继电保护及故障信息管理系统的应用数据模型的构建

结合山东电力集团公司调度中心"继电保护与故障信息系统"的开发与应用实践经验, 根据继电保护专业管理的特点提出了一种继电保护及故障信息系统的数据模型,该模型借鉴了IEC61850和IEC61970这两个标准的结构体系并引用和扩展了其中的数据模型.根据这种模型设计的系统可与现有的EMS/SCADA、SAS等系统进行无缝互联,从根本上解决自动化信息的"孤岛"问题,切实提高电网安全运行的调度系统信息化、智能化水平.     

调度自动化系统与继电保护及故障信息系统统一数据模型的研究

针对电网调度中心的调度、集控、继电保护及故障信息系统存在参数配置重复和不完整、数据对象不统一等问题,提出对各系统建立统一数据模型的思路。通过分析继电保护及故障信息系统对数据模型的需求,提出基于IEC61850《变电站中的通信网及系统》和IEC61970《公用信息模型》的统一数据模型技术实现方案,并指出方案实施中需剞劂的关键技术问题。     

继电保护及故障信息系统通信模型研究

对于继电保护及故障信息系统的通信结构至今还没有系统化的解决方法，此外目前的继电保护及故障信息系统存在接入装置或采用的通信协议互不兼容、系统升级和维护成本高、开放性较差等问题。为此，文章提出了继电保护及故障信息系统的通信模型，提出了继电保护及故障信息系统的分层通信结构，规定了每层接口完成的功能。为支持主站的应用，提出了公共数据模型的概念，并将其分为一次系统公共信息模型和二次系统公共信息模型。对于站内数据通信，以IEC 61850为基础，提出了信息服务模型的概念并定义了其基本功能。     

“浙江电网IEC61850继电保护信息系统”通过项目技术鉴定

2010—10—10．“浙江电网IEC61850继电保护信息系统”项目通过了由中国电机工程学会组织的鉴定委员会的鉴定。该项目开发了基于IEC61850标准的继电保护信息系统。系统采用改进的IEC61850代理模型和基于站内装置拓扑判断的智能故障告警识别技术,解决了子站代理模型的映射问题,充分利用了全系统的资源,满足了服务可迁移性要求。该系统有效地提升了继电保护信息系统的实时性和完整性,成果整体技术达到了国际先进水平。     

统一故障信息平台系统的研究与开发

为实现故障信息在监(集)控中心的一致性共享、数据流的优化、参数的"一点维护"和应用功能的提升,在对目前继电保护及故障信息系统及信息流现状特点分析的基础上,综合继电保护及故障信息系统建设中存在的问题,基于IEC61970国际标准以及企业信息总线集成的一些先进理念,提出了构建统一故障信息平台系统的思路,并给出了具体的实现框架。统一故障信息平台通过继电保护及故障信息主站系统和调度自动化系统(SCADA)以及第三方开发的应用系统的标准化互联,实现静态参数、实时信息和图模的共享,避免了当前继电保护及故障信息系统维护量大,功能开发支撑不足的缺点。该系统是电力系统二次系统互联的一次重要尝试,为继电保护及故障信息系统建设,以及二次系统优化、整合提供了宝贵的经验。     

220 kV继电保护故障信息处理系统的设计

介绍了浙江省220 kV继电保护故障信息处理系统的设计方案。在省、地区、县3级调度部门建立数据中心，采用数据网为主、拨号为辅的数据传输方式，对各电压等级的变电站继电保护装置和录波装置进行联网、信息集成与远传，同时接入变电站自动化系统；变电站采用IEC 61850，103，Comtrade协议进行信息集成；调度中心端的通信中间件服务器与厂站端实现IEC 61850 XML信息交互；调度端组成继电保护专业信息系统，以IEC 61970 XML构建通用信息总线，与其他系统进行信息交互。     

数据源端维护技术在继电保护信息系统中的应用

针对数据源端维护技术对继电保护业务支撑不足的现状,提出继电保护信息系统实现模型及通信数据源端维护的方法。首先介绍了数据源端维护技术的概念和实现,分析了该技术应用于继电保护信息系统建模和通信尚存在的问题。针对主站公共信息模型(CIM)中继电保护信息模型过于简单,难以为继电保护业务提供数据支撑的问题,提出了在主站CIM中扩充继电保护信息模型的方法。针对继电保护信息系统主子站之间通信规约无法描述和传输模型,造成模型语义缺失的问题,提出了继电保护信息系统主子站之间采用IEC61850通信的解决方案。最后以继电保护故障分析应用为例,介绍了如何在主站CIM中扩充保护故障分析模型,以及主子站之间采用IEC61850通信碰到的一些问题及解决方法。     

基于 IEC 61850的广域继电保护通信建模

目前 IEC 61850标准未对广域继电保护通信模型进行描述,为此以区域主站集中式广域继电保护系统结构为研究对象,根据 IEC 61850标准层层包含的建模方法,给出了广域继电保护 IED 建模的一般步骤.然后,以220 kV数字化变电站和基于故障电压分布的广域继电保护算法为例,给出了遵循 IEC 61850标准的广域继电保护主站和子站的树型结构模型,以及主站与子站的消息流交互过程.最后建立了通信服务模型,包括:客户端/服务器传输模型、模拟值传输模型和开关量传输模型.构建该通信模型的根本目的是实现广域继电保护 IED 与数字化变电站内其他 IED 间的互操作性     

基于IEC 61850MMS的继电保护故障信息系统通信机的实现

最新正式颁布的IEC 61850规约势必在不久的将来成为电力系统中从变电站到调度中心之间主流的通信规约。文中研制的电网继电保护故障信息系统是国内第一次实现了以IEC 61850MMS作为主站与子站通信协议的电力自动化系统,并且已经在浙江省电力公司试运行。作为枢纽的协议通信机是该继电保护故障信息系统的关键部分。围绕协议通信机的实现论述了有关IEC 61850和MMS的概要知识以及两者对象之间的相互映射关系,介绍了协议通信机的整体框架,详细讨论了协议通讯机IEC 61850MMS编/解码模块以及多线程通讯模块的设计和实现。     

IEC 61850信息模型一致性的检验和控制方法

从继电保护故障信息系统的管理需求出发,针对继电保护等智能电子设备(IED)信息条目和语义缺乏统一的问题,提出一种以IEC61850信息模型为管理对象、采用信息语义理论和面向对象理论的IED信息模型一致性检验及控制的方法。该方法能够将语义字典的管理由静态行为转变为面向过程的动态管理,以实现二次系统信息语义的一致性,并使其发展及变化过程受控。     

基于IEC61850的变电站新型IED的研究

从与我国现有变电站自动化系统间隔层设备比较的角度出发,研究了变电站新型通信网络和系统协议IEC61850中的智能电子设备IED的模型,分析了IED在IEC61850体系结构中的作用与逻辑模型、数据对象模型、通信网络的性能和通信模式等工作机制,围绕变压器差动保护IED进行了功能模型、信息流、类等方面的设计,说明了新型IED的先进性和可行性。     

高压直流控制保护系统IEC 61850建模

直流换流站中一个物理设备（控制或保护系统）需要面向全站一次、二次设备;高压直流（HVDC）输电控制保护系统中存在很多特有的状态和控制方式。文中探讨了HVDC输电控制保护系统IEC 61850模型建立问题。建立的控制系统IEC 61850模型包括控制系统的事件、遥控、遥调、遥测和遥信。保护系统采用面向对象的IEC 61850建模方式,以各原理的保护为对象。文中建立了保护动作矩阵的IEC 61850模型,重点描述了逻辑节点类型和数据对象类的扩充。     

基于IEC61970标准的电力系统保护模型扩展方案研究与应用

针对电力系统中的保护建模,分析比较IEC 61970标准以及IEC 61850标准当中对于保护模型的建模方法。针对IEC 61970标准对于保护模型建模办法的不足之处,结合IEC 61850标准二次系统模型描述办法的优势,对于IEC 61970标准中保护模型进行扩展;对于保护系统当中诸多的保护功能,扩展保护模块类对于保护功能进行描述,可与IEC 61850标准中的逻辑节点相对应;对于保护量测,描述保护量测的建模办法以及建模位置,以保护模块作为保护量测的父资源;对于保护定值,增加两种量测类型加以描述,建模办     

IEC 870-5-103规约在牵引变电所自动化系统中的应用

本文着重讨论国际电工委员会IEC发布的IEC60870—5系列电力系统传输规约配套标准的一部分：IEC870—5—l03继电保护设备信息接口配套标准。首先介绍了l03规约遵循的传输规则,增强性能模式的理论参考模型,FTl．2帧格式,常用的若干种数据类型和问答过程等几个方面的内容。而后例举了l03规约在牵引变电所综合自动化系统中的实现方法,根据牵引变电所中的信息特点,采用通用分类服务完成了所要求的全部测量和控制功能,为相关的研究与工程人员理解和使用l03规约提供了一定的帮助。     

基于IEC61850的万能式断路器模型构建

信息建模是IEC61850标准的核心内容,该标准规定了变电站信息模型和建模方法.首先,对IEC61850标准的特点进行了简要介绍,研究了基于IEC61850标准的建模技术,对智能电子设备的数据模型进行了分析,通过对服务器、逻辑设备、逻辑节点以及数据对象的分析,详细说明了智能电子设备的建模方法.然后,以万能式断路器为例进行了建模,完整地描述了断路器的功能,对功能进行了分解,以保护功能为例完成了对逻辑设备的建模,并对瞬时过流保护逻辑节点PIOC以及包括的数据对象Oper进行了建模,分别对各类数据对象和数据属性进行了说明.     

基于5G及IEC61850的韧性配网故障信息智能传输技术研究

现有城市配电网,尤其是在负荷密集区域,具有大量的10 kV开关站。但是现有配电网系统缺乏对10 kV开关站设备的有效监管能力,严重阻碍城市韧性配电网的建设。为此,提出了基于5G及IEC61850的韧性配网故障信息智能传输技术方案。该方案通过基于态势感知的保护设备自动发现识别技术自动识别感知开关站内网络变化。通过基于IEC61850通信的二次设备自动配置接入技术自动发现并配置保护装置。通过基于IEC61850的面向对象的立体数据模型到扁平化数据模型的免配置转换技术快速准确地实现电网保护故障信息主站与子站之间的信息转换与共享。通过基于5G网络的高速实时业务传输技术实现信息的高速、实时、可靠传输。搭建系统测试环境对该技术方案进行测试并在试点站进行试运行。结果表明该技术方案能够按需及时获取设备实时运行状态和重要动作信息,实现了对10 kV开关站的有效监管。     

基于IEC61850的变电站自动化系统

IEC61850是新一代的变电站通信网络和系统标准,介绍了该标准的起源、体系、目标以及特点。分析了该标准的体系结构、逻辑与通讯模型、数据对象模型以及通信模式。围绕线路差动保护给出了功能模型、信息流、类等设计,说明了该标准的优越性和可行性。     

基于IEC61850的微电网过电流集中保护研究

过电流保护是电网采用的一种常规保护技术。为了面对存在不同运行模式的微电网,依赖于通信系统的集中保护研究受到人们的重视。将IEC61850标准扩展到微电网过电流集中保护系统中,首先研究过电流保护的结构和算法。接着,提出微电网通信系统的三层结构,对系统中的智能DG终端和智能继电器终端建立信息模型和信息交换模型,并将信息交换模型映射到特定的通信协议,从而构建了整个基于IEC61850标准的微电网过电流集中保护系统的通信体系。最后,通过模拟简单的微电网应用场景来进一步分析整个系统的信息交换过程。通过分析,基于IEC61850建模后的微电网过电流集中保护系统能实现系统的互操作和无缝集成。     

220 kV继电保护故障信息处理系统的设计

介绍了浙江省220kV继电保护故障信息处理系统的设计方案。在省、地区、县3级调度部门建立数据中心，采用数据网为主、拨号为辅的数据传输方式，对各电压等级的变电站继电保护装置和录波装置进行联网、信息集成与远传，同时接入变电站自动化系统；变电站采用IEC 61850，103，Comtrade协议进行信息集成；调度中心端的通信中间件服务器与厂站端实现IEC 61850 XML信息交互；调度端组成继电保护专业信息系统，以IEC 61970 XML构建通用信息总线，与其他系统进行信息交互。     

一种基于IEC61850的变电站智能电子设备的模型设计

在变电站新型通信网络和系统协议IEC61850的基础上,研究智能电子设备IED(Intelligent E lectron icDevice)的模型,以变压器差动保护为例,分析了IED在IEC61850中的体系结构、逻辑模型、信息流,设计了该IED的数据对象模型,阐述了采样测量数据基于发布/订阅方式的传输原理,给出了仿真试验说明该IED设计的先进性和可行性。