基于GMRP的变电站发布/订阅通信模型设计

针对变电站通信的实时性要求,基于组播注册协议(GARP multicast registration protocol,GMRP)设计了适用于电力系统的发布/订阅(publish/subscribe,P/S)通信模型,描述了模型中各模块的功能,并结合IEC 61850标准中面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文从系统配置、订阅和发布等方面对该模型的工作流程进行了详细阐述。结合实验数据对P/S模型的单播和广播方式进行了分析比较,指出基于GMRP的P/S通信模型不仅能满足变电站通信的网络时延要求,而且在系统数据流量大的情况下能增强实时性。     

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.     

基于实时数据分发服务的智能变电站IEC61850的实现方法

智能变电站是智能电网的重要环节,需要实时可靠的通信支持.IEC 61850作为智能变电站的通信标准,没有定义具体的通讯协议的实现方法,造成具体实现中面临映射多样化、非标准化以及实现复杂的问题.针对IEC 61850标准中的模型与常规的基于制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)映射的不足,以及基于客户机/服务器结构的中间件的紧耦合问题,提出一种新型完全基于发布/订阅(publish/subscribe)方式的数据分发服务规范(data distributions service,DDS)映射抽象通信服务接口(abstract communication service interface,ACSI)的新方法.DDS提供丰富的服务质量策略,适合对实时数据要求高的应用环境.采用符合DDS规范的中间件作为映射实现的工具,设计了具体的映射实例模型,并针对电力工程应用特点,得出IEC 61850实现工程应用的标准步骤.相对于其他的软件中间件(如CORBA-TAO)映射的方法,基于DDS的中间件提供了一个简便、快速、规范的实现.最后设计实现智能变电站实时通信仿真系统,并测试验证了所提方法的实时可靠性.     

基于B/S/C结构和IEC 61850 MMS的电网故障信息系统

以电网继电保护故障信息系统为例，提出主站(应用服务器 通信服务器 数据库服务器) 变电站子站基于浏览器／服务器／客户(B／S／C)结构和主站与子站基于IEC 61850制造报文规范(MMS)通信的整体实现模式，即主站由Web应用服务器、通信服务器、数据库服务器三者构成：通信服务器(MMS客户端)与子站(MMS虚拟制造设备服务器)以C／S结构实现IEC 61850 MMS通信，形成主站与子站的信息交互传输通道；主站Web应用服务器(客户端)与通信服务器(服务器)同时以C／S结构，形成主站浏览客户向子站的信息调用通道，或驻留程序发起的对子站信息的自动调用；Web应用服务器向主站的浏览客户提供包括数据库信息与子站信息调用等服务，同时对于子站自发的告警与故障信息，由通信服务器的Java报文服务(JMS)直接驱动，实现其在主站浏览客户界面上的实时动态显示，以满足实时性的要求；主站数据库服务器提供应用服务器、通信服务器以及通信服务器与子站通信等初始化的依据，同时实现必要的数据存储和服务。该系统已应用于浙江省电网继电保护故障信息系统。     

基于B/S/C结构和IEC 61850 MMS的电网故障信息系统

以电网继电保护故障信息系统为例，提出主站(应用服务器+通信服务器+数据库服务器)+变电站子站基于浏览器/服务器/客户（B/S/C）结构和主站与子站基于IEC 61850制造报文规范（MMS）通信的整体实现模式，即主站由Web应用服务器、通信服务器、数据库服务器三者构成：通信服务器（MMS客户端）与子站（MMS虚拟制造设备服务器）以C/S结构实现IEC 61850 MMS通信，形成主站与子站的信息交互传输通道；主站Web应用服务器（客户端）与通信服务器（服务器）同时以C/S结构，形成主站浏览客户向子站的信息调用通道，或驻留程序发起的对子站信息的自动调用；Web应用服务器向主站的浏览客户提供包括数据库信息与子站信息调用等服务，同时对于子站自发的告警与故障信息，由通信服务器的Java报文服务（JMS）直接驱动，实现其在主站浏览客户界面上的实时动态显示，以满足实时性的要求；主站数据库服务器提供应用服务器、通信服务器以及通信服务器与子站通信等初始化的依据，同时实现必要的数据存储和服务。该系统已应用于浙江省电网继电保护故障信息系统。     

保护运行监测评估系统的层次化通信模型及其性能评估

构建安全可靠且能够满足实时性要求的层次通信模型对于保护运行的在线监测评估系统至关重要。针对当前对保护运行评估系统的研究缺少满足实时性要求的通信网络的问题,建立了分层传输的通信模型。首先,参照保护控制体系设计了保护监测评估系统层次化通信架构,选取适当的子通信传输网络和主通信传输网络的接口类型和组网方式;然后,根据数据流传输类型确定通信系统数据流模型。最后,通过在OPNET中搭建实际系统的仿真模型验证了该模型的网络通信性能可满足数据传输对准确性、完整性和通信时延的要求。     

电网调度自动化前置子系统实时数据库的设计与实现

前置通信子系统是电网调度自动化系统的基础.分析了调度自动化诸多应用系统的数据通信和数据处理流程特点后,采用统一建模语言(UML),提出适用的前置通信模型.利用商用数据库管理系统(如 Oracle)定义和保存前置通信数据模型;第4代前置子系统实时数据库是在共享内存构建按地址(指针)直接访问数据的实时数据缓冲区,可以满足调度自动化诸多应用系统实时性和可靠性的要求;前置应用数据模型包含厂站、设备、协议、量测、注册5个包,每个包又由若干个类组成.论述了实时数据通信模型、实时数据缓冲区等的设计和实现.     

基于VxWorks的通信服务器实时多任务软件设计

为满足电力调度自动化系统对通信服务器高可靠性和强实时性的要求,提出基于嵌入式实时多任务操作系统VxWorks的通信服务器的软件方案。通信服务器的硬件基于嵌入式微处理器AT91RM9200芯片设计,软件主要实现通信规约转换和数据转发。软件系统结构采用双层客户机/服务器(C/S)结构,对下行通道,通信服务器是客户机,请求保护装置的数据,支持103规约;对上行通道,通信服务器是服务器,响应调度主站的数据请求,支持循环式数据传输规约(CDT)及101、104规约。其软件体系包括:系统初始化、系统配置、下行通道数据请求/处理、上行通道数据处理和数据库管理等模块。分析了数据流向及基于H.GEMMA原则的任务划分,确定了各任务的优先级,且任务可调用taskPrioritySet函数改变优先级。系统采用信号量和消息队列为通信机制,保证了系统的实时性,并给出了通信服务器主程序流程图。     

面向电力系统实时通信的MMS协议

分析了目前IEC61850系统中核心通信协议栈--制造报文规范(MMS)的应用现状与不足,给出了在TCP/IP之上实现MMS协议的2种方法,并对MMS底层协议栈、ASN.1编译器、BER编/解码器、MMS协议机与MMS应用程序接口等关键问题进行了深入探讨.为了满足基于IEC61850的电力系统实时通信的实际需要,对不需要的MMS服务与协议进行了适当的裁减.提出一种MMS+ISODE+RFC1006+TCP/IP+以太网+Windows 的实现方法,采用ISODE作为开发环境,RFC1006作为适配层,在Windows、TCP/IP协议栈和以太网上为MMS提供OSI服务,可以扩展IEC61850与MMS的应用范围.基于所述方法设计了IEC61850实验通信系统,实现遥测、遥信与遥控信息的实时传输,并以对断路器的遥控操作为例,给出了工业现场测试过程.测试结果表明所研发的MMS系统可以满足IEC61850的性能要求.     

数控系统以太网接口技术的设计与实验研究

以太网用于数控系统首先要解决的就是实时性问题,而实时性问题主要来源于冲突检测载波监听多点访问(CSMA/CD)机制。该文提出了一种基于集总帧,应用于环型拓扑结构的确定性通信系统。该系统实现了各节点的顺序、分时收发数据,有效地避免了通信过程中的冲突,减小了通信延时。经过实验验证,证明了设计的可行性和有效性,能够满足数控系统中确定性通信的要求。     

基于IEC 61850的MMS报文通信的研究

IEC 61850是国际电工委员会TC57制定的关于变电站自动化通信网络和系统的最新国际标准,当前主要采用制造报文规范作为应用层的具体通信协议,从根本上实现了智能电子设备间的互操作。文章首先介绍了MMS客户/服务器模型及其对象和服务模型,然后主要对MMS在基于TCP/IP的以太网的核心通信协议栈上的映射模型进行了分析,最后结合MMS Read报文示例详细解析了MMS实现IEC 61850通信的具体模式。     

基于IEC61850标准的智能配电终端建模

为了实现配电终端的即插即用,在分析配电终端功能的基础上,应用IEC61850建模的技术和方法,使用IEC61850提供的数据模型和逻辑节点,完成了对馈线终端(FTU)和配电变压器终端(TTU)的信息建模.对配电终端与主站、配电终端与配电终端之间的通信进行了分析,给出了可以使用的IEC61850的信息交换模型.分析了IE...     

基于MMS的ACSI基本信息模型获取方法

IEC 61850标准的主要目标是实现不同厂商设备之间的互操作性,IEC 61850基本信息模型的获取是进行IEC 61850深层次互操作试验的前提。分析了抽象通信服务接口（ACSI）提供的应用关联、目录、数据定义以及制造报文规范（MMS）提供的初始化与变量列表等服务,给出了ACSI与MMS获取服务之间的映射规则,提出了基于MMS的ACSI基本信息模型获取的实现方法。基于上述方法设计了由ACSI管理器、特定通信服务映射（SCSM）管理器、MMS协议机、ASN.1编/解码器与ACSI/MMS应用软件所构成的原型系统,通过了互操作与功能测试。     

主动配电网电能质量实时监测系统设计与实现

设计并实现了一套面向服务的浏览器/服务器(B/S)模式主动配电网电能质量实时监测系统,提供主动配电网逐层消纳分布式电源过程的电能质量实时监测功能,重点观测潮流方向变化对电能质量水平的影响。该系统基于IEC 61850标准建立电能质量信息模型,通过制造报文规范(MMS)将现场电能质量实时监测数据上传到主站解析并存入实时数据库;采用Silverlight技术对主动配电网主接线进行建模和绘制,客户端通过Windows通信基础(WCF)服务与服务器端通信,获取实时监测数据,并结合主接线图实现主动配电网电能质量全局实时监测功能,达到数据图形一体化展示效果。该系统在广东某地区主动配电网示范工程中正常运行使用,为主动配电网控制策略制定及电能质量问题分析治理提供了有效数据支持,证明了系统的可靠性和实用性。     

对基于TCP/IP的IEC61850特定通信服务映射MMS的分析与实现

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准,代表了变电站自动化的未来发展方向.制造报文规范MMS是IEC61850标准中特定通信服务映射SCSM的核心通信协议栈,本文将围绕基于TCP/IP的MMS协议集,介绍了MMS的对象模型及相关服务;为了实现IEC61850中应用的MMS特定协议集,开发的关键技术等.     

IEC 61850服务器端的开发应用和研究

IEC61850是关于电力企业自动化系统的通信网络和系统的国际通信标准,规定了基于制造报文规范的通信协议栈,使得协议很好地适应了通信技术的发展。MMS—EASELite是关于MMS及其底层通信的C语言源代码包,不仅实现了IEC61850的对象和服务与MMS对象和服务的映射．也实现了MMS与其底层的通信。对基于IEC61850的服务器端IED的配置文件的结构及其与MMS—EASELite相关的接口函数进行了详细地研究．并以实例分析了,CID和MMS—EASELite软件库对IEC61850服务器端IED设备配置的方法。     

面向多IEC 61850服务器仿真的雪崩测试优化研究

针对站控层主机、远动装置等IEC 61850客户端产品的功能和压力测试,如数百台设备的雪崩并发测试和制造报文规范（MMS）链路容量测试,搭建实际装置环境耗时耗力,只能采用软件仿真方式来实现。首先阐述了多装置的IEC 61850服务器仿真的原理与结构,另外在多IEC 61850服务器仿真系统中采用虚拟机技术和时间片轮转原理实现了雪崩测试模型的优化,可在数十毫秒内成功发送300台装置的1 200个报告服务。研究成果缩短了客户端测试环境的搭建时间,优化了雪崩并发测试的速率,可有效地验证客户端数据库和通信的实时处理能力。