智能化变电站间隔间五防闭锁的实现方式

测控及测保一体装置间五防闭锁功能的应用,对智能化变电站间隔间、装置间互相通信提出了新的要求.通过已有的MMS网络,应用GOOSE通信方式,跨间隔采集传输所需要的开入位置等联锁信息,通过模型文件建立订阅关系,结合装置自身灵活的PLC逻辑实现五防功能,优化网络结构,满足智能化变电站通信和五防要求.     

基于嗅探空闲状态的智能变电站断路器远程试验方法

结合GOOSE报文的通信机理,提出了一种基于嗅探空闲状态的智能变电站断路器远程试验方法,并实现了基于此方法的模型系统。该系统通过监测过程层GOOSE交换机上的测控装置和智能终端之间的交互报文,并在通信空闲情况下发送远程控制信号,完成对断路器的分闸、合闸以及分合分试验。提出的方法利用了GOOSE交换机冗余端口,所以不改变变电站现有网络结构和影响其他智能电子设备的正常运行,从而有效地解决了智能电子设备就地布置时开展断路器投切试验的技术难题。     

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。     

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。     

基于PowerPC的隔离开关智能终端设计

介绍了以PowerPC为核心处理芯片的隔离开关智能终端设计。该隔离开关智能终端通过和智能隔离开关操动机构箱通信,完成一个间隔内隔离开关的操作控制和监视。通过过程层网络,基于GOOSE服务发布和采集状态信息并接收指令,驱动智能控制器来完成控制功能,具有防误操作功能,完全满足智能化变电站基于IEC 61850的通信要求。最后,给出了软、硬件设计和测试结果。     

合并单元及智能终端一体化装置研究

本文详细介绍了一种新型合并单元及智能终端一体化装置的总体设计方案和硬件结构及功能实现,该一体化装置主要由PowerPC主处理模块、现场可编程门阵列（FPGA）综合处理模块和断路器智能控制模块组成。通过此一体化装置的设计可提高过程层设备利用率,简化智能化变电站的设计和施工,提高智能化变电站的智能化水平。     

GIS智能终端中智能控制单元的研制

为了实现变电站一次设备的智能化,研究了智能变电站过程层中的智能终端,并研制了一种数字智能终端系统的前端——智能控制单元。该智能控制单元设计采用嵌入式处理器ARM9(S3C2440A)作为主控芯片,主要实现对GIS中断路器、隔离开关等开关设备开关量、非开关量状态的数据采集与控制,并将采集到的数据就地数字化,通过光纤传输给智能终端的主控部分,进而对数据以IEC61850规约封装后通过GOOSE网络传输给间隔层设备进一步对数据分析处理。该智能控制单元直接嵌入到GIS中,大大减少了现场电缆的使用,并应用光纤传输增强了信号的抗干扰能力,为以后研究设计更加智能化、小型化、一体化GIS产品打下基础。     

智能变电站基于站控层GOOSE输入输出的备自投装置研制

分析了目前备自投装置开关量输入输出的两种方式,在此基础上,综合考虑实时性和成本效益,提出了一种基于站控层GOOSE方式实现开关量输入输出方案,将站控层MMS与GOOSE双网合一,以站控层GOOSE方式采集变电站全站实时开关量信息、开出跳合闸命令,实现备自投功能。结合工程实践介绍了分段备自投的实现过程,并详述了备自投装置实现站控层GOOSE收发的关键技术,给出了备自投装置动作性能指标。保证备自投实时性的同时简化了变电站备自投装置的网络架构,有效降低了变电站的建设成本。研制的备自投装置目前在多个智能变电站运行效果良好。     

基于自适应采样算法及数据处理的过程层设备时延优化设计

智能变电站与传统变电站相比,二次保护系统中增加了过程层设备合并单元及智能终端,引起了保护设备动作时间变慢。提出将合并单元的单一插值采样算法改为同步采样算法与插值算法相结合,基于同步状态自适应调整采样算法,减小了合并单元内部采样数据的处理时延。针对智能终端的CPU插件进行了改进,由FPGA完成GOOSE组播过滤、网络风暴功能,CPU负责处理GOOSE的接收与发送,同时采用MOSFET光电耦合继电器作为启动继电器,通过优化设计减少了智能终端的出口时间。基于上述设计,研制了新型过程层装置,并对比开展了动模仿真及静模仿真验证。仿真试验结果表明,新研制的过程层装置配合线路保护装置的整体动作时间相比优化前减少3 ms,能够满足GB/T-14285标准对继电保护装置整组动作时间的要求。     

基于PowerPC的微电网智能终端设计

详细介绍了以PowerPC为核心处理芯片的海岛微电网智能终端设计。微电网智能终端和上层控制器通信,完成一个间隔内配电变或线路的断路器操作控制和状态监视;通过过程层网络基于SV服务发送模拟量,基于GOOSE服务采集和发布状态信息,接收控制指令驱动操作回路来完成断路器的控制功能;并且具有过流保护功能,可作为变压器、低压母线和线路的后备保护,数据和命令传输满足IEC61850通讯标准要求,给出了软硬件设计和测试结果。     

基于GOOSE的变电站保护功能应用研究与实现

分析了GOOSE通信在变电站保护功能中的应用.文章主要探讨了GOOSE在失灵保护、重合闸、分散式方向母线保护等保护中的应用原理和信号需求情况,给出了相关的GOOSE信号交互表和动作逻辑.另外文章还分析总结了GOOSE保护应用的各种网络结构的性能,对于不同的电压等级,推荐了合适的网络结构.最后,还指出了保护装置中GOOS...     

基于MPC8377的主变低压侧隔离开关合并单元设计

在智能变电站的建设中,根据主变低压侧对合并单元和智能终端的需求,研制出主变低压侧隔离开关合并单元。该合并单元可完成常规互感器电压电流信号的采集、电子式互感器信号的采集、SV点对点上送、与智能开关操动机构箱通信、一个间隔内对隔离开关的操作控制和监视;通过组网和点对点发布SV数据;通过过程层网络接收GOOSE指令,驱动智能控制器来完成控制功能,且具有防误操作功能。给出了详细的软硬件设计,最终通过标准仪器的验证,完全满足智能化变电站基于IEC 61850的通信要求、精度要求和EMC要求。     

基于CAN总线和ARM核的开关控制器设计

开关控制器是智能化开关设备与二次保护、测控设备接口的必要环节,为适应智能化变电站对开关的智能化需要,笔者提出了一种基于CAN总线和ARM核的智能化开关控制器的实现方案。给出了ARM微控制器和CAN控制器之间相连的硬件电路,论述了硬件接口之间数据通信的实现方法,给出了数据通信的软件设计流程。该方案具备了软、硬件基础,工程应用证明该控制器性能良好。     

基于过程总线通信实现数字化变电站的在线闭锁

以实际变电站线路为例,分析了开关操作的在线闭锁规则和闭锁消息在各智能电子设备(intelligent electronic device,IED)之间的交互协作关系,设计了间隔间闭锁通信模型的网络拓扑结构,并给出了传输面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)报文所需的虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)和多播地址的配置方法。重点研究了基于过程总线的IEC61850GOOSE报文通信模块和在线闭锁模块的实现。通过实例分析以及在嵌入式平台下进行的模拟仿真实验,证明了所提出的闭锁方案的正确性和可行性。     

针对智能变电站二次回路故障的高压断路器故障追踪

针对相关二次回路故障导致高压断路器不正确动作的情况进行分析,提出了一种基于有向二分图模型的故障追踪方法,从而对高压断路器不正确动作具体原因进行反向追踪。首先根据面向通用对象的变电站事件报文的传递路径将相关二次回路网络分簇为通信网络、保护装置、智能组件及测控装置,并将每一簇作为一个子域。其次利用智能变电站端的相关二次回路异常信息及故障原因之间的逻辑关系,在每个子域内建立基于有向二分图的故障关联模型。最后引入贝叶斯疑似度对故障原因进行计算分析并结合反向推理进行验证,从概率上保证了结果的准确性。案例分析表明,所提故障追踪方法可以及时对高压断路器不正确动作追本溯源,且具有较高的容错性。     

智能变电站网络化二次系统及其在线监测研究综述

智能变电站中,常规的电气二次回路被网络结构所代替,为二次系统网络在线监测提供了契机。综述了智能变电站二次系统过程层网络拓扑结构、过程层组网、(Generic Object Oriented Substation Event,GOOSE)网的可靠性和实时性分析、全站通信网络结构以及在此基础上建立的网络在线监测系统,分析了现有二次网络在线监测系统的不足及改进方法,指出二次网络在线监测系统的发展方向是在全站网络化信息共享的基础上,建立全景信息平台,逐步实现网络分析仪的高级功能,最终实现二次系统的在线状态监测。     

一种智能变电站手合检同期的方法

提出了一种适合智能变电站特点的手合检同期方法。同期采样基于IEC 61850-9-2采样值传输标准,充分考虑采样过程的丢点、不同步等异常处理。进行频率跟踪重采样,保证同期量测精度。按检同期结果建立通信模型,通过通用面向对象的变电站事件(GOOSE)输出控制智能终端,为手合操作提供闭锁。所提出方法已在智能变电站测控装置中实现并在工程中得到应用。     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

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。