数字化变电站继电保护系统过程总线结构研究

阐述了4种典型的基于IEC61850过程总线结构的数字化变电站继电保护系统结构,研究了不同过程总线结构的优缺点及其适用范围.以星形结构为例分析了功能整合对系统可用性的影响,指出引入适当的功能整合可提高系统可用性.总结分析了4家主要设备制造商对基于过程总线的数字化变电站继电保护系统应用的实现方案.评述了其优点及不足之处.介绍了基于IEC61850过程总线的数字化变电站保护系统性能项目研究,实验室测试验证了MiCOM系列保护IED在IEC61850过程总线结构下运行的兼容性和可靠性.针对实现数字化变电站的核心部件合并单元,提出了2种基于计算机的合并单元互操作性测试方案.     

变电站数字化改造策略及过程层设备接入方案

介绍了数字化变电站的技术特征和系统结构,并对常规综合自动化变电站数字化改造的策略及过程层设备的接入方案进行了分析。     

110kV数字化变电站通信系统解决方案

介绍了110 kV数字化变电站的特点,从数字化变电站通信要求出发,分析了适合110 kV数字化变电站的组网方案。经过对比分析各种组网结构和通信技术的优缺点,为满足结构上的功能冗余和网络容错、信息数据传输的实时和安全性等方面要求,提出了一种综合多种网络技术的数字化变电站系统结构。     

数字化变电站过程层组网方案

在介绍数字化变电站系统基本结构和组网方案的基础上,通过对报文传输的测试,提出数字化变电站过程层组网方案.星形结构在运行维护、传输时间等多方面优于总线型、环形结构,宜采用双星形结构构建过程层网络.在不同的交换机数据传输流量下对采样值和保护跳闸命令2类最重要的报文传输进了测试,结果表明:交换机数据流量大时,会造成采样值变化...     

新型数字化变电站分布式母线保护

针对基于IEC61850通信标准的数字化变电站,提出一种分散计算并就地控制的新型母线保护方案。根据数字化变电站技术特征,构建了无主站分布式母线保护整体结构;分析了采样值报文和GOOSE信息的数据传输特征,基于以太网技术设计了联系过程层设备和间隔层保护装置的过程总线;利用非传统电流互感器无饱和的优点,将瞬时值电流差动保护原理应用到分布式母线保护计算中。分析表明所提方案结构简单、可靠性高、切实可行。     

基于点对点技术的数字化变电站工程实践

数字化变电站是变电站的信息采集、传输、处理输出过程全部数字化,理想的数字化变电站应基于IEC61850协议构建,采用光学或电学电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备,实现站控层、间隔层、过程层之间完全网络化信息交换.论述了不同模式的数字化变电站的特点及系统结构,给出了系统逻辑图.结合某电站的工程实践详细叙述了基于点对点技术的数字化变电站实施方案(设计原则、设备配置、过程层通信等),重点研究了数字化变电站的2个关键问题:采样数据同步和通用面向对象的变电站事件GOOSE(Ge-neric Object Oriented Substation Eyent)机制.并指出数字化变电站及工程实践要考虑过程层网络方案、故障录波的实现及计量系统等问题.     

数字化变电站中采样值同步技术研究

认为采样值同步技术是实现数字化变电站过程总线通信的难点之一。阐述了基于外部源的硬接线同步和基于IEEE 1588的网络同步两种方案,指出方案实现的关键因素,从硬件设计、同步误差、冗余性和互操作性等方面对这两种方案进行了分析和比较。研究结果对数字化变电站中采样值同步设计具有参考意义。     

基于IEC61850功能分层的母线保护方案研究

介绍了数字化变电站的发展趋势及现代通信技术标准IEC61850 的分层结构,在此基础上对过程层通信总线的解决办法进行了分析,形成了几种符合IEC61850 标准的母线保护方案,通过各种方案的对比,提出了一种理想的解决办法,该方案充分利用了CAN 总线的通信特点,可以使多个CPU 并行工作,有效的解决了基于IEC61850 过程层实现母线保护装置过程中遇到的技术难题,对母线保护的技术发展有一定的参考意义.     

数字化变电站过程层组网技术的探讨

介绍了数字化变电站的过程层总线方式、网络拓扑结构和组网方案及过程层网络传输采样测量值(sampled measured value,SMV)数据和面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation events,GOOSE)跳闸命令的传输机制,对常用的几种组网方案的优劣性进行...     

分阶段实现数字化变电站系统的工程方案

IEC 61850标准解决了不同厂家智能电子设备（IED）间的互操作问题，符合IEC 61850标准的数字化变电站则简化了变电站一次设备和二次设备的设计，但过程层和间隔层的通信技术及智能化一次设备尚不成熟。文中列举并分析了数字化变电站实施所面临的若干问题，针对现阶段的实际情况，提出分阶段实现数字化变电站系统的工程方案，以及过程层网络系统通信方案。     

基于过程总线的母线保护通信体系结构

合理地设计变电站过程层网络的拓扑结构,最大程度地实现信息共享,并保证各种保护、控制系统的可靠性,是数字化变电站发展所面临的一个重要问题。介绍了过程总线的相关技术,分析了采样值（SAV）报文和面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文发布者/订阅者通信模式的2种具体实现方式,提出了3种基于不同过程总线的母线保护通信体系结构,并利用OPNET Modeler软件进行了仿真分析。仿真结果表明了所提出的通信结构的可行性,通过比较分析得出了各种通信结构的适用范围,对过程层通信网络的设计具有一定的参考价值。     

基于CAN总线的变电站综合自动化系统通讯网络设计

针对变电站综合自动化系统间隔层装置多、大量的智能单元装置需要通过网络相互通信的现状，设计了一种高可靠性、高实时性的变电站自动化系统的CAN总线通信网络。 给出了间隔层、站控层网络通讯接口的硬件电路设计及软件流程图。该设计可为变电站自动化系统提供一个快速、稳定可靠的通信网络。     

变电站自动化系统无缝通信体系的研究及实现

在对变电站自动化系统无缝通信体系的研究时, 首先对无缝通信体系标准协议的选择进行分析,建立过程网络的概念, 从而提出当前和未来的变电站自动化系统PNA 结构, 在这些技术基础上, 建立变电站自动化系统的无缝通信系统。     

基于信息物理接口矩阵的IEC61850变电站自动化系统可靠性分析

随着电力系统通信控制网络和物理设备网络交互的加深,基于信息物理融合发展的变电站自动化系统的综合可靠性问题亟待研究。以IEC61850实际变电站自动化系统为例,基于变电站主接线建立其信息物理融合框架,在该框架下将信息层保护元件对物理层主要设备的影响进行分类,提出用信息物理接口矩阵表征故障传播类别的概率。考虑信息层的影响,建立变电站自动化系统可靠性分析方法,以实际变电站为算例进行了可靠性计算分析,验证了所提方法的正确性。结合算例进一步分析可靠性指标,结果表明信息层故障将明显增大系统的故障损失,而对系统连锁故障风险的影响相对较小。针对信息传输延时进行灵敏度分析,结果表明负荷点期望缺供电力的变化幅度随过程总线传输延迟率的增加而显著提升。     

基于RTDS的数字化变电站过程层配置方案仿真

针对数字化变电站过程层的特点,利用RTDS研究了其配置方案的可行性。分析了过程层网络的基本总线结构以及以太网交换机的选择条件,研究了适用于RTDS的模拟SV和GOOSE报文发送的GTNET板卡的组网方法,组建了基于RTDS的某220kV数字化变电站的过程层网络,给出了合并单元配置以及GOOSE配置的具体方法,设计了网络测试仪与模拟过程层网络的连接方案,并对SV和GOOSE报文传输时延和丢帧率进行了测试。实验表明,利用RTDS能够对数字化变电站过程层配置方案选择和投运测试提供理论支持和技术参考。     

数字化变电站中信息处理及网络信息安全分析

通信网络是数字化变电站的重要组成部分,尤其过程总线取代传统的硬接线,使得网络系统从二次延伸到了一次,大幅度增加了网络规模和网络流量;过程总线上传输的信息绝大多数要求有严格的实时性和高度的可靠性,因此,信息安全问题是威胁变电站安全、稳定、经济、优质运行的重大问题,需要引起足够重视。介绍了信息需求分类、信息合并等提高信息实时性的方法,提出将信息加密技术、防火墙技术、mobile agent、安全管理技术和虚拟专网(VPN)技术等网络安全技术应用于数字化变电站,并分析了具体应用方案及效果。     

变电站智能化改造的过程层设备平滑接入方案研究

提出一种应用于传统变电站智能化改造中的过程层设备平滑接入方案,分别从系统结构、通讯组网方案、功能配置以及内部数据的交互协同模式等多角度对该系统设备进行研究。在系统硬件设计的基础上,对信号数据流进行分析说明。为了满足大容量数据的接入,实现集成采集与控制,对SV、GOOSE的发送进行对应的硬件设计;并以该硬件系统构架为基础,建立数据总线、IO总线、校时总线以及管理总线等多层次的总线结构。该方案可以实现大容量数据接入与控制的同时满足变电站智能化改造过程中的平滑切换接入。     

数字化变电站的保护配置方案和应用

研究了数字化变电站间隔层和过程层的配置,提出了一种110 kV数字化站的保护配置和应用方案,配置了双重化的变压器保护和母差保护等.然后从可靠性、成本等多方面出发,提出了另外一种应用方案,该方案采用了继电保护就地化的思路,包括主变后备保护在高低压侧的就地化,并且单重化配置;取消了完全母差保护,采用了集成到馈线保护等的不完...     

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。     

变电站自动化系统设计分析——面向电力市场基于现场总线技术

为保证变电站自动化系统监控主站的可靠性,文章提出将中央处理器的负载水平作为衡量其可靠性的重要指标,并在详细分析的基础上,给出了监控主站的信息资源平衡方法。文章还在介绍现场总线所具有的全数字化通信、分散控制、开放互连等优点的基础上,从现场工程实践出发,提出了电力市场环境对厂站自动化系统的技术要求,分析了现有厂站自动化系统的不足,提出了一种面向电力市场基于现场总线技术的变电站自动化系统方案,期望能妥善解决好目前厂站自动化系统相对封闭、功能重复、资金浪费、难于扩充和信息资源分布不平衡等问题。