电网调度自动化系统信息品质分析新方法及其应用

电网调度自动化信息交互涵盖变电站过程层、间隔层、站控层、变电站与调控主站之间、主站与主站之间等环节,各环节不同应用间的信息通信标准具有各自的信息品质码。完整地解读了IEC系列标准与国内电力行业标准关于信息品质的规定。从调控数据交互信息品质应用角度考虑,介绍了IEC 62361-2标准内容,梳理了IEC系列标准(IEC61850、IEC60870-5-104、IEC60870-6、IEC61970等)及国内电力行业标准(DL476)关于信息品质码的基本原理。结合智能电网调度控制系统对基础数据的应用,提出了数据交互合成信息品质处理原则,详细分析了调控数据交互过程中不同通信规约之间信息品质映射规则。最后基于信息品质应用创新性地提出了一种基于取代服务的调控信息验收核对方法。     

智能变电站与调度主站间模型/图形协调共享及无缝通信一体化建模方案

基于智能电网调度技术支持系统及智能变电站系统,从调度主站对变电站的功能需求出发,提出了智能变电站与调度主站一体化建模方案。该方案制定了切实可行的IEC61850模型到IEC 61970模型的转换规则;提出了基于统一数据模型的IEC 61850模型到IEC 61970模型的映射方法;通过模型拆分/合并技术、图形关键信息自转换技术等实现了调度主站与智能变电站的一体化建模;利用调度主站消息总线服务和制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)协议栈,在调度主站端实现了基于IEC61850协议的通信机制。     

基于IEC61850的继电保护与故障信息管理系统研究

针对继电保护与故障信息管理系统存在的与子站通信的智能装置通信规约杂乱、子站与主站及主站与主站之间的通信规约缺乏、建设中存在大量的协调与调试工作使得该系统不能产生应有的价值和效益等问题,提出将IEC61850标准扩展用于变电站外通信,并建成了兼容IEC61850标准的通信体系,规定无法兼容IEC61850的智能装置接入系统的规范化方法,提出统一的系统配置维护方法,实现了主站系统的免维护。实践证明,继电保护与故障信息管理系统技术体系和技术规范同时适用于传统变电站和数字化变电站,突破了困扰该系统大规模应用的技术瓶颈。     

分布式电源即插即用信息交互机制研究

随着分布式电源规模化应用,如何实现其自描述和互操作是即插即用信息交互技术的难点。根据IEC61850通信模型及规约映射,可建立分布式电源即插即用信息交互机制。该交互机制以终端层设备的信息建模与自描述配置为基础,通过对IEC61850及IEC61970/IEC61968拓扑模型的扩展来消除主站与终端模型间的异构问题;由异构模型映射与数据转换模块进行终端IEC61850信息与主站IEC61968消息的交互数据转换,形成主站层与终端层间的信息交互通路;建立由监控主站、配电终端、通信网络三部分组成的即插即用信息交互架构。设计含储能电站的配电网馈线算例,通过一致性测试验证终端自描述配置信息与主站信息交互机制的有效性。     

新疆电网继电保护故障信息处理系统的设计思路

随着新疆电网规模的不断扩大,网架结构日趋复杂,为了有效管理各种微机保护、故障录波器及其他智能电子设备（IED）产生的大量信息,在借鉴各网（省）公司已建继电保护故障信息处理系统建设和运行过程中所总结经验的基础上,提出新疆电网继电保护故障信息处理系统的设计思路。对系统总体结构、主（分）站及子站的结构和功能、主站双重冗余网络、子站规约转换的模式、子站无用信息的过滤和主站与子站之间的通信规约等进行了详细的论述。     

智能变电站中IEC60870-5-104到IEC61850的映射互通研究

IEC 60870-5-104是专门应用于电力系统的远动通信协议,IEC 61850协议是未来无缝远动通信体系的基础.为满足智能变电站和调度主站无缝通信的应用需求,现阶段研究IEC61850-5-101/104与IEC61850协议的无缝转换是十分必要的.比较了IEC60870-5和IEC61850 2种通信规约的特点,依据变电站通信功能的特点和61850的映射原则,分析了IEC60870-5-104到IEC61850相互映射的一般方法和大致流程,给出了相互映射关系表和SCL配置文件的生成过程.     

IEC61850与IEC61970信息共享研究

由于调度中心和变电站自动化系统各自遵循不同的标准体系,为了实现两者之间的信息共享,分析了IEC61970标准和IEC61850标准之间的差异,提出了IEC61850的SCL模型向IEC61970CIM模型的映射方法,采用G语言规范扩展SCL语法来绘制变电站自动化接线图,以及使用ACSI进行通信的实现方法。可以有效地实现数字化变电站和调度主站端电网模型、厂站接线图共享,并且进行无缝通信,实现了两者之间“一个通信协议”的目标。     

基于MQTT协议的配电物联网云边通信映射研究

配电物联网中存在维护困难、监测薄弱、设备互操作性差的问题。基于IEC 61850来规范智能电子设备(IED)的信息模型和和信息交换方法,可以实现设备的互联、互通、即插即用和数据的融合。分析了配电物联网云主站与边设备的通信场景及需求,研究了基于轻量级的MQTT(消息队列遥测传输)通信协议的IEC 61850抽象通信服务映射实现方法,建立了云主站与边设备信息交互的IEC 61850通信子集。搭建了测试平台,通过功能实验和性能实验验证了映射方法的可行性。基于MQTT的IEC 61850通信映射可实现配电物联网云边设备的互联互通。     

智能计量系统通信规约的研究与探讨

在AMI系统中,终端设备多样、组网方案复杂,对数据采集频率、通信带宽、数据传输安全可靠性、信息传输的实时性都有较高要求,需要选择一种能满足上述通信要求的标准通信规约。针对AMI系统特点,通过比较国内外计量仪表通信协议标准的特点,建议采用IEC 62056标准体系作为智能计量AMI系统的通信规约标准,保障系统建设的可行性、稳定性和可扩展性。     

基于储能站监控的PCS 微电网规约转换器研制

提出了一种基于可配置PCS微电网规约转换器的规约转换方案,完成了IEC 61850规约和私有规约的映射转换。给出了硬件和软件设计方案,研制的PCS微电网规约转换器通过GOOSE网络基于GOOSE服务发布采集状态信息和GOOSE服务接收指令,通过MMS网络完成和监控后台通信功能。试验结果表明,通过配置转换方案能够控制PCS装置,实现储能系统与电网系统的并离自动切换功能,完全满足智能化微电网基于IEC 61850的通信要求。     

非综自变电站改成基于IEC61850规约变电站改造方案

为适应智能电网的建设需要,对非综合自动化变电站建设建议全部改造成IEC61850规约变电站.变电站自动化系统只在站控层和间隔层实现基于IEC61850标准的系统;监控装置、远动装置、继保子站、测控装置、电压切换装置和低压裳置全部按新建变电站配置.自动化系统的站控层采用双以太网,采用IEC61850规约;保护通信予站采用单以太网,IEC61850规约;低压保护设备、测控装置、新上高/中压保护设备采用IEC61850规约,通过双网将数据上送监控装置.未改造的采用RS-485或以太网103通信的保护设备,由各制造厂家负责升级改造.根据目前非综自站的现状,指出应考虑改造顺序、网络设备、增加交/直流馈线柜等方面问题.     

智能变电站状态监测系统站内I0接口研究

智能变电站状态监测系统是智能电网建设的重要内容,其中智能变电站状态监测系统站内接口通信规范的研究成为热点问题。文章介绍了智能变电站状态监测系统及其站内接口概况,对站内通信协议栈、通信模型、功能与抽象通信服务接口、配置等方面的内容进行定义,研究并规定了变电站内各监测装置与综合监测单元数据传输规约的帧结构、报文内容结构、传输规则,并将研究内容应用于220 kV智能变电站中,取得良好的效果。     

IEC 61850标准作为变电站出站远动协议的可行性分析

叙述了建设一体化电网运行系统以及调度中心与变电站之间上下数据贯通的必要性,分析了上下贯通所面临的数据模型、图形(接线图)、传输协议、源端维护与订阅/发布等问题,提出了采用IEC 61850标准作为出站协议的基本原则、建模方法、服务实现细节,在基于IEC 61850标准的变电站出站协议的基础上叙述了IEC 61850标准与公共信息模型(CIM)之间的转换规则以及源端维护和订阅/发布的实现方法。     

基于DDS的光伏电站通信的实现方法

并入电网的光伏电站,对通信的可靠性和实时性有很高要求.IEC61850作为电力系统自动化领域唯一的全球通用标准,致力实现数字化变电站中不同厂商的设备之间的互操作,IEC61850标准只提供了抽象通信服务接口(abstract communication service interface,ACSI),没有定义具体的通讯协议的实现方法.提出引入(data distributions service)DDS规范来映射抽象通信服务接口的通信实现方案.根据IEC61850标准的信息模型和DDS规范的特点,设计出DDS规范与IEC61850标准中的抽象通信服务接口具体的映射方法,利用DDS规范基于发布/订阅的通信机制分发数据,同时利用DDS规范中的Qos策略,为光伏电站提供不同的实时性通信服务,以满足光伏电站的通信要求.     

代理服务器在智能变电站和调度主站无缝通信中的应用

讨论了智能变电站和调度主站无缝通信的应用需求,特别是IEC 61850和IEC 61970共享建模等相关要求,论述了采用代理服务器模式实现变电站端通信网关装置的必要性和可行性,介绍了代理服务器的软件功能和架构设计.该代理服务器综合考虑了IEC 61850和IEC 61970的工程应用背景,包括建模方法、配置方式、实时数据库、IEC 61850客户端、服务映射、访问安全控制、管理维护、硬件选型等方面内容,功能完备,配置灵活,维护简单,可作为以后智能变电站基本的前置通信装置,为智能电网异构系统间实现无缝连接提供技术支撑.     

基于IEC 61850 Ed 2.0的变电站与调度端保护信息通信方法

现有的基于IEC 61850第1版(Ed 1.0)标准的变电站与调度端之间保护信息通信规范缺乏明确的标准支撑,IEC 61850第2版(Ed 2.0)中IEC 61850-90-2研究了变电站与调度端间的通信,为保护信息的远传提供了理论依据。文中分析了基于IEC 61850Ed 1.0的继电保护信息出站现状及IEC 61850-90-2中对变电站信息出站的要求,并对通信方式和建模策略进行了对比和优选。研究表明:在IEC 61850Ed 2.0标准体系下,代理/网关的非透明间接访问方式和镜像建模更符合保护信息应用需求,同时现有的基于IEC 61850Ed 1.0保护信息出站通信规范增补相关服务及约定,即可符合IEC 61850Ed 2.0的要求。文中提出了符合IEC 61850-90-2的保护信息出站通信方案,并结合工程实践,论述了信息上送、日志服务等实现考虑。     

变电站IEC 61850第2版信息及服务模型探讨

IEC 61850第2版标准对变电站内应用新增和改进了很多内容。结合智能变电站工程应用需求,对第2版信息模型和通信服务模型的新增改进内容进行了深入分析,其中有些改进可以解决目前智能变电站工程实施中面临的问题,有些则有助于提升智能变电站的运维效率和管理水平。其次对智能变电站中重要的自动化功能包括控制、定值、GOOSE、跟踪服务等,提出了基于第2版信息模型和通信服务模型的工程应用方法,讨论了工程应用中应注意的问题。     

智能变电站安全稳定控制装置的内部通信设计

智能电网的发展和智能变电站的应用,对电网安全稳定控制装置的内部通信结构提出了更高要求.文章从稳控专业、智能变电站、广域稳控系统等需求出发,总结稳控装置需要在内部通信结构做出的改进;提出一种适用于稳控装置内部和装置间通信的标准通信结构.该结构的基础是一种集成链路层、传输层、网络层等多层协议,基于FPGA的IP核设;计,可灵活重用的通信模块.文章对应用此技术的稳控装置内部通信的方案、通信模块的技术和实现、实际的通信性能测试等方面进行阐述.工程应用的结果表明,该设计能够满足智能变电站对稳控装置的技术要求.     

基于CAN总线的智能断路器网络模型

针对智能电网对智能断路器通信功能的新要求,建立了三级网络模型。智能断路器通过CAN总线网络接入变电站主控制室,实现实时监控,并通过CAN-TCP/IP协议转换电路接入以太网,在电力调度中心实现＂四遥＂功能,并通过以太网,与发电、供电网络间进行双向通信。     

智能变电站的关键技术及应用实例

分析了智能电网的发展目标,介绍了智能变电站的功能和系统结构,整个智能变电站可分为过程层、间隔层、站控层以及网省的生产管理系统等部分。提出了建设智能变电站的几个关键技术:一次设备智能化、信息网络化以及在线监测。借鉴IEC61850中功能自由分配的概念,对变电站的各种功能进行了分析和合并,将智能变电站的过程层和间隔层合并为设备层,提出了一种面向未来,适应智能电网要求的智能变电站体系结构。