数字变电站的一起同步采样事故分析及变时间窗综合纠错对时方案

在对一起数字化变电站中同步采样问题引起主变保护跳闸事故分析的基础上,讨论了数字化变电站对时与采样同步问题风险点,分析了四种造成时间同步误差的原因,提出了一种具有较强纠错能力的变对时时间窗综合方案.该方案对合并单元可能存在的五种同步状态分别采取不同的处理措施,从而使该方案在保证合理对时窗宽大小的同时极大了减少了接收干扰信号的可能性.通过分析,所提措施可以有效地提高数字化变电站对时系统的抗干扰能力,提高保护装置的可靠性.     

一种不依赖MU同步的采样值网络传输方案

IEC 61850标准的组网采样值传输方案由于依赖统一同步网络,降低了数字化站可靠性。点对点采样值传输方案虽然解决了对同步源的依赖问题,但因二次接线复杂且损失了数据共享优势,降低了数字化站可维护性。本文采用不依赖MU同步的网络传输方案,通过特殊交换机记录网络传输延时并将延时反映在报文的特定字段中,实现了采样值的同步计算。经测试,该方案时间同步精度误差为ns级别,满足采样精度要求的同时具备了与传统组网方案相当的实时性。该方案不仅解决了跨间隔采样对同步源依赖的问题,提高了智能数字化系统的总体可靠性,并兼顾了数字化变电站运行维护方便的特征,因此在智能电网和数字化变电站的实际应用中具有很好的应用前景。     

数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨

阐述了电子式互感器在数字化变电站的应用,数字化变电站与传统常规变电站的不同.阐述了数字化变电站采样同步的问题,数字化变电站对采样时间同步的要求,数据的同步问题.对数字化变电站电压波动与闪变的检测应用进行了分析,对电压波动与闪变的检测仪器装置提出了相关的要求,需要仪器符合相关要求才能进行准确的测量分析,并且提出了对数字化变电站电压波动与闪变检测的问题与展望和思考.     

数字化变电站中采样值同步技术研究

认为采样值同步技术是实现数字化变电站过程总线通信的难点之一。阐述了基于外部源的硬接线同步和基于IEEE 1588的网络同步两种方案,指出方案实现的关键因素,从硬件设计、同步误差、冗余性和互操作性等方面对这两种方案进行了分析和比较。研究结果对数字化变电站中采样值同步设计具有参考意义。     

数字化变电站对时方法的研究

针对数字化变电站的结构特点,分析了其同步对时的要求以及存在的问题,提出了一种适用于数字化变电站的同步对时方案。该方案依据过程层设备、间隔层设备、变电站层设备的对时特点,分别采用了不同的具体对时方式,以满足各层设备的不同对时要求。在此基础上,提出了间隔层与过程层实现数据同步的方法。对时方案结构清晰,逻辑简单,便于在各智能电子设备中实现,可以有效实现数字化变电站的全站信息同步。     

合并单元采样同步的一种实现方法

结合数字化变电站工程应用现状对采样同步相关的问题、实现方法和应用需求进行了分析和总结。提出了基于路径延时法的合并单元采样同步实现方法,采用该方法设计的合并单元输出数据报文既包含采样计数值也包含采样额定延时时间。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

数字化变电站时间同步系统的探讨

IEC 61850中描述了过程层、间隔层、变电站层的数字化变电站结构,采用面向对象的思想对站内的数据采集、保护、控制、计量等功能进行划分,导致站内设备的时间同步要求发生改变。文章结合功能要求对数字化变电站设备的对时要求进行分析,根据设备的对时需求,提出基于SNTP的网络对时与基于秒脉冲的硬对时结合的对时系统结构。介绍SNTP网络对时在数字化变电站的数据交换以太网上实现的配置方法,对合并单元在秒脉冲校时条件下的采样控制方法进行分析,给出了数字化变电站全站同步系统实现的参考方案。     

智能变电站过程层网络同步对时方案优化

为解决网络采样模式下继电保护对时钟设备的依赖,分析了过程层直采直跳和网络采样模式下的同步原理,找出了网络采样模式下出现同步问题的原因,并提出了网络采样模式下时钟系统的改进方案。在主时钟系统架构方面提出了冗余配置方案;在时间调整机制方面提出了时间逐步调整方案;针对IEEE-1588对时技术提出了交换机边界时钟方案。通过实际工程的测试,验证了该方案在同步可靠性、同步精度和长时间运行误差方面均满足继电保护的要求。该同步方案的应用将提高网络采样模式下继电保护的独立性和可靠性,为过程层网络采样的同步系统提供了改进方案。     

数字化变电站与传统变电站间光纤纵差保护研究

在使用电子式互感器的数字化变电站和使用电磁式互感器的传统变电站之间,实现差动保护的关键是两侧电气量的同步。提出了解决该问题的具体方法：数字化变电站侧的保护装置实时跟踪间隔合并单元的采样频率,传统化站的保护装置实时跟踪数字化站侧的保护装置的采样频率,从而实现两侧电气量的同步。工程应用证明该方案完全可行。     

数字化变电站采样数据的同步方案研究

分析数字化变电站采样同步系统结构和采样值传输延时时序,探讨基于IEC 60044-7/8和IEC61850-9-1/2协议的数字化变电站内采样数据的同步方案.     

数字化变电站与传统变电站间光纤纵差保护研究

在使用电子式互感器的数字化变电站和使用电磁式互感器的传统变电站之间,实现差动保护的关键是两侧电气量的同步.提出了解决该问题的具体方法:数字化变电站侧的保护装置实时跟踪间隔合并单元的采样频率,传统化站的保护装置实时跟踪数字化站侧的保护装置的采样频率,从而实现两侧电气量的同步.工程应用证明该方案完全可行.     

采用FPGA实现合并单元同步采样的方案

为了提高数字化变电站模拟量采集的同步精度,提出一种利用现场可编程门阵列(FPGA)实现合并单元(MU)同步采样的方案。通过分析同步误差产生的原因,指出MU内部晶振误差是造成同步性能不确定的主要原因。根据MU同步采样的要求,将秒脉冲(PPS)接收和处理的过程分为2个功能模块:PPS的接收和等间隔采样,通过准确捕捉PPS脉冲沿和精确划分采样间隔来提高同步采样精度,并利用FPGA芯片的特点,对每个步骤分别进行补偿和处理,将其误差控制在一定的范围内。实验证明该方案能使MU同步精度达到1μs。     

数字化变电站继电保护适应性研究

结合国家电网仿真中心动态模拟实验室所进行的数字化变电站二次设备系统级、网络化动态模拟试验结果,分析了数字化变电站过程层的组网方案、继电保护装置的动作快速性问题、继电保护装置对多厂家多原理电子式互感器配合工作的适应性、继电保护装置对电子式互感器异常情况的适应性、电子式互感器采样同步方案、变电站间电流差动保护的数据同步问题,并提出了应对方案,最后提出了改进的数字化变电站系统级网络测试的动模试验方案。     

过程层采样网络同步域与再同步机制分析

根据某数字化变电站工程的数字化保护动模试验结果,就过程层采样网络同步域的划分和合并单元再同步机制问题进行了分析,提出了双时钟域方案和新的再同步机制,保证广域时钟源再同步或失去外部对时信号的过程中保护系统的可靠性.     

基于母线差动保护的电子式与电磁式互感器同步应用

变电站数字化建设过程中电磁式互感器仍在使用,文中介绍了数字化变电站改造过程中电磁式互感器接入方案.在母线差动保护的基础上,分析了电子式和电磁式互感器同时接入产生的误差原因,提出通过设置采样数据延时参数消除误差的方法,讨论了2种互感器的数据同步问题,提出了对收发时序控制逻辑的调整,解决了合并单元采样数据同步传输问题.结合...     

基于电压锁相网络化采样的母线保护研究

设计一种既具备结构简单、资源共享、扩展性好等优点,又不依赖于外部全局同步系统的采样值组网传输的母线保护,在数字化变电站的建设中具有十分重要的意义。介绍了数字化变电站母线保护的采样值传输系统,描述了基于绝对延时的点对点母线保护技术,提出了一种基于电压锁相的网络化母线保护方案。利用母线电压天然的同步性能特征,通过数字锁相环及采样重插值技术,消除网络化采样对同步信号的依赖性。测试表明,基于电压锁相的网络化母线保护采样同步性好,动作快速可靠,是数字化变电站母线保护的一种新思路。     

基于点对点技术的数字化变电站过程层通信方案

结合富村变电站的工程实践,介绍基于点对点技术的数字化变电站整体方案,详细论述基于点对点技术的过程层通信方案,重点研究数字化变电站过程层通信的2个关键技术（采样数据同步和GOOSE机制）,分析点对点技术在数字化变电站建设中的推广价值,认为点对点技术目前仍是采样值传输的最佳选择。     

谐波抑制装置中参考指令电流检测算法的研究

针对现有DFT（Discrete Fourier Transform,DFT）在非同步采样时存在的问题,提出了一种基于自适应同步抽样算法的滑窗迭代DFT谐波检测算法,该算法通过自动调整采样时间,可大大减小DFT在非同步采样时带来的计算误差。仿真结果表明该算法能实时有效地检测出负载电流中的谐波分量,并生成谐波参考指令电流作用于电力有源滤波器APF（Active Power Filter）,仿真同时也表明该算法具有很好的实时性、目标跟随性和抗干扰性。     

基于IEEE 1588标准的变电站同步网络的研究

介绍了国内现阶段数字化变电站时钟同步技术的应用,比较了现阶段变电站时钟同步技术的技术特点。针对新型数字化变电站高精度时钟同步指标要求,引入能达到亚微秒级对时精度的IEEE 1588时钟同步对时技术,阐述了IEEE1588时钟同步技术原理。基于IEEE1588时钟同步技术,讨论了数字化变电站站内对时网络的3种配置方法。分析了IEEE1588对时技术用于区域电网的局限性,综合全球定位系统（GPS）对时技术和IEEE1588技术提出了一种现阶段最优化的变电站同步时钟网络配置方案。