基于云计算的智能计量平台研发

针对智能计量业务需求,对目前计量自动化系统现状及存在的问题进行了说明,提出了一种基于云计算技术的智能计量自动化系统的解决方案。探讨了云计算在智能计量平台中应用的可行性和必要性,设计并实现了基于Hadoop框架的智能计量管理平台,并对平台的体系架构和关键技术进行了分析。方案采用云计算中的虚拟化技术对平台底层中多种异构软硬件资源进行整合管理,采用HDFS分布式文件系统和HBase分布式存储系统对电能数据进行高效的分布式存储管理,采用Map Reduce分布式编程框架实现用户业务的分布式并行处理与资源调度。目前,基于云计算的智能计量平台已进行实际应用,第三方测试结果表明,系统大部分功能均达到智能计量平台的要求。     

配电自动化终端自适应技术基础分析与研究应用

配电终端自适应具备的动态灵活性、模型架构稳定性、通信兼容性、批量化管理技术特征是当前配电自动化应用水平和运维管理效率提升的关键,也是未来构建开放互联生态的互操作平台支撑。在IEC61850提出的电力信息模型基础框架和通用服务映射架构体系基础上,开展设备描述、通信服务接口和协议解耦、识别发现和动态配置自适应基础分析与技术研究,提出配电自动化终端自我描述技术、自动注册技术、分布式馈线自动化拓扑自组网技术、终端批量化自动配置技术、多通信协议兼容技术及自适应互操作测试技术的应用与实践思路。     

XMPP和GOOSE在分布式馈线自动化中的应用

为实现分布式馈线自动化的智能终端间的互操作,保证终端的通信安全,文中提出了采用内置安全的可扩展消息和在线表示协议(XMPP)与基于用户数据报协议(UDP)的通用面向对象变电站事件(GOOSE)结合的IEC 61850通信映射方案。该方案使用基于哈希获取随机子集(HORS)一次性签名的安全防护方案以保证GOOSE报文的通信安全。在配电终端上使用该方案开发了基于代理式的分布式馈线自动化(FA)测试系统。测试结果说明,该方案能够满足速动型分布式FA要求。     

基于IEC61850的分布式能源智能监控终端通信模型

随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重,大规模发展基于可再生能源的分布式发电技术已是必然趋势。分布式能源主要通过微电网接入配电网。配电终端是配电自动化系统中基本的底层控制单元,传统配电终端已不能满足含微电网的新型配电网的监控需求。为了适应微电网接入对配电网的影响,需要将传统配电终端升级改造为基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端。分析了微电网分层监控架构在通信系统方面对分布式能源智能监控终端提出的新需求,在传统配电终端的IEC 61850信息模型中引入了IEC 61850-7-420中定义的分布式能源控制领域的相关逻辑设备和逻辑节点,给出了基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端的信息模型及信息交互模型。在信息快速有效交互的基础上,基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端能够实现包括微电网模式平滑切换在内的多种微电网高级控制策略。     

虚实结合的馈线自动化系统测试平台设计

馈线自动化的实现模式有多种,不可能在真实配电网上进行实验验证。因此,需要设计馈线自动化系统测试平台来对馈线自动化系统进行测试。分析了配电网的仿真需求,采用RTDS搭建配电网模型并对故障进行模拟。提出了利用虚拟配电终端系统来模拟一组配电终端的运行。在虚拟配电终端系统结构设计中提出了基于CIM的拓扑分析技术来解决虚拟配电终端系统对内及对外的数据关联问题。提出了采用虚拟交换技术来解决多个虚拟终端共享一个网口进行数据交换的问题。在上述技术基础上,设计了一套由RTDS、虚拟配电终端系统、真实配电终端和主站系统组成的馈线自动化系统测试平台。最后在平台上进行测试实验,验证了该测试平台的有效性。     

集约型配电自动化终端网络化检测技术研究

传统的配电网馈线监控终端测试装置集约化、自动化及网络化程度低,测量过程需繁琐的人工操作,存在误差高、工作效率低等缺点。鉴于此,从集约化、自动化及网络化出发,分别采用基于多机双模分布式协同控制的配电网络化检测技术、多Agent双核协作控制的智能集成检测技术和多态虚量注入的全自动托管检测技术,研发出新型馈线监控终端综合测试平台,实现测试全过程的智能控制、分析、测量、记录和一键式报表输出等功能,并利用Delphi语言设计出可视化人机交互界面。最后以ZYF30B环网柜监控终端为例介绍平台的实际应用。结果表明,平台具有运行稳定、工作效率高和人机界面良好等优点。     

可扩展消息和在线表示协议在分布式馈线自动化中的应用

基于配电终端之间对等数据交换的分布式馈线自动化在应用过程中需要有规范的通信服务及必要的安全防护。研究了可扩展消息和在线表示协议(XMPP)应用于分布式馈线自动化系统的IEC 61850通信映射方法。XMPP的加密传输机制保证了分布式馈线自动化测控信息的安全,通过试验平台测试了该方法的传输性能,配电终端之间的传输延时可满足缓动型分布式馈线自动化要求。     

分布式仪器终端和虚拟仪器技术集成的智能测量分析控制系统

提出了一种基于无人值守变电站的智能测控分析系统,系统通过采用一个主机+多测试终端的分布式智能仪器测试分析新模式,对工业现场多个终端实现不间断的数据采集,及时侦测、分析、预测故障并通知相关人员处理,避免重大事故的发生,从而为整个系统的高效、安全运行提供数据支持和理论分析,整个系统具有良好的网络拓扑结构和较低的实现成本,该分布式测试系统新模式将在工业控制的生产过程智能化、自动化和网络化发挥重要作用。     

一种智能分布式终端单体逻辑调试方法∗

智能分布式馈线自动化可快速隔离故障,缩短用户停电时间,有效提高供电可靠性,但由于终端诊断逻辑 比较复杂,且需要终端间快速通信及互操作,通常需要多台终端组网进行调试,调试复杂,停电时间长.对此研究一 种调试方法,实现终端逻辑调试及GOOSE通信调试分开.该方法利用一个独立的通信模块实现终端间GOOSE通信, 通过通信模块模拟相邻终端向调试终端发送智能分布式信息,配合终端电气量注入,模拟终端智能分布式场景.由 此,智能分布式整组调试转换为多个终端的单体逻辑调试,调试灵活方便,易于解决现有的智能分布式方案中存在的 调试复杂的问题,无需停电,单个终端调试时间可缩减至1h.     

基于RTLAB的配电网智能分布式自愈控制系统测试技术

面对可靠性提升的迫切需求，智能分布式自愈控制系统作为配电网的重要“免疫系统”将逐渐广泛应用，针对功能测试和入网检测的需求将日益增长。通过在实验室搭建真实的配电测试系统的方式，虽然能够保证测试的准确性，但存在可测试网架单一、造价贵、效率低和有潜在危险的缺点。基于半实物硬件在环实时仿真的技术思路，提出了一种基于RTLAB的智能分布式自愈控制系统测试技术，可根据需要更改配电网的网架结构及运行方式。以双环网为例，对实际的自愈终端进行联调测试，实现了自愈控制系统在故障处置和自愈能力方面的测试验证，验证了所提技术方法的有效性和实用性。所提技术方法可方便地将智能分布式自愈终端等设备部署安装到各类网架结构的配电网现场，针对其故障自愈功能进行有效检测，从而提升配电设备可靠性和配电自动化水平。     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

基于5G通信智能分布式馈线自动化应用

近年来,配电自动化技术应用取得了长足进步,覆盖范围不断扩大。但智能分布式馈线自动化等先进自动化技术,仍然受到光纤通信的制约。5G通信技术拥有更加安全可靠、高速率、低延时、广覆盖、海量连接等特点,为配电自动化发展提供了新思路。针对5G通信技术应用于智能分布式配电自动化进行了详细论证,并搭建了实验台,对5G通信条件下的自动化终端通信延迟、动作反应时间及稳定性进行了验证,并与集中型馈线自动化进行比较分析,实现了配网故障快速处理过程由分钟级提升至毫秒级,具有十分广阔的应用前景。     

基于IEC 61850的配电自动化终端建模与测试需求研究*

IEC 61850标准具备良好的可扩展性以及面向对象的自描述特点,将成为未来电网通信领域发展主流。随着配电网关注度的不断提升,配电自动化系统需要得到进一步升级。文章基于IEC 61850标准对配电自动化终端建模需求进行分析,完成配电自动化终端完整性建模描述;并根据配网自动化终端差异性对不同类型终端进行实例化的建模描述,重点围绕配电自动化终端分布式功能展开建模。进一步地,研究了面向配网自动化终端兼容IEC 61850规约的一致性、互操作性测试需求,研究规约测试内容与测试扩展项。最后通过实验室仿真,验证建模方法正确性与所提测试需求的合理性。文章研究将为IEC 61850标准在配电自动化系统中的推广应用提供重要的理论基础。     

主动配电网智能控制终端自适应保护整定研究

配网自动化系统是主动配电网实现自愈控制的关键,而配电终端为其核心设备。在集中式配网自动化系统中FTU只有监测和控制功能,主站与终端间配合过于依赖通信网络,一旦通信网络异常就难以实现配电网故障隔离和恢复供电。文章结合智能分布式配网自动化技术设计了一种适用于主动配电网系统的配电智能终端,在原有FTU监测、控制功能的基础上,增加线路保护功能,就地实现故障隔离及恢复供电。文中针对主动配电网的特点,提出了改进差动保护方案和自适应整定策略,并通过MATLAB/Simulink仿真建模验证了该终端的工作效果,对智能分布式配网自动化系统的研究具有重要的指导意义。     

基于IEC61850国际标准的配电自动化系统应用研究

IEC 61850国际标准是TC57工作组针对变电站自动化数据传输和数据交换作出的全面规范,为设备的“即插即用”和各厂家的智能电子设备间的互操作创造了条件,其同样可以通过扩展应用于配电自动化系统.立足于杭州市电力局配电自动化的实际,对基于IEC 61850的配电自动化系统进行了研究,主要给出了基于IEC 61850通信网络与系统和配电自动化及相关应用系统的集成两部分解决方案,为未来建设基于国际标准的配电自动化系统打下了基础.     

基于无线通信的智能分布式馈线自动化技术

由于智能分布式馈线自动化(FA)的对等式通信对通信介质有着严苛的要求,目前主要采用基于以太网无源光网络(EPON)或工业以太网技术的光纤通信方式。该通信方式需要铺设费用昂贵的光缆通道,因此难以适用于老城区或旧线路改造区域。文中通过研究智能分布式FA故障处理过程和无线通信情况下智能分布式FA的自适应性,提出基于4G/5G无线通信的智能分布式FA技术。针对通信过程中可能出现通信中断、通信延时与丢包、通信多包等异常情况,采用应用层协议控制与故障处理流程相结合的方法,实现终端之间通信时间指标与FA过程的严密配合,完成无线通信情况下的分布式故障处理。通过模拟多场景测试和现场应用情况,表明文中算法能够适应不同的无线通信条件并准确完成故障隔离与非故障区域的恢复,验证了文中基于无线通信的智能分布式FA技术的有效性。     

分层备用保护型馈线自动化技术研究

将后备分层保护技术特点引入智能分布式馈线自动化系统,提出一种新型的分层备用保护型馈线自动化算法。根据配电网络拓扑结构及供电方向定义每回线配电终端的区域属性和层级属性,同时采用组播传输方式实现智能分布式FA通信,最终实现故障快速隔离与非故障区域恢复。经过RTDS仿真验证及现场验证表明,该方法可快速完成故障处理,当终端通信故障或下级开关动作失效时,上级开关自动动作,在减少故障处理时间的同时,提高了分布式馈线自动化系统的可靠性。     

基于GOOSE的综合型智能分布式馈线自动化方案

在配网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA目前相对是一种最为快速的就地型馈线自动化方案,但是配电网网架复杂多变,FA方案也需要有较好的适用性。提出了一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,详细阐述了该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复以及工程配置模型等全过程。从试验检测到实际运用证明了该方案具有良好的适应性。     

基于IEC 61850的配网成套开关状态监测系统研制

为提高配网自动化资产管理水平,针对配网成套开关,研制出一种基于IEC 61850的状态监测系统。系统由就地传感器网络、状态监测IED(智能电子设备Intelligent Electronic Device,以下简称IED)、状态监测诊断系统组成,对配电成套开关设备的机械特性、热特性、绝缘特性进行监测、分析和诊断。状态监测系统遵循IEC 61850第二版状态监测逻辑节点建模,对内、对外通信采用IEC 61850标准通信服务,做到与配网自动化系统无缝结合,可与配电自动化终端(Distribution Terminal Unit,DTU)、配网自动化信息互动。实际工程应用效果表明,监测系统是有效和实用的,可对配网设备提出维护建议,极大减轻维护人员的负担,为配网馈线自动化、自愈功能提供一次设备状态信息,从而加快智能配电网建设。     

配电终端自动化测试系统的设计与实现

为了提高配电终端的自动化测试效率以及远程测试数据的系统化管理能力,设计了一套配电终端自动化测试系统。该系统包括管控平台和配电终端自动化测试仪(以下简称"测试仪")。其中,管控平台实现了测试标准的统一化及测试数据的自动分析;测试仪实现了配电终端的全自动化检测及测试数据收集与上传。该系统的开发与设计,大大提高了配电终端集成测试和自动化测试水平,有效降低了检测成本和人力成本。该系统在配电终端的现场自动化测试方面具有较高的应用价值。