基于EPON网络的智能变电站继电保护技术研究

相比传统电力通信网络,EPON网络能够更好地满足智能变电站通信系统要求,但是智能变电站过程层网络采用EPON技术也存在安全性、可靠性、实时性的问题,导致继电保护存在拒动的风险。针对上述问题提出了改进措施,并进行了基于EPON网络下继电保护功能的适应性研究。通过搭建基于EPON网络的智能变电站过程层继电保护动模测试平台,重点选取220 kV智能变电站的母线保护、变压器保护、线路保护为研究及测试对象,进行动模试验。试验结果表明,各类保护装置、合并单元及智能终端可通过EPON过程层通信网络实现设备间采样报文及跳闸报文的信号传输,保护装置动作性能未受影响。     

智能变电站继电保护SV及GOOSE输入自动测试方法

智能变电站继电保护测试目前采用手动配置测试项目、人工检查测试结果的方式,测试效率低下且容易出现人为错误。对此,提出了一种智能变电站继电保护GOOSE及SV输入自动测试方法,该方法以SV及GOOSE输入虚端子为参照物,自动建立被测保护装置所订阅的SV及GOOSE报文数据与MMS报文数据的对应关系,解析SCD文件自动获取所订阅的SV,GOOSE报文信息并模拟发送SV,GOOSE报文,读取被测装置的MMS报文以获取被测装置对SV,GOOSE报文的处理结果 ,自动判断测试结果并形成试验报告。该方法能够实现SV及GOOSE输入的全自动测试,有效提高智能变电站继电保护测试工作的效率及质量。     

基于网络报文分析装置的继电保护设备状态监测技术

智能变电站继电保护设备实现了采样数字化、信息共享化、控制网络化的特征,因而具备开展机电保护设备状态信息监测的可能。为了更加便捷更加智能的完成对继电保护状态的监测,分析和总结了实现状态监测需要考虑的问题及采用基于网络报文分析装置的监测方法的优缺点,提出了基于智能变电站网络报文分析装置的继电保护状态监测的实现方法,介绍了目前网络报文记录分析装置能够监测的信息,论证了该方法的可行性。     

智能变电站继电保护打印转换终端的研究

阐述了智能变电站继电保护装置打印功能的重要性,列举国网宁夏电力公司检修公司智能变电站保护小室继电保护装置打印方面存在的问题,即智能变电站继电保护小室内不同厂家的保护装置打印协议不一致,无法在继电保护小室内部署一台公用网络打印机进行打印工作。基于此,介绍了一种新型的智能变电站基于以太网的打印转换终端,通过该打印转换终端,转换不同厂家保护装置通过以太网IEC 61850规约发出的打印请求。在智能变电站每个继电保护小室安装一台与所有继电保护装置连接的打印转换终端,再通过打印转换终端所连接的公用网络针式打印机,完成本小室内各继电保护装置不同需求的打印任务,满足智能变电站日常检修的需要。     

面向继电保护系统级测试的缺陷自动定位方法

为提升智能变电站继电保护测试的效率,提高继电保护可靠性,提出了面向智能变电站继电保护系统级测试的缺陷自动定位方法。分析当前继电保护系统级测试的功能架构,阐述了方法的定位。建立了过程层网络的数据流模型,该数据流模型包括端口连接模型,报文发布模型和订阅模型。基于该模型提出了继电保护测试的缺陷定位方法,算例分析表明,缺陷定位方法能够将缺陷精确定位到故障端口及其相邻链路,帮助测试人员快速发现缺陷位置,提高继电保护系统测试效率继电保护系统可靠性有着重要意义。     

网络报文记录分析装置在智能变电站中的应用与展望

智能变电站发展迅速,网络报文记录分析装置应运而生。网络报文记录分析装置是智能变电站重要的二次辅助设备,在调试、运维、故障处理环节,均可以发挥重要的作用。通过分析网络报文记录分析装置软件硬件架构和工作原理,给出了其在智能变电站调试运维过程中的典型应用场景,展望了其技术发展趋势和前景,提升了装置在智能变电站中的使用范围、可用性和发展性,为智能变电站的稳定运行提供了进一步的保障。     

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。     

一起智能变电站110 kV线路保护拒动分析

正随着智能变电站的广泛推广和应用,运行中的智能站专用继电保护设备成倍增长。新的继电保护装置在给运行和二次检修人员带来便利的同时,也带来了一些新问题。下面结合一起220 kV智能变电站110 kV线路保护拒动造成主变保护后备保护越级动作     

合并单元装置级联网络风暴的防治

合并单元是智能变电站过程层网络中的关键设备,合并单元运行的稳定性对智能变电站的可靠运行至关重要。为了消除数据级联时网络风暴对合并单元的影响,提出了一种实时过滤级联网络风暴的方法。通过对级联风暴报文的特点进行分析,提出硬件过滤和软件过滤相结合的过滤方法实现合并单元级联时网络风暴的抑制。在硬件过滤上通过多重过滤与流控单元,实时有效控制风暴报文流入;在软件过滤上根据IEC 61850-9-2报文特点通过多重过滤算法,有效过滤风暴报文。通过网络风暴测试平台对上述方法进行了测试,有效验证了该方法的可靠性,提升了合并单元装置在智能变电站中运行的稳定性与可靠性。     

基于IEC 61850的数字化继电保护GOOSE功能测试

简述了IEC 61850标准中的通用变电站事件模型和继电保护装置的功能测试内容,介绍了一种数字化保护装置的测试系统搭建方案。该测试系统能够实现对GOOSE报文传输的跳闸命令进行解析和映射,可以向被测装置发出GOOSE报文模拟闭锁条件。利用该测试系统能够完成继电保护逻辑功能的测试,并且使用方便,性能可靠。     

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。     

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。     

智能变电站过程层数据共网可靠性研究

过程层网络化是智能变电站区别于传统变电站自动化系统的一个重要方面.在过程层采样值、GOOSE、IEEEI588三网合一的基础上,对过程层环网环境下的智能化变电站采样值、GOOSE报文的网络传输延时和保护整组动作时间进行测试,通过试验数据,全面分析网络环境下报文传输的可靠性,同时考查IEEE1588对时应用技术的可靠性.     

智能变电站通信网络阻塞故障及其防范措施分析

详细介绍了在110kV曾家冲智能变电站二次网络调试期间发生的一起网络阻塞故障及其处理情况,介绍了故障现场排查方法,分析了引发网络故障的诱因。外网设备的不当接入与内网设备网络机制配置对安全防范考虑不足是导致此次网络阻塞的主要原因。此次故障是由外网有害设备向站内网络发送广播攻击报文诱发,而内网智能组件网络响应机制失当又进一...     

基于报文解析的变电站过程层网络信息流异常保护方法

为了提高智能变电站过程层网络的通信可靠性,给出一种基于信息流的过程层网络设备异常保护方法。基于过程层网络信息流的特性分析,研究了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量,并提出了信息流异常的保护策略。进一步,基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控,给出过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法,实现了过程层网络信息流异常告警以及网络故障隔离,并启动备用装置对故障装置进行替换,实现了事故状态的恢复。在构建智能变电站网络通信系统保护监控体系方面进行了实质性的有效探索。     

智能变电站网络应用及测试技术研究

分析了智能变电站网络结构,重点阐述智能变电站网络系统中典型的应用技术。在此基础上,介绍基于智能变电站的网络测试关键技术,包括功能和性能测试、网络系统级测试、变电站现场测试,提出智能变电站网络测试应该模拟构建实际数据流,测试出整站实际的网络数据交换性能,为智能变电站的顺利安全稳定运行提供了有力的依据,也为整站未来升级和扩建奠定良好的网络基础。     

智能变电站保护功能自动校验研究

智能变电站架构及其功能分布的变化,使保护功能的监测及校验范围不再局限于单套装置,需要从系统的角度,对功能实现的各个环节进行周密监视及测试。为此对智能变电站保护功能自动校验进行了研究,设计了自动校验实现的方案。通过在智能变电站保护系统的设备应用软件实现中附加各种校验手段,对保护系统的各个功能实现环节进行校验及检测,利用基于证据理论的专家系统实时配置校验方案,并对校验信息进行实时分析,得出校验结论。该方案提升了智能变电站保护系统的自诊断、自监测能力,充分利用了智能变电站的数字化采集和信息交互优势,可应用于现场调试校验,部分功能也可以在运行中对保护进行在线监测。     

智能变电站建设方案分析

结合内蒙古在建的首座智能变电站—包头西500 kV变电站的设计方案,分析了目前国内智能变电站建设的普遍模式,介绍了智能变电站的系统配置和网络结构:智能变电站由站控层、间隔层和过程层及其相应的网络构成,全站在采用相同的数据规约(IEC 61850)下建立统一的数据平台,实现站内信息的共享;模拟量采集采用"常规互感器+合并单元"的模式;所有保护装置均直采直跳,站内交流及公用直流统一监控。同时指出了智能变电站建设中存在户外智能柜内的二次设备要经受高、低温考验、TA内部出现保护死区、需要熔接大量光纤等问题。