应用于电网故障信息关联的以太网通信协议

电网故障信息关联的以太网通信协议扩展了IEC60870-5-103协议,将IEC60870-5-103协议采用RS-485通信方式扩展为以太网通信方式,链路层采用IEC60870-5-104模式,将故障时刻的录波、事故报告、定值、压板设置、开关变位、版本号等信息关联起来,提出“通用文件传输”模式,采用“滑动窗口”技术,智能识别文件简报信息,消除不同智能电子设备(IED)厂家故障信息的个性问题,减轻故障信息系统子站拼接故障信息的负担。故障信息传输简单、高效,故障信息中的录波、定值等无需配置。     

变电站智能电子设备的动态重构技术

研究了变电站智能电子设备(IED)动态重构系统和方法,通过引入通用即插即用(UPnP)协议,结合IEC 61850模型和服务,实现IED的即插即用和状态监测,同时提出了通用IED的设计方法。采用Petri网方法在线评估IED的运行状态,及时发现IED异常或故障,并提出了镜像模式和通用模式两种方法,在备用IED上动态重构故障IED主要自动化功能的安全合理流程。构造了通用IED样机和管控主机,测试了即插即用、状态监测、在线评估和动态重构方法。研究结果表明,UPnP协议可以灵活、有效地实现IED的发现、监测、管理和控制,满足即插即用要求,IED状态监测数据可以直观反映运行状况,IED动态重构方法可以为变电站自动化系统检修提供备用方案,提高系统的可用率。     

录波数据文件的有损压缩传送及文件传输协议的选择研究

针对采用公用电话网进行电力系统故障信息远程传输的录波测距装置 ,对其信息传输过程的两个方面即信源编码和信道编码分别进行了分析 ,提出了一种应用于信源编码中的能定量控制误差的有损数据压缩算法 ,并对信道编码中的文件传输协议 (FTP)在传输效率上进行了比较 ,通过对故障录波数据文件的有效压缩并选择较好的文件传输协议 ,能实现录波数据文件的远程快速传送。     

录波数据文件的有损压缩传送及文件传输协议的选择研究

针对采用公用电话网进行电力系统故障信息远程传输的录波测距装置,对其信息传输过程的两个方面即信源编码和信道编码分别进行了分析,提出了一种应用于信源编码中的能定量控制误差的有损数据压缩算法,并对信道编码中的文件传输协议(FTP)在传输效率上进行了比较,通过对故障录波数据文件的有效压缩并选择较好的文件传输协议,能实现录波数据文件的远程快速传送.     

基于多协议标记交换网络的电力系统信息综合传输方法

研究了电力系统各类信息模型及其服务质量要求,在此基础上提出基于多协议标记交换(multi-protocol label switching,MPLS)技术的信息综合传输方案。对某电力公司信息综合传输网络进行了数字仿真,比较了无服务质量配置、单纯差分服务配置和MPLS网络配置3种方案下的服务质量,结果表明：MPLS网络配置方案能够实现链路间的负载均衡,具有自愈性故障恢复机制,可以快速检测到失效元件并在多条标签交换路径之间实现数据流量的切换,故障恢复时间在毫秒级,可以有效保证电力系统实时信息的服务质量,并可同时兼顾各种非实时信息的服务质量。     

基于汽车CAN总线概述及其故障检测方法探讨

汽车CAN数据总线具有信息共享,减少导线数量,减轻配线线束的重量,控制单元插脚最小化,提高可靠性和可维修性等优点。针对装有车载网络系统的车辆在行驶过程中,车载网络系统出现故障时,造成接收信息的电控单元将无法正常工作,从而为汽车故障诊断带来困难等特点。通过对CAN总线系统组成、CAN总线的特点、数据总线应用、数据总线传输原理、数据传输过程等内容进行逐一研究,及对CAN总线故障现象特征分析,从而总结出汽车CAN总线技术故障类型主要有三种:一是电源系统引起的故障;二是多路信息传输系统链路故障;三是多路信息传输系统节点故障。并通过故障机理和故障实例分析,给出了相应的系统故障检测步骤以及所采用的故障检测设备与检修方法等。     

提升智能变电站信息流实时性和可靠性的定质交换技术

首先基于OPNET仿真平台,从传输时延抖动、丢包以及传输路径等角度,分析了通用交换技术应用于智能变电站信息交换时存在的不足。然后从满足智能变电站信息流的实时性和可靠性需求出发,提出了定质交换实现技术。该技术基于多协议标签交换(MPLS)的多级子队列实现报文的分层调度,基于区域划分实现动态缓存分配,基于路径消耗为报文提供多种路径选择。最后结合实际智能变电站,在OPNET平台上构建了共网传输场景下的定质交换模型,仿真结果说明了所提定质交换技术能够合理地分配交换资源,是可行和有效的。     

基于广域网的电力远动系统的研究

随着计算机网络和通信技术的飞速发展，电力远动系统将面临重大的技术革新。该文分析了基于广域网的新型电力远动系统网络结构和智能电子设备(IED)直接上网的远动信息传输方式，以最新国际标准IEC61850为基础建立了IED的数据抽象模型和远动通信服务模型。同时，为解决远动系统的分布异构和快速传输问题，提出了将IED远动通信服务模型映射到实时CORBA-TAO技术的实时事件服务方法。通过实验室初步原型系统的开发和试验，验证了IED远动通信模型的正确性和IED直接上网传输远动信息方法的可行性。     

采用CAN总线的广域保护研究

分布式电源和微电网的接入,给配电网继电保护提出了新的要求。为了缩短故障切除时间,保证动作的选择性和快速性,研发了基于DSP的广域保护装置,探索了CAN总线在广域保护中的应用。广域保护中不同位置的保护装置通过CAN总线交换信息,能够快速确定故障区域,明显缩短故障切除时间。对广域保护样机进行了实验研究,实验结果表明,CAN总线用于广域保护能提高继电保护性能。     

变电站过程层报文分网传输性能的仿真分析

基于IEC61850标准的变电站过程层网络是一次设备与二次设备间的信息交换桥梁,承载着各种智能电子设备IED(intelligent electric device)交换数据的实时传输任务。针对目前智能变电站采样值SMV(sampled measured value)与面向对象的变电站通用事件GOOSE(generic object oriented substation event)报文的分网传输结构,利用OPNET仿真平台建立过程层网络以及IED设备的仿真节点模型和网络模型,研究分网传输报文方式下的网络性能及其影响因素。仿真结果表明,采用100 Mbps带宽的以太网和虚拟局域网VLAN技术实现SMV和GOOSE报文分网传输时,实时性较好且时延抖动小,适于现阶段智能变电站的工程实际。     

一种带自诊断功能的CAN总线模块设计

控制器局域网络(CAN)现场总线技术在目前的雷达系统中有着较多应用,直接关系到雷达的正常运行及任务的顺利执行,因此雷达系统中的CAN总线故障亟需做到快速准确定位。采用基于告诉运放的峰值保持方法实现对CAN总线输出电压的在线测量,并通过通讯压力测试以及数据帧丢包率指标量化了CAN总线通讯质量。通过CAN总线输出电压以及通讯质量这两个重要指标,结合常见CAN总线的故障特征,实现雷达系统中CAN总线的自诊断。以带自诊断功能的CAN总线模块以及5个CAN节点组成CAN总线网络,模拟了线路短路、线路开路以及线路干扰等常见故障类型,故障诊断结果与模拟故障类型基本一致,可以快速、准确定位CAN总线在雷达系统应用过程中出现的常见故障。     

基于ARM的智能馈线终端研究

提出了基于LPC2292和CAN总线的智能馈线终端设计方案,逻辑部分通过CPLD实现,便于后期的功能扩展和升级。该终端不需完全依赖通信网络便可实现故障判断、处理,相邻终端之间通过CAN总线网络实现故障信息实时共享,可快速准确的将故障区段定位,智能隔离故障区段并恢复健全区段的供电。完成了智能馈线终端的硬件、软件设计,并针对终端所处的恶劣工作环境,进行了相应的抗干扰设计,在山西某10kV线路测试期间运行正常。     

基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术研究

介绍了基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术。它是以IEC61850标准中的变电站自动化拓扑结构、功能层和逻辑接口、ACSI模型的基本模型规范和信息交互模型规范、公用数据属性类型中的品质要求为基础,结合VLAN、Subnet等网络技术的应用情况,对智能变电站站控层、过程层网络状态、链路结构、网络接口位置及接口信息等进行系统组态、流程化管理,以实现对站控层、过程层设备网络信息的实时、准确管理,达到对智能变电站通信故障准确定位快速查找的目的。介绍的故障定位技术,在110 kV智能变电站进行了测试应用,测试结果表明达到了故障定位快速查找和有效评估网络故障可能带来的安全风险的目的。     

浅谈CAN总线技术及其在电站监控中的应用

介绍了现场总线CAN的原理和特点。利用CAN总线技术 ,针对新建及改建电站提出设计、改造方案。该方案采用分层分布式结构 ,任务功能模块化 ;CAN节点在严重错误的情况下自动关闭输出 ,不会影响其它设备的正常运行 ,使系统可靠性提高 ;系统通信速度快 ;抗干扰能力强 ;组态灵活。系统已在多个电站投入运行。     

基于GA与RS的电力系统输电线路故障诊断

针对电力系统中存在着各种故障,及断路器跳闸进而引起大范围停电的情况,提出了一种基于建模-简约-优化的多源信息融合的智能故障诊断方法.通过对电力系统输电线路故障的原因分析,确定基于遗传算法的故障诊断规则.再利用粗糙集理论对故障动作决策表进行最大限度的约简,此方法保留了关键信息同时得到了知识的最小表达,能够更快更准确的诊断出故障发生的位置.通过实验证明:文中所提出故障诊断模型高效便捷,可应用于大型电力系统的故障诊断,尤其是输电线路方面的故障诊断,在诊断电力线路故障方面提供了一个切实有效的方法.     

基于CAN的电动机群故障监控系统

提出并设计了基于CAN(Controller Area Network)的电动机群故障监控系统。该系统由电动机保护装置、通信模块及后台监控中心组成,具有电动机故障保护、通信和控制功能,并能实时监控电动机导条或端环断裂等机械故障。基于CAN的电动机群故障监控系统可实现对全厂、站电动机的实时监控,不仅有利于事故的分析与处理,还可检测电动机运行过程中存在的隐患。最后介绍了构成系统的各模块的硬件设计与通信网络结构等。     

小电流接地系统中面向单相接地故障的自动重合闸技术

通过小电流接地电网单相接地选线装置得到的现场数据的分析,提出了除瞬间接地故障和永久性接地故障之外的第3种接地故障——短时接地故障的概念,提出了在小电流接地系统中引入面向单相接地故障的自动重合闸技术(简称接地重合闸)的新技术,它同样适用于谐振接地系统中,有利于故障的快速消除,提高了系统的供电可靠性。物理模拟实验证实了该技术的有效性和实用性。     

基于有向分层模型的配电网故障区域判断

基于配电网分层模型,根据故障节点过电流的方向与潮流方向的关系,将故障信息矩阵与网基结构矩阵相结合改进了故障判断矩阵,通过搜索查找发生故障最小配电区域的父节点,可以快速、直观、准确地找到故障最小配电区域,从而确定故障点.     

基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分.直流系统故障时,冲击电流上升速度快,可供保护获取的数据信息极少,严重影响直流保护的故障诊断.将电力电子变流器的故障控制与保护相结合,提出了一种基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略,通过增加AC-DC变流器的故障控制模块,使其具有主动注入短路电流的能力,进一步协同直流保护装置,实现对故障位置的准确识别和快速隔离.同时,各变流器还能基于本地电压和探测电流信息自动诊断故障消除情况,以快速恢复系统运行.基于实时数字仿真平台的仿真结果表明,所提策略能够在故障发生后100 ms内完成故障定位与隔离,大幅降低了对系统供电的影响,具有一定的工程应用价值.