基于IEC 61850的智能变电站通信网络的实时性分析

通信网络作为智能变电站的信息交互渠道,其性能优劣直接影响了智能变电站相关功能的可靠实现。基于IEC 61850通信规约,介绍了智能变电站对于通信网络的实时性要求。以D2-1型中等配电变电站作为研究案例,建立了完整的智能变电站通信网络模型,利用OPNET仿真软件,从不同报文的角度分析对比了三种通信网络拓扑的实时性。基于仿真结果提出了网络优化方案,有效提升了智能变电站的通信网络实时性。     

基于变电站GOOSE网络的OPNET与NS2仿真比较

在网络拓扑参数设置相同的情况下,通过网络仿真软件OPNET和NS2,定量地仿真分析了变电站GOOSE网络的网络流量和延迟等特性,得到了一致的仿真结果。分析了OPNET和NS2在仿真智能变电站通信网络的不足,为以后的电力系统通信网络性能分析系统研究提供借鉴。     

基于OPNET的智能变电站通信建模与组网研究

智能变电站通信组网方式决定了其通信性能,现阶段尚缺乏有效的智能变电站通信网络性能分析模型与手段,对此,基于OPNET软件平台搭建了适用于智能变电站网络性能分析的过程层、间隔层、站控层设备通信模型,并在此基础上,对智能变电站的组网方式开展研究。设置不同网络场景,通过对过程层网络与站控层网络分别组网方式以及采样值、通用面向对象的变电站事件、制造业信息规范网"三网合一"的方式进行仿真,获取不同组网方式的网络性能。仿真结果表明,两种组网方式均能适用于不同状态下的网络性能要求,能够应用于智能变电站的通信组网。     

电网企业参与分布式电力交易经济效益评估

为定量研究变电站过程层网络是否能满足继电保护等应用的高实时性要求,分析了IEC 61850所定义的过程层网络特定通信服务映射（SCSM）的概念及具体映射方式。基于OPNET仿真软件对过程层网络SCSM进行了建模,模型包含了SCSM中物理层和数据链路层的全部协议以及部分应用层协议,能够完整描述关键报文的通信行为,为定量分析变电站过程层网络实时性提供了一个有效的工具。针对影响智能变电站SV和GOOSE这两种关键报文实时性的主要因素,结合一中型变电站模型,应用含过程层SCSM模型的OPNET软件进行了实时性仿真,论证了采用SCSM能够满足过程层网络关键报文的实时性要求。     

变电站过程层网络特定通信服务映射（SCSM）及其对实时性的影响分析

为定量研究变电站过程层网络是否能满足继电保护等应用的高实时性要求,分析了IEC61850所定义的过程层网络特定通信服务映射(SCSM)的概念及具体映射方式。基于OPNET仿真软件对过程层网络SCSM进行了建模,模型包含了SCSM中物理层和数据链路层的全部协议以及部分应用层协议,能够完整描述关键报文的通信行为,为定量分析变电站过程层网络实时性提供了一个有效的工具。针对影响智能变电站SV和GOOSE这两种关键报文实时性的主要因素,结合一中型变电站模型,应用含过程层SCSM模型的OPNET软件进行了实时性仿真,论证了采用SCSM能够满足过程层网络关键报文的实时性要求。     

配电网广域保护控制通信网络建模与组网策略

网络化的广域保护控制是配电网发展的必然趋势,然而其工程化应用受通信网络实时性与可靠性的影响,现阶段尚缺乏定量化的配电网广域保护控制系统通信网络性能分析工具与研究方法,使得相关研究难以深入开展。从网络性能约束出发,基于OPNET仿真平台对实体设备进行自定义建模,并通过加载报文协议、设置网络优化策略搭建配电网广域保护控制系统仿真模型,并结合通信设备选型、网络拓扑以及优化调度策略设置不同仿真场景在不同网络层级下进行通信组网策略仿真研究,获得定量化的网络性能分析结果。基于OPNET的配电网广域保护控制系统通信网络性能分析与组网策略研究方法能为配电网广域保护控制系统通信组网的规划、设计与运行提供指导依据。     

基于OPNET的变电站端对端通信实时性仿真研究

首先介绍了OPNET网络仿真软件,在深入研究了变电站通信网络层次结构和通信数据流特点的基础上,利用OPNET建立了间隔层保护测控单元与变电站层监控设备及工程师站之间的数据通信仿真模型,具体研究了变电站保护测控信号端对端传输时延。通过分析得出了影响端对端通信实时性的主要因素;验证了高层协议对通信实时性具有重大影响;得出了考虑高层协议影响的变电站端对端通信实时性仍能够满足小于4m s要求的结论。     

智能变电站过程层网络关键对象建模与仿真

为满足智能变电站过程层网络及自动化应用系统的性能分析需求,提出了基于OPNET（optimized network engineering tools）的变电站过程层网络建模与仿真方法。基于变电站自动化系统应用需求,分析了实体设备、IEC 61850标准、调度策略和组网结构的建模要求,研究了变电站过程层网络关键对象的建模方法。结合220 kV典型变电站,构建了完整的变电站过程层网络性能分析模型,分析了正常运行和故障运行状态下的网络性能,为开展智能变电站过程层网络及其自动化系统的性能分析提供了研究工具。     

基于OPNET的变电站端对端通信实时性仿真研究

首先介绍了OPNET网络仿真软件,在深入研究了变电站通信网络层次结构和通信数据流特点的基础上,利用OPNET建立了间隔层保护测控单元与变电站层监控设备及工程师站之间的数据通信仿真模型,具体研究了变电站保护测控信号端对端传输时延.通过分析得出了影响端对端通信实时性的主要因素;验证了高层协议对通信实时性具有重大影响;得出了考虑高层协议影响的变电站端对端通信实时性仍能够满足小于4ms要求的结论.     

基于OPNET的智能化变电站通信网络实时性与时延确定度分析

随着我国电力技术的发展,调度自动化、变电站综合自动化等高科技手段应运而生,信息的快速、准确传输在电力系统生产、运行、检修中发挥着越来越重要的作用。但现在运行的综合自动化站自身存在的问题已同趋暴露出来,它将制约着电力工业的发展。而高速、可靠和开放的通信网络及完备的通信系统标准是数字化变电站实现的保障,特别是最新颁布的变电站通信网络与系统的国际标准IEC61850为智能化变电站和电力系统信息化提供了全面的建设规范。而OPNET的仿真建模为通信协议和路由算法的研究提供与真实网络相同的环境。其结果分析器为网络性能的分析提供了直观有效的工具。本文首先探讨了变电站自动化系统与智能化系统的发展,概述了IEC61850与OPNET的内涵特征,建立了基于OPNET的智能化变电站通信网络系统,最近进行了网络实时性与时延确定度的仿真分析,取得了比较好的效果。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。