计及链路传输时延的智能变电站精准时间同步技术

鉴于监测电网稳定和保护控制需要,精确时钟同步在电力系统中的应用需求愈来愈迫切。针对智能变电站基于IEC 61588协议精确同步对时协议,介绍了对时系统和时钟源冗余配置策略,详细阐述了智能变电站精准时间同步原理,并提出基于对称链路与非对称链路时延假设条件下时间同步计算方法。仿真结果表明,基于IEC 61588协议的智能变电站时间同步算法在对称链路假设条件下有效,当考虑非对称链路时需修正原有算法才能获得较高精度的同步效果。     

智能变电站过程层时间同步方式研究

智能变电站过程层设备时间同步系统实现方案主要有IRIG-B码对时和IEC61588对时2种,对于采用何种对时方式目前存在较大争议。对国家电网公司、南方电网有限责任公司已投运智能变电站、数字变电站时间同步系统进行了研究,重点分析了IRIG-B码对时和IEC61588对时2种方式的性能指标、可靠性以及经济性,研究了IEC61588对时在智能变电站应用的可行性,通过对比分析确定智能变电站过程层时间同步方式的实施方案。     

基于VxWorks系统的GOOSE实现与可靠性分析

面向通用对象的变电站事件（GOOSE）模型是IEC 61850对数字化变电站的重要贡献,其出发点是变电站自动化功能的分布式实现。通过分析VxWorks操作系统内核的特点,提出了基于VxWorks的IEC 61850 GOOSE发布的实现方案。GOOSE发布任务基于VxWorks事件组,采用事件驱动方式处理GOOSE初始发送、变化发送、快速重发和周期重发。给出了各GOOSE发送控制块共享的高精度定时器的使能和关闭方法。分析了VxWorks网络重发的实现原理,提出了新添加GOOSE协议的重发送实现方式。     

基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术

介绍并分析了网络测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE1588,通过与目前应用广泛的网络时间协议(NTP)相比较,指出其高精度时钟同步实现机制的特殊性。针对IEC61850所定义的过程总线上采样值高精度同步要求,提出了一种基于IEEE1588的合并单元同步实现的新方案。在此方案中,利用现场可编程门阵列(FPGA)对IEEE1588同步报文时标生成点进行精确确定,IEEE1588同步协议的实现利用微控制器完成。     

基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术

介绍并分析了网络测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE 1588,通过与目前应用广泛的网络时间协议（NTP）相比较,指出其高精度时钟同步实现机制的特殊性。针对IEC 61850所定义的过程总线上采样值高精度同步要求,提出了一种基于IEEE 1588的合并单元同步实现的新方案。在此方案中,利用现场可编程门阵列(FPGA)对IEEE 1588同步报文时标生成点进行精确确定,IEEE 1588同步协议的实现利用微控制器完成。     

智能变电站时钟同步系统技术应用研究

介绍了目前智能变电站主要采用的脉冲对时、串口对时、SNTP、IRIG—B及IEC61588等对时技术。由于变电站结构配置不同,通常采用多种对时技术方式,分析了基于IEC61588的智能变电站时钟同步方案。针对智能变电站网络化对时系统技术特点及组网模式等进行分析,比较了传统变电站与智能变电站同步对时系统的优缺点。     

基于OPNET的SMV与GOOSE报文共网传输的数字化变电站技术研究与分析

介绍了现有数字化变电站的2种组网模式。分析了IEC 61850-9-1的采样值点对点传输方案以及IEC61850-9-2的采样值网络传输方案;提出了一种应用VLAN技术的IEC 61850-9-2采样值网络和GOOSE网络共网传输的方案,从技术,经济角度分析了其可行性;并对过程层的采样值,GOOSE数据报文进行了流量分析。结合某数字化变电站试点工程,采用OPNET仿真软件对共网传输中IED设备的端到端延时进行了仿真分析,结果表明采用VLAN技术的共网传输方案可行。     

智能变电站IEC 61588时间同步系统与安全评估

通过介绍智能变电站对时间同步需求和网络时间协议的技术特点、工作原理和组网方式,分析了目前网络时间同步系统在智能变电站应用中的优势与不足。对于IEC 61588网络时间同步系统在系统管理、产品设计和网络结构上存在的安全隐患,提出了一种基于智能变电站网络流量仿真技术的安全测评方法,并利用该方法进行了测评实例分析,保证了IEC 61588时间同步系统智能变电站的安全可靠运行。     

基于FPGA与ARM的智能合并单元设计

针对智能变电站信息数字化、功能集成化、结构紧凑化的要求,分析了IEC 60044-8、IEC 61850-9-1/2标准对合并单元的定义,在此基础上设计了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)与高级RISC微处理器(advanced RISC machines,ARM)的智能合并单元。辅处理器FPGA负责多路数据的同步接收,并集成逻辑判别机制软件实现母线的并列运行和切换;主处理器ARM负责FPGA的实时控制并将采样值按IEC 61850-9-2标准通过以太网发送,采用预配置采样值控制块实现采样值传输模型的灵活定义,避免了制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)映射的实现困难。试验结果表明了设计方法的可行性和正确性。     

基于DSP和交换芯片的智能终端通信模块设计

文章在分析数字化变电站对智能终端通信能力要求的基础上,提出一种基于ADSP-BF518处理器、FPGA和以太网交换芯片Marvell 88E6060的通信模块设计方案,以实现测控保护一体化智能终端与站内设备之间的高速通信。针对IEC61850标准变电站对智能终端通信网络的需求,分析了时钟同步、采样值和GOOSE信息的数据传输特征,完成智能终端通信模块硬件设计和底层驱动程序的开发,并引入嵌入式实时操作系统uC／OSlI,通过合理分配任务优先级和任务间调度。实现了lEEEl588时钟同步、IEC618509-2采样值和GOOSE报文的传输,验证了设计的可行性。     

继电保护信息与远动系统的集成

介绍了福建电网继电保护与远动系统集成的设计思路及实施方案,在投入较少的情况下有效地实现了多厂商互操作和信息资源共享.该方案基于现有变电站的通信资源并利用已有的远动网络通道和变电站内远动机.通过对远动规约和保护信息传输规约的研究分析,对IEC60870-5-104标准的应用层进行了扩展.在其中封装IEC60870-5-103的通用分类服务报文,有效地设计了适于保护信息在远动通道传输的规约,实现了远方对继电保护装置定值、压板等信息不停电状态下的整定和管理.     

数字化变电站采样值传输协议分析

数字化采样值传输在实际工程应用中主要有3种传输方案:基于FT3通信的IEC60044-8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2。从全站采样同步、可互操作性、数据共享、工程实施等方面分析了这3种通信技术的特点:基于FT3的IEC60044-8在数据同步方面具有优势,在互操作性、数据共享方面存在不足;IEC61850-9-1、IEC61850-9-2在数据同步方面有一定的局限性,但具有数据共享方面的优势;IEC61850-9-1在编、解码方面更有效率,但在工程配置上缺乏灵活性;IEC61850-9-2在模型映射、工程实施方面更具优势,而且能传输更多的采样通道状态信息,更好地体现了IEC61850的一致性。     

基于IEC 61850-9-2的合并单元研究

合并单元是一次电压/电流互感器设备与二次保护测控单元的关键接口,是变电站过程层数据数字化、共享化的核心单元.介绍了基于IEC 61850-9-2及UCAIug IEC61850-9-2LE的合并单元设计思路,讨论了合并单元的采样值组帧方法及其互操作问题,给出了合并单元的数据建模、时钟同步以及采样值传输的实现方法.对基于IEC61850-9-2LE的合并单元样机测试,实验数据表明该样机各项参数令人满意.     

网络化智能电机保护器的设计

介绍了国、内外电动机保护器的发展现状和趋势,叙述了网络化钾能电动机保护器的体系结构、各个功能模块的实现原理,以及相应的基于嵌入式系统的软、硬件设计.     

IEC61850标准下采样值传输规范9-1、9-2的对比和分析

IEC61850-9-1/2 是 IEC61850 标准中定义采样值传输的重要模型,深入了解 9-1 和 9-2 协议对研发符合 IEC61850 标准的变电站自动化系统具有重要意义.本文对 9-1 和 9-2 协议的内容和实现方式进行了详细介绍,从采样值信息传输的内容,通信方式、网络形式,SCSM 映射方式等方面对 9-1 和 9-2 进行了分析和比较,并对二者在实际工程中的应用进行比较,提出了自己的观点.对学习和掌握 IEC61850 标准和 IED 设备过程层总线通信设计有参考意义.     

高精度宽温度范围的数字化电子式电流互感器

介绍了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器（ECT）的测试原理,讨论了满足IEC61850-9-1标准要求的一种基于FPGA＆DSP的数字输出实现新方案。利用FPGA与DSP相互配合，完成了同步、多路数据接收处理以及以太网通讯的功能。ECT样机的型式试验表明，该系统在-40℃～＋40℃的宽温度范围内满足0.2级的准确度指标。     

IEC60870-5-104远动规约在铁路电力远动系统中的应用

介绍了国际电工委员会(1EC)制定的用于电力远动系统的基于TCP/IP的国际标准IEC60870-5-104远动规约,概述了IEC60870-5-104远动规约的网络参考模型、帧格式和通信方式,详细分析了规约中定时器部分的实现方法,以及本规约的具体实施过程.并结合规约在铁路电力远动系统上的应用,阐述了IEC60870-5-104在远动系统终端设备上的软件设计思路.最后分析了IEC60870-5-104远动规约在我国铁路电力系统上的应用现状,并对其未来应用前景进行了展望.     

IEC 60870-5-104远动规约在电网调度中的应用

文章阐述了国际电工委员会(IEC)制定的用于变电站自动化系统的基于TCP／IP的国际标准IEC 60870—5—104。详细介绍了IEC 60870—5—104的网络参考模型、帧格式结构和通信过程，结合电力系统的实践。提供了一种可行的软件设计方案。介绍了IEC 60870—5—104在目前电网调度中的应用状况，并分析了其在国内电网调度中广泛的应用前景，最后根据存在的问题，提出了一些有益的建议。     

基于IEC870-5-103规约的铁路配电所通信管理系统

针对铁路配电所中存在多个厂家产品同时运行的现场运行情况,设计了一种采用IEC870-5-103通信协议的中间通信管理系统,给出了系统的整体设计方案,重点讨论了IEC870-5-103规约在通信管理系统中的使用方法和对于现场实际问题的处理.     

一种遵循IEC 61850标准的合并单元同步的实现新方法

简要分析了电子式互感器和保护控制设备接口的相关国际标准,指出合并单元的设计是实档现此接口的关键因素.就遵循IEC 61850-9-1标准设计合并单元时所面临的同步问题,分析了需具体实现的功能,并提出了一种利用现场可编程逻辑门阵列器件解决的新方法.此方法在准确、可靠判断同步输入时钟脉冲上升沿后进行多路电流、电压同步采样,在同步输入时钟受到干扰或短时丢失时,可对其进行实时跟踪和判断,从而在输入时钟恢复正常后实现合并单元的快速同步.软件仿真和实验结果均证明了此方法的有效性.