智能变电站过程层冗余组网模式及网络延时累加技术研究

当前智能变电站过程层采用双网架构,IED设备的处理器同时处理双网数据,存在处理器负荷高的问题。SV采用光纤直连传输方式、存在布线复杂、IED设备光口多、成本高、装置发热量大、信息共享困难及链路无法监视等各种问题。同时GOOSE采用网络传输方式,过程层网络与光纤直连方式并存,结构不清晰问题。针对高可靠性无缝冗余协议(High Reliablity Seamless Redundant Protocol,HSR)和并行冗余协议(Parallel Redundant Protocol,PRP)的智能变电站过程层组网进行了研究,并基于该组网基础上进行了HSR和PRP的延时累加技术研究及测试。该研究为将来在国内智能变电站进行推广应用此技术提供了坚实的理论分析和测试结果参考数据。     

面向智能变电站三网合一网络的PRP/HSR实现方案

分析了智能变电站站控层制造报文规范(MMS)网络、过程层面向通用对象的变电站事件(GOOSE)网络、过程层采样值(SV)网络三网合一的网络应用现状,针对目前三网合一网络应用中存在的通信实时性和可靠性的问题,提出了一种基于IEC62439-3并行冗余协议/高可用性无缝环网冗余(PRP/HSR)的智能变电站三网合一网络实现方案,总结了关键设备的研制要点。试验与测试结果验证了所提方案的可靠性。最后对基于HSR双向环网模式下实现分布式母差保护进行了应用设计与分析探讨。     

IEC62439 PRP冗余丢弃算法设计

智能变电站GOOSE、SV、MMS三网合一信息充分共享,双星型网架可靠性较高,相应电力装置需支持高效、健壮冗余丢弃算法。针对PRP推荐双窗口丢弃算法较复杂、乱序报文效率较低、时序考量不严谨、无设备重启等异常处理,总结了丢弃算法基本要求,分析了时序可靠丢弃、安全接收原则,提出基于节点对节点链路序列号状态HASH算法和固定单滑动窗口相结合的方法。详细分析起止点在与不在滑动窗口、接收序列号在窗口前中后情形,并给出算法伪码供借鉴使用。健壮性指出超过一定时限,序列号相同,报文内容未必相同;在同一个时限内,FCS(帧校验序列)完全一样,报文内容未必相同。本方法能快速准确判断丢弃接收重复报文,为智能变电站电力装置支持PRP/HSR奠定坚实算法基础。     

智能变电站高可靠无缝冗余环网性能测试平台的研究和实现

高可靠无缝冗余环网是智能变电站就地化保护实现的重要环节之一,其性能直接影响继电保护装置正常运行.针对普通网络测试设备无法进行环网性能评估的问题,本文根据高可靠无缝冗余环网的工作机制,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)和多核数字信号处理器(DSP)的硬件测试平台,通过分析吞吐量、时延、丢包率和错误帧监测的原理,确定测...     

智能变电站测控装置测试平台的实现及应用

智能变电站自动化系统中,测控装置测试平台作为信息数据采集、设备操作控制的设备,为实现系统的稳定安全运行工作打下了坚实基础。新型的智能变电站拥有多功能监控装置,集成间隔测控、非关口计量和同步相量测量等众多新兴功能,不仅实现了系统高度集成、结构布局合理的目标,更趋向经济节能环保、支撑调控一体化。从智能变电站测控装置的特点出发,深入剖析智能测控装置与传统测控装置的异同,通过构建测控装置测试仿真平台,模拟测试,对其关键技术问题进行分析与总结。     

保护测控一体化对智能变电站设计的影响

论述了常规变电站保护、测控装置的技术现状以及智能变电站保护测控一体化的技术,着重阐述了保护测控一体化对变电站一次设备及二次回路的影响,为智能变电站工程设计提供了借鉴.     

智能变电站二次设备整合方案探讨

根据智能变电站二次设备特点,分析了110kV保护测控一体化装置整合对安全可靠运行,以及对变电站技术指标和造价的影响,并论述了保护测控一体化应用的可行性。根据保护测控一体化装置与集成保护、集成测控的对比,提出了保护测控一体化整合的最优方案。     

几种智能变电站冗余通信协议分析比较

常用的快速生成协议(rapid spaning tree protocol,RSTP)等网络冗余协议无法达到零自愈时间的要求,IEC 61850:2010规定了2个新的冗余通信协议平衡冗余Dig(parallel redundancy protocol,PRP)和高可用性无缝冗余度(high-availability ...     

智能变电站线路保护测控装置的应用方案探析

在当代社会科技日新月异的背景引领下,智能变电站发展迅速,传统集中式变电站正逐渐被替代,因此目前智能化变电站发展潜力空前,对社会经济影响深远.随着通信技术发展,智能变电站技术升级改造提上日程.在实际应用中,线路保护测控装置起到基础保障作用,因此其建模、设计、应用等环节不容忽视.智能化变电站采取三层结构设计,应用期间可节省...     

新型变电站综合自动化的实现方案

结合安徽休宁县溪口 35kV开关站综合自动化系统 ,介绍基于WindowsNT平台 ,面向对象的组态软件FIX32为开发环境 ,配以美国进口SEL系列保护测控一体化装置实现变电站综合自动化的系统方案。并详细讨论了站内脉冲电度量的采集程序 ,SEL保护、EPM42 0智能仪表与FIX32系统的组态方法。     

牵引变电站数字化方案的设计与实现

研究了智能牵引变电站网络架构及组网方式,将智能牵引变电站划分为"三层两网"结构,给出站控层网络和过程层网络的2种不同网络架构方案。结合VX接线的牵引变电站间隔分布,讨论了网络架构中的重要组成部分之一网络冗余方案,对比国内外实现方案,给出了一种含并行冗余协议(PRP)的站控层双环网拓扑结构和含PRP冗余协议的过程层双星型拓扑结构,优化了常用的冗余方案。     

变电站综合自动化实施方案的分析

介绍了220kV及以上电压等级变电站实现综合自动化的方法,就变电站综合自动化系统的3种模式进行了对比分析,认为小室布置、部分微机操作适用于少人值守的模式是较为成熟的模式,值得目前推广。详细介绍了这种模式的系统结构和二次设备的配置方案,并阐述了其优缺点。     

基于虚拟设备驱动技术的变电站通信控制单元

讨论了利用虚拟设备驱动技术VxD(Virtual Device Driver)实现Windows平台下的通信控制单元软件。在Windows9x中VxD是与操作系统内核具有同等权限级别的程序，可以看作操作系统的组件，它能执行所有CPU指令并可直接对硬件、中断和文件系统进行物理访问。应用程序对系统硬件的访问实际上是同控制此硬件的VxD进行信息交换，VxD才是系统硬件的真正处理和控制者。在通信控制单元中采用VxD技术，能实现Windows下的实时中断控制和对硬件的实时处理。由于Windows的丰富的图形界面接口，可以编写善的图形界面，有利于现场调试和用户的日常维护。     

基于风险传递网络的智能变电站二次系统风险评估

风险评估是运行管理中一项重要的工作。作为保障变电站安全运行的二次系统,很有必要进行风险评估。从之前的研究中可以看出,变电站二次系统风险评估难点在于二次设备数量多,关系复杂,难以统筹考虑,二次设备对一次设备的影响作为主要风险难以量化。为此,提出了风险传递和网络理论相结合的方法。风险评估分为两个部分,一为自身风险评估采用网络理论求解,另一部分为对一次系统的影响,采用风险传递的方式求取。针对不同工作部门的需要,提出了一套风险指标体系。最后采用一个实际运行的智能变电站二次系统验证该方法的正确性。     

高压直流输电控制保护系统的冗余可靠性研究

依据可信计算系统的可靠性分析理论,结合直流输电工程应用情况,对高压直流输电控制和保护系统的冗余技术做了可靠性方面的研究。首先介绍了冗余技术的背景及在直流输电工程中对可靠性的要求,然后分析了主动冗余技术和被动冗余技术在直流输电控制和保护系统设计中的应用,最后对控制和保护装置的冗余配置原则做了阐述,并针对装置的冗余设计提供了一些实现参考,对工程应用和系统冗余设计具有重要意义。     

智能变电站过程层网络监测与故障定位系统设计与实现

针对现有的网络监测系统大都无法支持过程层网络拓扑结构和虚连接回路显示的问题,文中提出一种基于过程层交换机的网络监测在线系统。该系统包含主机监测系统和过程层交换机。主机监测系统通过解析变电站配置文件(SCD)获取预置的过程层网络拓扑结构和虚连接逻辑回路;过程层交换机的利用访问控制列表(ACL)规则捕获和解析一定的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文和取样值(SV)报文,获取连接在交换机的设备信息,从而使主机监测系统获得实际的过程层网络拓扑结构和虚连接物理回路。对比预置和实际的网络拓扑结构和虚连接回路,实现了对过程层网络的实时监测和故障定位。在实际应用中,该系统协助运维人员实时地监测网络运行状态和快速地定位故障,提高了电力系统自动化运维的管理水平。     

智能变电站兼具旁代功能的线路保护方案

针对目前旁代操作过程中,线路保护装置操作复杂,误操作风险较高,同时保护性能下降或退出使系统运行风险加大的难题,提出了一种适用于智能化变电站,兼具旁代功能的线路保护新方案。具体介绍了兼具旁代功能的线路保护的整体方案和判据、以及在智能变电站中的数字化实现方案。本方案节省了旁路保护装置,简化了旁代操作时线路保护装置的操作,解决了并列分流对线路保护的影响,避免了旁路时保护性能下降或退出,提高了系统运行的安全性。