC 61850标准,设计了一种应用于变电站间隔层的新型断路器状态监测智能电子设备(IED)。该IED以ARM芯片+数字信号处理器(DSP)芯片的双CPU结构为硬件核心,以Linux操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC 61850标准的IED性能描述(ICD)文件,通过CAN总线与断路器在线监测装置(过程层)进行数据传输,通过光纤按IEC 61850标准与监测中心(站控层)通信,采用IRIG-B码实现分合闸线圈、储能电机等信号的同步采样。实际运行结果表明,该IED能够实现断路器在线监测装置信号的采集、分析、处理与传输,监控中心人员可以远程实时监测变电站断路器的运行状态。     

智能高压开关柜IED设计

随着智能变电站的提出,变电站各类一次设备运行信息均需要遵循IEC61850协议上传至信息一体化平台。设计了一种应用于变电站高压开关柜中的智能电子设备(IED)。开关柜IED适应开关柜内各种不同的监测单元,符合IEC61850协议和智能开关柜的要求,便于监控中心远程处理数据。它把多种通信方式整合到一起,实现各个监测单元与IED之间的数据通信和控制。IED采用DSP+ARM双CPU结构,具有保护、测量、处理、通信等功能,功能集成度高,满足智能开关柜通信实时性和高速性的需求。     

基于IEC 61850标准的新型集中式IED

基于IEC 61850标准的变电站自动化是一种必然趋势。站级总线、过程总线的应用对间隔层智能电子设备(IED)网络接口的实时性、可靠性有很高要求,且数量众多的间隔层IED使变电站网络接线复杂。计算机技术的快速发展使硬件的集成度越来越高,可靠性大幅度提升,间隔层设备将会向集成一体化方向发展,使设计理念为面向变电站整体功能,有利于控制、保护功能的协调并大幅度减少IED数量。提出了一种遵循IEC 61850标准的间隔层新型集中式IED方案,在1台新型集中式IED上实现多台IED所完成的功能,分析研究了其硬件方案、软件结构及内部信息交换方式等关键技术,为实施基于IEC 61850标准的变电站自动化系统提供了一种新的解决方案。     

变电站状态监测IED的IEC 61850信息建模与实现

基于IEC 61850信息模型的状态监测智能电子设备（IED）是变电站中智能一次设备的核心组成部分。分析了变电站状态监测系统的功能需求,依据最新IEC 61850第2版,采用电气设备、状态监测、传感器逻辑节点,建立了变电站状态监测IED的功能与设备模型。提出了状态监测IED之间的通信方法,将非缓存报告控制块、缓存报告控...     

基于IEC 61850的变电站智能电子设备的实现技术

在变电站自动化系统（SAS）遇到的最大的障碍就是来自不同厂家的智能电子设备（IED）间难以实现无缝集成和互操作，需要额外的硬件（规约转换器）才能实现互联。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IEC61850。文章根据该项标准，在分析了IED面向对象的建模的基础上，提出了IED的软硬件设计方法和实现平台，为实现统一标准的变电站内IED的研制开发提供了可行的依据和方法。     

基于物联网的智能高压开关柜设计

设计了一种基于物联网技术的智能开关柜。智能开关柜IED采用DSP+ARM双CPU的结构,通过CAN总线、RS-485总线、ZigBee技术等接收智能监测单元监测到的信息,按照IEC61850协议与站控层服务中心进行通信,实现远程监控功能。智能控制单元对柜内开关量、温度、湿度等进行监测,并通过液晶屏、高亮指示条和指示灯显示开关柜状态,同时负责实现开关柜电动操作控制。智能识别单元将设备信息以电子标签的形式预埋在设备中,通过无线射频识别(RFID)技术直接将设备信息传递给智能开关柜IED,由开关柜上传到一体化信息平台,对设备进行准确定位、跟踪。所设计的智能开关柜已成功应用于唐山虹桥变电站,现场工作正常。     

基于IEC61850的智能电能质量监测设备模型

随着IEC 61850在电能质量监测方面的扩展,将IEC61850作为电能质量监测设备的通信协议成为建立开放式电能质量监测系统的关键。对电能质量监测IED与变电站自动化系统各功能层的接口进行了设计。遵循IEC 61850及其电能质量附录,建立了采用此接口方式的较为完整的电能质量监测IED对象模型。该模型对基于IEC 61850的电能质量监测设备的研制有较好的指导意义。     

六氟化硫断路器在线监测模型及系统搭建探索——建立符合IEC 61850标准的信息模型

随着IEC61850标准的推广,符合IEC61850标准的过程层一次设备的模型构建及通信问题急需解决,而六氟化硫断路器作为重要的一次设备,其状态在线监测系统的模型和通信如何符合IEC61850标准变得尤为重要。根据六氟化硫断路器状态在线监测的特点,合理利用IEC61850中逻辑节点GGIO,为模型建立提供了新的思路;由于断路器状态监测装置和间隔层保护设备的数据通信是通过GOOSE（面向通用对象的变电站事件）报文实现的,对GOOSE报文的通信机制进行了具体阐述,并设计了状态在线监测装置系统硬件平台搭建方案。     

智能变电站金属氧化物避雷器在线监测智能电子设备的设计

针对智能变电站设计一种金属氧化物避雷器（metaloxidearrester,MOA）在线监测智能电子设备（intelli—gentelectronicdevices,tED）,对MOA的全电流、容性电流、阻性电流、雷击次数、温度和湿度等参数进行运算与初步诊断,与MOA在线监测终端共同实现MOA绝缘状态与运行状态的在线监测,并按照要求将监测结果发送至主IED。该设计采用高级精简指令集计算机微处理器（advancedreducedinstructionsetcomputermicro—processor,ARM）与数字信号处理器（digitalsignalprocessor,DSP）相结合的结构实现快速数据分析、处理以及复杂事务管理;采用IEC61850协议作为智能变电站MOA在线监测IED与主IED、主IED与信息一体化平台之间的通信规约,保障不同厂家之间同类设备的互操作性;采用IRIG-B码实现设备之间的同步,提高了在线监测精确度。该设计在唐山虹桥变电站得到实际运行检验,能够实现预期目标。     

变电站GOOSE报文在IED中的实时处理

报文的通信延迟包括传输延迟和处理延迟2部分。IEC61850标准将面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文直接映射到数据链路层，能有效减少传输延迟。文中对GOOSE报文在变电站智能电子设备（IED）中的处理延迟进行了研究。分析了前后台方式的嵌入式系统在变电站IED中处理实时报文方面的不足，提出在IED中采用具有强实时内核的操作系统，并针对IED中实时报文和非实时报文混合处理环境需求，在RTAI实时操作系统上设计了保障GOOSE报文处理实时性的方案。实验验证了该方案的有效性和实用性。该研究结果对于使用IEC61850的变电站IED过程总线通信设计具有参考意义。     

基于MMS的智能仪器与变电站及调度主站通信方案

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准。制造报文规范（MMS）是IEC61850标准中特定通信服务映射（SCSM）的核心通信协议栈．也是计算机网络应用层的重要标准之一。介绍了IEC61850标准和MMS的组成后．说明MMS在TCP／IP＋以太网通信模型及基于MMS的虚拟制造设备（VMD）和实设备对象映射接口（OMI）的通用接口模型通信方案。以变电站继电保护系统为例给出智能仪器（IED）符合IEC61850标准的抽象设备模型,以及该模型所使用的服务。所提方案可解决不同厂家IED产品在同一使用环境中的兼容问题。     

变电站自动化信息交换安全认证体系

分析了基于IEC 61850体系的变电站自动化信息交换体系结构，基于数字证书和代理多重签名体制，提出一种实用与发展并重的变电站自动化信息交换安全认证体系。在变电站智能电子设备（IED）或变电站通信控制器中集成密码计算模块，采用普通的或代理的数字签名模式，实现信息交换过程中控制中心与变电站IED身份和信息完整性的认证。该安全认证体系符合IEC 61850标准体系，密码计算采用国家密码管理委员会办公室指定的密码技术。     

基于物联网的高压开关柜综合在线监测装置设计

设计了一种基于物联网的高压开关柜综合在线监测装置。监测单元主要对柜内的断路器、MOA避雷器、母排及触头温度进行监测,并将监测到的数据通过CAN总线、RS-485总线、Zigbee等技术传递给开关柜IED。控制单元对柜内开关量、温度、湿度等进行监控,并通过液晶屏和指示灯显示开关柜状态,同时实现开关柜电动操作控制。识别单元采用无线射频识别技术(RFID)识别预埋在一次设备中的电子标签信息,对设备进行准确定位、跟踪。开关柜IED接收以上单元的信息,按照IEC 61850协议与站控层服务中心进行通信,实现远程监控功能。     

与通信协议无关的分布式变电站程序化控制方案

分析了集中式和分布式变电站程序化控制实现方案的优缺点,提出了一种不依赖于站级网络通信协议、以间隔层智能电子设备（IED）为核心的分布式变电站程序化控制实现方案,操作票的存储、执行及操作逻辑的判断均在IED中实现,程序化控制过程中需要操作其他IED则请求站控层设备执行。该程序化控制方案已在CSC-2000变电站自动化系统中实现。该方案既适用于站级网络协议为IEC 61850等国际标准的变电站自动化系统,也适用于站级网络协议为以太网IEC 60870-5-103协议、 CSC-2000协议等企业标准的变电站自动化系统,尤其适合在IEC 61850标准还没有完全普及的过渡时期采用。     

基于IEC 61850的数字化变电站服务器端模拟系统及实现

为了更好地对IEC 61850客户端进行极限压力测试及网络负荷测试,同时对智能电子设备(IED)通信行为进行模拟,提出一种基于IEC 61850的服务器端模拟系统及实现方法.系统以变电站配置描述(SCD)文件为信息源注入,虚拟出多个IED,为每个模型数据对象分配一个数据生成器,并提供数据变化编辑接口,通过数据生成器产生状态序列,实时反馈到IEC 61850数据库.通过IEC 61850与站控层设备进行通信,实现了全站IED的模拟预演,从而可提前暴露变电站内的互操作问题,有利于详细了解变电站网络的通信负荷情况.该系统具有可操作性强、效率高、配置灵活的特点,可大大缩短IEC 61850的工程调试周期,促进IEC 61850工程化的实施和推广.     

基于IEC 61850标准的IED图形化编程技术

IEC 61850标准的互操作及功能自由分布特性要求变电站自动化系统中不同智能电子设备（IED）间更灵活地协同。提出一种图形化编程技术的IED开发方法,它基于IEC 61850标准,遵循IEC 61131-3编程标准,不仅具有常规图形化编程的优点,而且提升了IED外在形态和内在形态的标准性。设计一种IED软件方案,研究图形化编程与IED数据存储区的参数关联方法,为推进产品编程开发手段的灵活性、标准化,提高产品互换性提供了一种解决方案。     

基于IEC 61850的避雷器监测IED的数据通信研究

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点。研究了IEC 61850信息建模技术和避雷器监测IED建模步骤,分析了其所必要的通信服务。在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,并针对避雷器在线监测的特点,研究扩展和使用了IEC 61850标准中的逻辑节点和数据,对实际避雷器监测IED进行了建模,探究了IEC 61850标准的抽象通信服务接口、特定通信服务映射等通信关键技术。简单介绍了用于装置自我描述的变电站配置语言(SCL),通过SCL对监测模型进行了描述,实现了其工程化的配置。     

IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现

采用IEC61850协议是新一代数字变电站的自动化系统的核心技术之一,变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中占有很重要的地位。首先在研究IEC61850标准和结合变电站自动化系统的工程实际的基础上,提出了一种变电站自动化系统的配置方法。然后,又介绍了作者研究的IED配置器的设计与实现,分别介绍了IED配置器的功能、信息模型和软件结构。     

IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现

采用IEC61850协议是新一代数字变电站的自动化系统的核心技术之一,变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中占有很重要的地位.首先在研究IEC61850标准和结合变电站自动化系统的工程实际的基础上,提出了一种变电站自动化系统的配置方法.然后,又介绍了作者研究的IED配置器的设计与实现,分别介绍了IED配置器的功能、信息模型和软件结构.     

变电站在线监测智能电子设备的自动化测试

变电站在线监测智能电子设备(IED)通过IEC 61850标准通信方式采集并上传一次设备的状态信息到综合应用服务器等站控层装置,是变电站一体化监控系统的重要组成部分,对其进行功能测试是保证系统正常运行的基础。文中通过分析在线监测IED的功能,设计其功能测试用例,通过自动化测试脚本以及测试引擎,代替手动测试,提高测试效率。通过研制的在线监测IED自动化测试系统,以油中溶解气体监测数据上传功能为例,进行了自动化测试实验,并给出了测试流程及测试结果,验证了该方法的正确性和可行性。