基于CPCI的测控测试设备的设计与实现

针对传统的地面测控测试设备结构复杂、可移植性差、难以满足当前测试要求的现状,提出了基于CPCI总线设计的卫星PCM测控测试设备。设备采用"通用前板+专用背板"板卡设计方法,提高通用性,降低成本;使用FPGA代替传统分立元件,提高设计效率和可靠性。为便于调试,硬件功能尽量简化,只完成数据发送接收操作,遥测帧同步、遥控指令解析等工作由软件实现。     

应用网络模块度的航天测控地面站网分析

航天测控地面站网作为一个实际网络,它具有网络的相关属性。首先通过复杂网络方法构建了航天测控天地一体化二分网络,然后在二分网络基础上,提出了各专用测控系统的专用性参数α和通用性参数β来描述和区分不同的专用测控系统,利用Kendall相关系数和定义的相关性阈值K构建了航天测控地面站相关性网络。以美国航天测控地面站网现状为例,对所提网络模型的有效性进行了仿真验证,应用相关性阈值(K)和网络模块度(Q)曲线(K-Q曲线)分析了网络模型参数。研究结果表明,所提的相关性网络模型能较好的模拟测控地面站网络现状;网络模块度的峰值与|α-β|呈正相关,当|α-β|较大时,K-Q曲线整体呈现出正态分布特性。     

基于网络计划图的大型定检工作流程优化方法

网络计划技术是一种科学的计划管理技术,在工业、农业、国防等领域有着广泛的应用,利用网络计划技术组织和控制生产工作可以提高工作效率,提升工作质量。将网络计划技术应用于试验机大型定检工作的过程控制时,利用网络计划技术对定检工作进行梳理及优化,有效缩短定检工作的周期;还可以利用网络计划技术控制定检工作节奏,了解每项检查工作的机动时间以及在出现突发状况时如何有效利用网络计划图调整工作节奏,进而保证试验机大型定检工作的高效顺利进行。     

基于多参信息量的智能变电站继电保护二次回路故障在线诊断

为确保智能变电站继电保护装置二次回路稳定性与可靠性,本文设计了基于多参信息量的继电保护二次回路故障在线监控与诊断系统。基于网络报文记录分析装置的功能特性,配置其与继电保护设备间链路关联性,获得二次回路核心报文数据信息,传输于调度端以综合分析,以获取SV、GOOSE网络链路实时状态与回路故障在线诊断方法策略。     

智能变电站过程层二次光纤回路在线监测技术

在智能变电站中,光纤取代了传统变电站中的电缆,通过网络通信实现各物理设备之间的信息交互,传统检修方法已经不再适用.为了提高智能变电站继电保护装置相关的二次回路的可靠性以及运维人员的工作效率,提出了一种基于在线监测数据分析的智能变电站二次回路故障定位方法.通过对变电站中SV、GOOSE、MMS报文的监测与分析,实现二次回...     

智能变电站过程层网络流量分析及网络优化研究

当前智能变电站过程层网络存在流量大、延时大等问题,但该问题并没有从理论上进行分析研究.文章从过程层网络GOOSE、SV的报文特征和组网情况出发,采用严格的以太网延时排队方法对不同组网情况下的网络传输延时和设备缓存需求进行了理论研究.基于分析得到了严苛情况下的网络延时值和网络设备的缓存需求,同时基于研究结果给出了推荐的过程层组网建议.为智能变电站过程层组网提供了理论分析的基础和依据.     

智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究

智能变电站二次系统普遍采用三层两网的网络架构,使用合并单元、智能终端来分别完成点对点采样、跳闸,大量使用合并单元和光模块,采样可靠性得不到保障。同时,二次信息传输是按照功能分类,通过不同的系统独立传输,信息融合度低,各业务部门获取数据比较困难,信息传输无法为电网各个业务部门提供有效支撑。因此,在组网方案上优化了原有的三层两网组网方案,采用电缆采样、GOOSE网络跳闸来代替SV直采、GOOSE直跳;在信息传输方式上,打破专业壁垒,按照业务需求来重新组织信息传输,大力促进信息融合,实现数据共享。同时提出了优化方案需要解决的关键技术,分析了新方案推广实施的可行性,通过对比分析得出了新方案具有施工简单、维护方便、运行可靠、便于管理的结论。     

一个基于SND的大规模电力源-网-荷IPv6网络

通过电力网络中电源、电网、负荷之间有效的信息传递,实现了更为高效的、开放互动网络,提高电网在复杂互动环境中源-网-荷之间的协调能力,进而改善电网功率动态平衡能力。随着网络规模的逐渐扩展以及接入应用和业务的不断增加,IPv4网络显得捉襟见肘。提出了一个适用于大规模电力源-网-荷的网络系统,使用IPv6解决以适应网络规模和发展,基于SDN的系统实现了IPv6网和IPv4网络之间的通信。系统利用专用网络带宽,通过VPN技术,实现了新网络与原有网络逻辑隔离,进一步保证了系统的安全性;通过采用OSPF,使网络层次化更为清晰,更为便于管理;设计了一个基于IS-IS路由协议的地址转换方法,通过双向验证、序列校验、区域定位、系统标识、服务标识、层次密钥、同层密钥、校验等方面充分考虑了系统的安全性和有效性。系统实现了大规模电力源-网-荷网络的智能运行控制系统一体化集成,形成完整的一体化大区互联电网智能运行控制体系。     

适用多种码速率的遥控副载波数字化解调设计

统一S波段测控体制采用相位调制技术实现遥控副载波的调制,星上应答机在实现S波段载波剥离后将遥控副载波送给星上遥控设备进行解调最终实现指令和数据的上注。遥控设备通常采用模拟电路实现解调,当输入不同码速率时均需要重新调试输入滤波器,并且当码速率较低时调试困难,滤波器及解调环路的工作参数更容易受环境温度影响,导致解调损失变高,跟踪解调环路易失锁。文章介绍了一种适应多种码速率的遥控副载波数字化解调方法。可以有效解决上述问题,减小解调损失,提高产品可靠性。文章中涉及到了数字化副载波跟踪环设计,数字化自动增益控制以及早迟路位同步恢复环路的设计方法,最后提出了两种提高产品可靠性的设计措施。本方法适用于采用FPGA工程实现,具有解调损失小,节省资源易实现以及可靠性高等优点。     

保护测控装置调试软件设计与实现

针对日益复杂的电力系统保护测控装置和受限的装置人机接口,提出并设计了一种装置配置调试维护软件方案。该方案将软件的主要功能划分为子进程,各子进程通过主进程引导。并按照分层原则,构建了保护装置配置调试维护系统软件的视图、业务、通信三层结构,并首次提出了基于变量名和地址相结合的嵌入式动态分配内存的调试方法。实现了装置程序下载和变量查询、在线状态浏览、客户端调试等功能。在多个国家和地区的实际应用效果表明,该软件通信功能稳定可靠,全面丰富的调试功能弥补了装置面板人机交互功能差、调试过程繁杂、效率不高的缺点;提高了嵌入式装置的程序开发和调试效率,良好的用户体验提升了产品的市场竞争力。     

一种用于工业以太网交换机的GOOSE报文优先转发方法

GOOSE(面向通用对象的变电站事件)是IEC61850标准中定义的用于解决智能电子设备(IED)之间互相通信的数据模型,GOOSE报文用于控制开关的跳闸或者合闸等关键信息,因此要求其具有很高的可靠性与实时性.目前在智能变电站中主要使用工业以太网交换机实现GOOSE报文的传输,文章介绍了一种用于工业以太网交换机的GOOSE报文优先转发方法,给出了具体的实施流程,并进行验证,实现了GOOSE报文在网络中的可靠快速传输,特别是在网络中存在大流量高优先级背景数据时,保证GOOSE报文无丢包且传输时延不受影响.     

GIS间隔控制器的研究与开发

研究基于IEC61850标准的GIS间隔控制器,阐述以ARM9微处理器为核心的GIS间隔控制器嵌入式硬件平台。以GIS间隔控制器的需求功能为依据、以IEC61850建模思想为指导,建立GIS间隔控制器的标准化信息模型。将GIS间隔控制器硬件作为载体,实现 GOOSE报文通信,使GIS间隔控制器具备符合IEC61850标准的过程层通信功能,完成GIS与间隔层保护、测量装置间开关位置信息和控制信息传输的数字化。通过GPS和报文分析工具搭建实验平台,结果证明,GIS控制器通信服务符合变电站装置智能化的设计需求。     

数字孪生下的继电保护装置故障远程VR在线诊断系统设计

为了远程、在线交互地诊断继电保护装置故障,保证异常信号的完整性和监测过程的效率,设计数字孪生下的继电保护装置故障远程VR在线诊断系统。采用数字孪生技术构建继电保护装置诊断系统,通过感知层的感知设备、地面激光雷达采集继电保护装置电流电压数据以及点云数据,经网络层传输至平台层后,平台层利用运检管控平台管理、协调以及储存继电保护装置相关数据。应用层调用平台层整合后数据,运用小波信号检测理论检测继电保护装置的信号异常点,并通过故障诊断模块对比异常点数据与预期数据,VR远程监测模块将设备三维模型引入VR设备,可视化展现继电保护装置实时监控和检修作业情况,并通过统一视频平台完成与用户的虚拟交互。实验结果表明：该系统操作流畅、画面清晰,能够清晰监测继电保护装置的故障,迅速获取继电保护装置的异常信号。     

软件定义网络可信连接设计与实现

软件定义网络（software defined networking,SDN）将控制层和数据转发层分离,由控制层对数据转发层进行统一管理。目前控制层及数据转发层设备间完整性认证机制尚不完善,若平台完整性损坏的设备接入网络,会给整个SDN网络带来严重的安全问题。为确保双方设备在完整可信的前提下建立连接,进而在源头上保障设备安全、网络可信,提出了一种新的SDN可信连接方案。该方案以可信网络远程设备认证技术为基础,利用可信平台模块作为可信支撑,在SDN数据转发设备与控制器的连接过程中添加完整性认证环节。测试分析表明,该方案有效可行,符合实际应用。     

山火的无线传感与RBF分析研究

研发了一种基于智能无线传感器网络的电力铁塔山火监测分析系统,系统通过对楚雄腰站变电站输电线路周围山地火灾诱发参数情况进行远程在线监测,对监测数据进行趋势分析,对山火发生情况下产生的数据变化进行分析。并采用径向基函数（RBF）神经网络进行回归拟合,预测火灾危险等级。经过测试样本的验证,表明 RBF 神经网络对于山火监测有较高的准确率,可以对监测数据进行预测分析,适用于山火预测。     

双协议融合的WSNs温室环境监控系统设计

针对温室环境数据无线采集、视频监控及远程管理的需求,设计了一种基于无线传感器网络（ WSNs）的智能温室环境监控系统。系统采用ZigBee和WiFi融合通信技术组成智能网关,其中,ZigBee无线通信设备用于采集温室环境数据,WiFi通信设备用于无线视频传输和远程通信。所设计系统既避免了传统温室环境有线监控安装和维护的繁琐,同时解决了ZigBee WSNs传输速率较低、无线传输距离较近的缺点,温室环境监控功能得到拓展。经过测试验证,正常情况下网络丢包率小于1%,系统实现了温室环境远程监控管理的各项性能,具有良好的应用性和可扩展性。     

煤矿信息全面感知与智慧决策系统

针对目前煤矿安全生产过程中存在煤矿信息感知能力差、决策水平低的问题,提出了一种煤矿信息全面感知与智慧决策系统。该系统由胶囊网络层、数据传输层和云服务层组成:胶囊网络层由人员位置与行为感知胶囊、设备状态感知胶囊、环境感知胶囊构成,实现煤矿"人、机、环"全面感知;数据传输层采用无线传感器网络与有线网络结合的方法来实现煤矿井下数据可靠传输;云服务层通过基于随机森林的智慧决策机制为煤矿生产高效、可靠决策提供了保障。实验结果验证了该系统的有效性。     

矿用通信控制系统急停系统的设计与实现

矿用通信控制系统MCCS是一个集自动控制、设备监测和报警保护于一体的系统,其中,急停系统又是MCCS的重要组成部分.为确保皮带传输系统的安全性,采用C8051F系列单片机,将急停系统的所有急停节点设备都设计为智能设备,并使每个智能设备均具备数据通信能力和故障定位能力.同时,急停系统采用SKR信号线和数据通信两种方式实现并行冗余,提高了系统数据通信的可靠性.