非综自变电站改成基于IEC61850规约变电站改造方案

为适应智能电网的建设需要,对非综合自动化变电站建设建议全部改造成IEC61850规约变电站.变电站自动化系统只在站控层和间隔层实现基于IEC61850标准的系统;监控装置、远动装置、继保子站、测控装置、电压切换装置和低压裳置全部按新建变电站配置.自动化系统的站控层采用双以太网,采用IEC61850规约;保护通信予站采用单以太网,IEC61850规约;低压保护设备、测控装置、新上高/中压保护设备采用IEC61850规约,通过双网将数据上送监控装置.未改造的采用RS-485或以太网103通信的保护设备,由各制造厂家负责升级改造.根据目前非综自站的现状,指出应考虑改造顺序、网络设备、增加交/直流馈线柜等方面问题.     

数字化变电站中双网控制策略

IEC制定的变电站内通信网络和系统标准体系（IEC 61850）中没有涉及双网通信、装置与操 作箱控制通信等内容,显然其不能满足大部分数字化变电站可靠运行的要求。通用面向对象的变 电站事件（GOOSE）直接基于ISO/IEC 8802-3以太网协议进行数据传输,有着较高的传输效率,是 数字化变电站的主要特点之一。文中描述的数字化变电站中双网控制策略是基于GOOSE协议的 双网控制策略,该策略不但使系统控制具有快速性和冗余性,也提高了系统控制的安全性和可靠 性,满足了数字化变电站各种控制应用需求。数字化变电站中双网控制策略可作为IEC 61850的 补充。     

变电站子站设备通信协议一致性测试系统的开发:（一）设计与应用

介绍了基于IEC 608705协议系列的一致性测试指导文件DL/Z 634.56—2004开发的变电站保护等子站设备一致性自动测试系统的软、硬件设计方案和应用情况，对IEC 60870-5-103协议应用一致性进行了分层设计和分层解析。软件的静态结构采用模块化编程，动态数据信息交互采用多线程。该系统以一致性测试为核心，兼顾通信测试工具扩展性，测试范围涵盖IEC 60870-5-103协议配置参数测试和功能测试。     

基于IEC60870-5-103规约的保护装置冗余网络通信设计

基于IEC60870-5-103规约和嵌入式ucLinux平台,设计了一种应用于电力系统保护测控装置的冗余网络通信方案。该方案在硬件设计上采用双以太网口,两个网口互为备用,在软件设计上利用嵌入式ucLinux系统中的socket编程和数据的共享或备份实现了保护装置针对多个上位机的冗余网络通信功能。对103规约的基本应用功能进行了分析,并针对冗余网络通信中应用功能遇到的特殊问题,提出了应用功能实现的方法。经过在保护装置中的应用,表明该方案能有效地提高通信的可靠性。     

实时监控双以太网系统的开发

提出了采用DEC公司的网络软件包PathworksforDOS开发信号采集控制装置的双以太网通信功能的方法,并且对实时监控双以太网系统开发中的关键性技术作了闸述,包括DOS应用程序的非阻塞I／O操作、工业控制微机IPC的双网主备通信,以及Windows NT／2000上开发的双以太网通信容错能力、避免参数／命令重复下发等。还对实时监控双以太网系统的通信可靠性问题进行了分析。     

基于IEC60870-5-103规约的保护装置冗余网络通信设计

基于IEC60870-5-103规约和嵌入式ucLinux平台,设计了一种应用于电力系统保护测控装置的冗余网络通信方案.该方案在硬件设计上采用双以太网口,两个网口互为备用,在软件设计上利用嵌入式ucLinux系统中的socket编程和数据的共享或备份实现了保护装置针对多个上位机的冗余网络通信功能.对103规约的基本应用功能进行了分析,并针对冗余网络通信中应用功能遇到的特殊问题,提出了应用功能实现的方法.经过在保护装置中的应用,表明该方案能有效地提高通信的可靠性.     

基于IEC61850标准的变电站站控层双网通信的实现

结合变电站应用实践,针对IEC 61850变电站基于双星形网络架构的站控层网络,详细介绍了几种双网通信方案的技术细节,比较与分析了各种方案的利弊,给出了各种方案的适用条件,并提出了一种兼顾可靠性与运行性能、切实可行的站控层双网通信方案。     

图形化编程技术在微机保护研发中的应用

结合微机保护研发过程,构建了一套图形化编程系统.该系统以JAVA语言构建,图形化编程语言遵循IEC61131-3标准,图形元件的功能划分则按照IEC61850数据模中的逻辑节点设计.整套图形化编程软件,已使用于中低压微机保护的研发过程中,提高了微机保护软件的开发效率,增强了代码的可靠性及通用性.     

PROFIBUS和工业以太网在磁悬浮列车运行控制系统中的应用

设计PROFIBUS和工业以太网构成的二层通信网络,以满足磁悬浮列车运行控制系统对数据通信提出的安全、高速等要求.在STEP7编程环境下,实现了西门子PLC与其PLC从站、变频器从站之间的PROFIBUS通信以及PLC与上位机之间的以太网通信.另外,通过SAPI-S7接口使计算机实现了与S7现场设备之间的以太网通信功能.     

变电站子站设备通信协议一致性测试系统的开发(一)设计与应用

介绍了基于IEC 60870-5协议系列的一致性测试指导文件DL/Z 634.56-2004开发的变电站保护等子站设备一致性自动测试系统的软、硬件设计方案和应用情况,对IEC 60870-5-103协议应用一致性进行了分层设计和分层解析.软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程.该系统以一致性测试为核心,兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC 60870-5-103协议配置参数测试和功能测试.     

电力系统无缝通信系统体系

介绍IEC TC57正在制定的无缝通信协标准的名称为“变电站和控制中心通过61850通信（Communication Substation-Control Center via 61850)”是以IEC 61850为基础,而不是以TASE．2为基础。并介绍了IEC 61850的特点和采用后的效益,说明为什么IEC TC57采用IEC61850作为制定无缝通信协议标准的基础。目的在于对“新一代基于光纤以太网的SCADA系统”一文某些提法提出建议。并说明IEC61850一般模型和CIM IEC61970兼容、支持互用性、设备互联、工程化和可操作性。     

嵌入式以太网在变电站自动化测控保护装置中的应用

变电站通信网络和系统系列标准IEC61850目标在于提高产品间的互操作性和兼容性。建立无缝的通信体系。基于这一标准的嵌入式以太网技术成为变电站自动化系统发展的趋势。提出了基于Rabbit2000＋Dvnamic C的嵌入式以太网在装置上实现方案．给出了基于嵌入式以太网的变电站通信网络结构,Rabbit2000的系统结构,以及该方案的硬件系统和软件设计。该方案满足了IEC61850对通信接口的要求和装置实时多任务通信的特点．同时提出了具有兼容性的嵌入式规约转换的思想。实际运行表明该方案可行。     

智能变电站网络交换机信息模型及映射实现

智能变电站通信网络承载着采样值和保护跳闸等重要信号,网络交换机是信息可靠传输的关键。对网络交换机进行信息建模是实施IED化管理的前提。介绍了IEC 61850通信体系架构和IED功能服务建模步骤。在分析智能变电站网络交换机功能的基础上,研究了网络交换机的信息模型,重点列举了逻辑节点零、端口管理、流量统计和告警管理的逻辑节点类模型。然后探讨了网络交换机的服务模型和通信服务映射实现方法,并展示了交换机的变电站配置描述语言（SCL）示例。最后给出了网络交换机信息建模在智能变电站的应用实例。     

高压直流输电控制保护系统测控装置联锁图形化二次编程功能研究

为了实现高压直流输电控制保护系统安全可靠的联锁功能,通过对现场层装置应用场景深入研究,提出一种新的测控装置软件架构及设计方法,将测控装置的基本测控功能与需二次编程的逻辑联锁功能相分离,利用系统周期调用的方式实现逻辑联锁程序与测控基本程序的融合。该方法基于成本低廉的软硬件平台,测控装置基于英飞凌C167微处理器,采用标准的IEC61131图形化设计语言,程序设计简单且可靠性高,不依赖特定硬件,适合在不同的硬件平台上实现。基于该方法在观音岩直流输电工程的实验数据表明该软件控制策略具有维护成本低廉,可靠性高,移植方便的特点,对于实现控制保护系统安全可靠的联锁功能具有重要的应用价值。     

电力系统继电保护及故障信息子站系统的方案设计

电力系统继电保护及故障信息子站系统,既可以作为构成继电保护及故障信息管理系统的(配置在变电站端的)子系统,同时也可以作为一个独立的“通信网关”供其它层次化的电力自动化系统使用。该系统根据IEC 61850标准中的“信息模型”和“抽象通讯服务接口”的概念设计,采用OMG的分布式系统标准和技术实现,使得PRFIS子站系统完全可以满足以分布式系统体系构建的继电保护及故障信息系统要求。     

基于CPCI总线的多DSP处理模块的设计及实现

超高压直流输电控制保护系统硬件平台的开发,目前面临着巨大的挑战,主要表现在:直流输电测控点多,数据运算量大,系统规模和复杂度不断增加,单CPU的运行已很难胜任工作。结合灵宝、贵广二回工程,在深入分析超高压直流输电控制保护系统的发展和现状,参考其他领域特别是通信和计算机技术发展的基础上,开发了一种实用于超高压直流系统的新型DSP模块。该模块采用64位,66MHz的CPCI总线作为外部总线接口,标准的6U板型,8片DSP芯片TS201S构成多DSP并行处理结构,具有实时运算能力强、接口灵活、可扩展性和通用性强等特点。经过测试和现场应用,各项技术指标良好,运行稳定可靠,能够满足超高压直流输电的应用。     

工业以太网技术在变电站自动化系统中的应用

针对当前变电站自动化系统中通信网络的特点,依托于实际的大型变电站自动化系统开发项目,着眼于以太网上不同协议和传输机制对数据传输的实时性、可靠性会产生不同的效果。首先分析了工业以太网在当前新兴的两层式变电站体统应用的缺陷,提出了组播技术、UDP扩展协议在工业以太网中的应用策略,以及实现中的关键技术。     

继电保护装置中基于uC/OS-II实时操作系统的嵌入式以太网

现在越来越多的用户对继电保护装置提出了带有以太网接口的要求,IEC61850体系提出的变电站综合自动化系统的无缝通讯也是基于以太网。保护装置对以太网通讯的实时性、可靠性的要求也随着计算机技术、网络技术的发展得到满足。该文介绍了在新研制的DSP继电保护装置中,基于uC/OS-II实时操作系统的以太网通讯模块。分别从硬件电路、硬件驱动程序、基于RTOS的/IP协议三个层次阐述了如何具体实现以太网通讯。该文所描述的以太网通讯模块已经在35 kV以下的低压保护装置中得到了实际应用。     

ARM处理器＋DSP构架的微机馈线保护装置的研制

基于IEC61850体系的变电站自动化系统设计思想研制了微机馈线保护装置，利用嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)处理器强大的以太网通信功能和数字信号处理器(DSP)高效快速的处理能力实现微机保护的功能。双1：2RAM用于双处理器间的高速数据交换。装置采用双保护出口机制，有效提高了装置的可靠性。保护算法在MATLAB仿真和试验中都验证了保护装置的速动性、选择性和可靠性。