面向智能变电站二次设备的网络报文管控技术

随着智能变电站以太网应用往混合组网、多网共口的方向发展,网络的安全稳定性对于智能变电站设备可靠运行至关重要。文中深入研究了电力二次设备在多种报文共网共口条件下接收与发送的优化处理机制。在接收方向上针对变电站网络风暴条件下的报文特点,提出多级过滤、分组流量控制的方法实现网络风暴抑制,保证了正常报文的接收与处理;在发送方向上提出以优先级划分为前提的优化调度发送策略,保证了报文发送的实时性并充分利用了网络带宽。同时,基于纯硬件片上系统实现了上述机制的实际应用与测试,有效提升了智能变电站二次设备网络通信的稳定性与可靠性。     

智能变电站网络风暴测试研究

如何提高设备抵御网络风暴的能力是智能变电站面临的重要课题.本文首先分析了智能变电站站控层网络和过程层网络的通信方式和网络风暴产生的原因;其次依据目前智能变电站的典型架构建立了网络风暴模拟测试环境并设计了测试用例,通过测试验证了网络风暴对智能变电站各组网设备的冲击影响;最后,针对设备在网络风暴测试中暴露的问题进行了分析研究,提出了通过对网络风暴报文进行硬件过滤和风暴识别进而避免网络风暴冲击的方法,经验证该方法改进效果良好,提高了智能变电站组网设备抵御网络风暴的能力.     

智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响

IEEE 1588协议所提供的高精度的网络同步方式,在智能变电站网络化通信中具有重要的应用价值。基于抗网络流量能力、时间戳精度和可靠性分析了更适用于智能变电站的IEEE 1588时钟模式。基于过程层网络报文的特征和实际工况,分析了交换机风暴过滤功能及其不足对IEEE 1588同步性能的影响。搭建了智能变电站过程层三网合一硬件时钟性能测试平台,测试了虚拟局域网(VLAN)正常或失效时IEEE 1588同步受背景流量的影响。通过仿真分析了交换机风暴下同步偏差对相量测量单元(PMU)量测误差的影响。     

智能变电站装置网络流量处理模式及其测试研究

工业以太网技术和设备在智能变电站中的应用越来越广泛,以智能变电站智能终端为例,不仅装置的对外通信是基于以太网,而且装置内部CPU与FPGA、CPU与应用程序之间也都采用以太网通信,因此对以太网通信的可靠性要求更高,为了保证智能变电站通信的可靠性,结合智能终端装置通信功能设计的特点,分析了目前常见的智能终端通信设计方案,考虑到装置实际运行中通信遇到的各种异常工况,按照分层和分环节的思路,提出了新型的装置通信可靠性设计方案,提出了报文智能识别和报文分层过滤设计思路,并研究了通信测试方法。通过网络风暴测试和实际工程运行,充分验证了通信设计方案的正确性和可行性。     

智能变电站网络风暴的监测和过滤算法研究

为了消除智能变电站网络风暴对IED设备的影响,提出一种实时监测网络风暴并对风暴报文进行过滤的算法。分析了网络风暴监测和过滤算法的性能要求,通过对变电站网络通信报文的在线监视,利用报文的部分特征码作为第一重哈希对报文分类累积,再利用全部特征码作为第二重哈希判定并过滤风暴报文,同时计算风暴的强度、持续时间并告警。算例分析结果表明,该算法能够快速地检测出网络风暴,在网络风暴的情况下能保证正常报文100%通过,且过滤掉绝大多数风暴报文,证明了算法的正确性和有效性。     

智能变电站继电保护应对网络风暴的策略探讨

对变电站主要通信服务分类研究,根据服务要求和报文特点,通过变电站虚拟局域网的架构设计防范网络风暴的发生。采用通信报文的流量控制和报文过滤技术减少风暴出现后对运行保护的影响。以纵联差动保护为例,变电站网络风暴检测系统验证了采用上述措施后在注入不同风暴流量下,SV和GOOSE报文服务可不受影响。     

基于Markov模型与GO法的智能变电站继电保护系统实时可靠性分析

智能变电站的全站信息数字化为继电保护信息的实时采集提供了基础,但是智能变电站继电保护系统可靠性的分析还停留在滞后于实时运行状态的估算阶段。以智能变电站采集实时报文数据作为继电保护系统在线监测数据,研究了继电保护装置的实时可靠性。首先从智能变电站在线监测出发,对智能变电站报文进行分类,确定继电保护装置的状态划分。然后通过Markov模型对继电保护装置的可靠性进行分析,并根据多状态的特点,使用GO法对继电保护系统可靠性进行分析,实现了继电保护装置和系统的实时可靠性分析功能。最后以某变电站线路保护系统为算例,证明了该方法为智能变电站保护系统实时可靠性的分析提供了有效手段。     

网络风暴对智能变电站设备和系统的影响研究

智能变电站网络风暴直接影响着智能二次设备的正常通讯。通过分析智能变电站网络风暴的特点和产生原因,对网络风暴对站控层设备和系统、过程层设备的影响进行了测试,发现了网络流量、字节、报文类型等是网络风暴影响各类二次设备通讯的原因之一。针对网络风暴的影响,提出了在工程实际应用中抑制网络风暴的方法。     

智能变电站过程层网络风暴的分析与处理

智能变电站过程层网络的正常运行是变电站正常运行的必要保障,网络风暴会对站内网络信息传输及相关设备造成影响,进而对变电站正常运行造成危害。根据SV报文和GOOSE报文的结构,计算其在交换机中的传输速率,对网络风暴的形成机理进行了分析,并评估了SV报文网络风暴和GOOSE报文网络风暴对站内各装置造成的影响。以某变电站中发生的一次网络风暴为例,根据网络分析仪记录的全站报文以及交换机连接关系发现网络风暴,采用断开冗余链接或故障设备的处理方法,并提出了通过报文校验、虚拟局域网技术和生成树协议避免发生网络风暴的建议。     

基于常规采样的合并单元可靠性分析

针对智能变电站的二次系统架构与传统变电站存在差异,造成合并单元等设备的引入大大增加系统复杂程度、影响系统稳定运行的问题,采用相似预计方法对合并单元进行可靠性预计,得出年失效率为千分之一数量级的结论。分析合并单元的主要元器件故障模式及其产生的影响,结合智能变电站保护装置特点,从异常报文处置、保护逻辑处理方面提出了改进措施。     

三相并联有源滤波器输出滤波器设计方法研究

对三相并联有源滤波器的输出LRC低通滤波器进行了研究。根据瞬态电流跟踪指标要求,推导出并联APF输出电感的估算公式。在此基础上,详细介绍了LRC低通滤波器参数的设计方法。通过对整流负载补偿特性的仿真和实验分析,验证了该设计方法的可行性。采用该方法设计的输出滤波器,其补偿特性良好,补偿后的总谐波畸变率低,高频分量能够有效地被滤除。     

Quasi-passive filter for harmonic filtering

To overcome the limitations of conventional shunt passive filters, a quasi-passive filter has been proposed in this paper. It comprises of a parallel and series tuned LC tank circuit. Unlike the conventional shunt passive filter, the quasi-passive filter utilizes a large value ac capacitor. Unipolar dc capacitors and power semiconductor devices are used to realize the large value ac capacitor. The operation of the quasi-passive filter is simple and it does not require the complex control methods of active power filters. The proposed quasi-passive filter is verified through analysis and simulation.     

电能质量讲座第六讲电力滤波装置

有源和无源电力滤波装置是治理谐波的重要手段。从交流滤波装置的接线方式和滤波装置的原理、参数选择等方面对交流滤波装置进行了阐述,并简要介绍了有源滤波器的原理与发展。     

一类椭圆数字滤波器的全新设计方法

在各种滤波器中，椭圆滤波器具有其独特的优点，但设计过程相当繁杂，本文针对半带ＩＩＲ椭圆滤波器设计方法，提出对椭圆函数实施一种变换，使其能与契比雪夫多项式的某些性质相结合，得出一种极其简便的全新设计方法，其优点是初始值数据较少，设计步骤简练，计算量仅约为文献〔１〕的１／４，而精度与其相同。     

基于RLS自适应滤波算法的电力有源滤波器直流端电压控制方法

RLS自适应滤波器用于有源滤波器直流端电容电压的控制,克服了用LMS自适应滤波器收敛速度慢和稳态误差较大的缺点,同时对直流端电容电压的控制完全摒弃了传统的PI积分控制,解决了控制参数难以调节及对电路中其他参数的变化非常敏感的问题.稳态和暂态特性的仿真研究比较了两种自适应滤波算法对直流端电容电压的控制及对补偿后的主电流的影响,其中RLS自适应滤波器效果要好得多.     

一种LCCL滤波器及其在半桥电力有源滤波器中的应用

提出一种新型高阶电力滤波器,将其命名为LCCL滤波器。与传统的LCL滤波器相比,LCCL滤波器通过在网侧电感支路并联一个小电容,使网侧电感与并联电容在开关频率处发生并联谐振。谐振使LCCL滤波器网侧支路在开关频率处呈现无穷大的阻抗,相比LCL滤波器可以更好地抑制开关频率附近电网电流纹波,减小电网电流THD。与LLCL滤波器相比,LCCL滤波器具有较好的抑制参数变化的能力,在考虑电网内阻抗时,拥有更好的高频纹波抑制性能。同时,可以更容易地进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。LCCL滤波器作为电压源型逆变器(VSI)与电网的接口,可应用于PWM整流器、有源电力滤波器(APF)和通用电能质量控制器(UPQC)等多种场合。通过以半桥APF为例,讨论了LCCL滤波器的参数选择方法和控制器设计。最后,通过仿真和实验验证了LCCL滤波器的可行性。     

龙泉换流站谐波滤波器保护误动分析和改进建议

针对龙泉换流站3次交流滤波器在初次充电试验中因为低压元件保护动作跳闸的现象,分析了低压元件保护的基本原理,并根据现场测量的元件参数,计算了保护动作电流的大小.指出该保护的初始整定值过小的原因是没有考虑滤波器的初始失谐,以及保护内部没有对电容器参数随温度变化进行补偿.     

同步滤波器

本文所讨论的同步滤波器,是一种高Q值的脉冲控制式带通滤波器。其中心频率w_0=(2π/N)f_c,可以通过改变电子开关的驱动频率f_c来连续改变。这种滤波器的基本思路是将同步信号变成直流信号,将非同步信号或噪声信号变成频率更高的信号,由低通滤波器将同步信号完全响应而把非同步信号和噪声衰减到原幅值的10~(-x),x可任取1、2、3、4或更大。     

低通滤波器在串联型电力有源滤波器中的应用

分析了低通滤波器用于串联型电力有源滤波器时的特殊性，建立了分频段仿真的电路模型并且提出了分频段设计方法。利用该方法，为一台15kW样机设计的低通滤波器取得了较为满意的结果。为进一步消除开关纹波提出了在低通滤波器中引入陷波滤波器的改进方法。仿真和实验结果表明，加了陷波滤波器后，低通滤波器的滤波特性得到了很大改善。陷波滤波器的设计方法在文中也作了介绍。     

一种改进型谐波检测方法的LPF及仿真研究

根据瞬时无功功率理论基础,基于传统的ip-iq算法在谐波检测中其动态响应及精度上的不足,对其低通滤波器(LPF)进行改进,增加了平均值滤波算法。理论分析及Matlab仿真实验表明,改进后的谐波检测方法具有较快的动态响应与良好的检测精度,具有较高的应用与研究价值。