使用XML实现变电站中IED的自动识别和远程配置

针对目前在变电站二次系统改造中出现的变电站自动化系统升级维护工作量大、成本高的情况，提出使用基于XML的配置文件对智能电子设备（IED）的配置进行描述，通过在系统端和站端传递配置文件对站端设备进行自动识别和远程配置的方法。对配置所涉及的一、二次模型进行统一建模，根据IEC 61850协议的变电站配置描述语言（SCL）和系统实际需要对配置文件所用语言进行了定义。文中还在调度端、通信网络、站端和与其他自动化系统互联以实现信息共享等方面对技术基础、成本等实现条件进行了简单分析。     

一体化电网运行智能系统的源端维护技术

详细介绍了一种源端维护技术,该技术是一种电力二次系统的模型数据共享技术,其在电力系统厂站端采用IEC 61850标准进行全站建模,对变电站的电网结构、一次设备、二次设备及一、二次设备关联关系进行建模,生成变电站配置描述(SCD)文件,并转换成IEC 61970公共信息模型(CIM)文件,然后由主站自动导入;厂站端还需提供接线图的可缩放矢量图形(SVG)模型给主站端;主站端可以向厂站端订阅需要监测的数据。通过上述过程,一个新建的或改造后的变电站(电厂)的二次信息可以免除传统的手工维护过程,同时模型、图形、数据可以在任何互联的一体化电网运行智能系统中共享。     

基于网络分析仪的智能变电站配置文件在线管控研究与应用

部分省电力公司建设了智能变电站配置文件运行管理系统,针对智能变电站系统配置描述文件（SCD）、智能装置实例配置文件（CID）、回路实例配置文件（CCD）、智能装置能力描述文件（ICD）等配置文件开展管控工作,但仍然存在管控配置文件与现场装置运行配置文件不一致问题。以网络分析仪在变电站实时运行及与全站二次设备可靠通信的特点,利用报文分析、服务解析、网络节点变化、校验码等手段,实时对装置运行配置文件与归档配置文件进行比对分析,实现配置文件从站端到调度端全方位立体化管控,实现了配置文件离线、在线多维度无缝隙管控,提升了智能变电站安全运行水平。     

厂站端与监控中心电网模型的纵向一体化研究

为实现电网模型的统一维护和一致性共享,提出了基于监控中心公共信息平台的“源端维护、全网共享”的纵向一体化概念,即变电站站端和监控(调度)中心之间的模型一体化.对于电网模型的描述涉及诸多环节和系统,而以变电站综自(子站)系统为模型源端,可以实现对电网的唯一描述和最优化的维护模式.文中阐述了实现变电站子站(或综自)系统与监控(或调度)中心之间模型和图形等信息的共享架构,此架构中共享的模型不仅包括一次电网模型、二次装置模型,还有变电站综自系统与监控(调度)主站通信所需的通信模型.本文提出的统一模型维护的架构也可满足智能变电站以及IEC61850变电站的发展需要.     

IEC61850变电站配置系统剖析

介绍了基于XML的SCL和它在变电站自动化系统中的应用,以及变电站自动化系统各种配置文件及配置过程。通过对一个简单变电站的SCL描述,分析了应用SCL的配置方法,并选择了能够实现SCL配置文件的XML-pad工具来说明变电站自动化系统的配置结构。该工具的应用可以提高SCL文件的编写效率,进而推动IEC61850新标准在电力系统的实际应用。     

基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统

提出基于SVG／XML／CIM的变电站自动化工程配置系统的设计与开发，即将可扩展矢量图形(SVG)作为变电站图形和完整配置信息封装为整体的信息载体，在子站侧提供基于SVG及公共信息模型(CIM)设计并封装了完整配置信息的变电站一次引导图、电网地理接线引导图的配置编辑系统，进行电网拓扑、变电站一次引导图、自动化系统(主站、子站、智能电子设备)、通信系统等配置。该编辑系统将与主站实现信息交互，通过Java RMI或简单对象访问协议(SOAP)将子站完成的配置信息远传至主站自动入库，实现了“子站侧图形配置、主站侧免维护”的开放式工程配置系统，并在实践中获得了应用。     

变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护

通过对变电站在线监测系统接口与功能规范的分析,提出从在线监测智能电子设备(IED)到站端监测单元与状态监测主站的一体化建模方法。针对变电站在线监测系统主要关注一次设备及其部件的实体信息的特点,采用公共信息模型的电力系统资源类和资产类,建立变电站在线监测系统的电网结构与一次设备模型,并给出站端监测单元与状态监测主站之间的模型共享实现方案,以减少建模的工作量,保障模型的一致性。以IEC 61850模型为基础,对状态监测数据接入规范进行扩展,建立在线监测IED与站端监测单元的设备参数与数据模型,并给出在线监测IED与站端监测单元之间数据映射的实现方法,以实现在线监测数据模型的源端维护。     

基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统

提出基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统的设计与开发，即将可扩展矢量图形(SVG)作为变电站图形和完整配置信息封装为整体的信息载体，在子站侧提供基于SVG及公共信息模型(CIM)设计并封装了完整配置信息的变电站一次引导图、电网地理接线引导图的配置编辑系统，进行电网拓扑、变电站一次引导图、自动化系统（主站、子站、智能电子设备）、通信系统等配置。该编辑系统将与主站实现信息交互，通过Java RMI或简单对象访问协议（SOAP）将子站完成的配置信息远传至主站自动入库，实现了“子站侧图形配置、主站侧免维护”的开放式工程配置系统，并在实践中获得了应用。     

变电站软件版本安全管控与溯源

目前,变电站自动化设备软件与配置没有经过严格的检测与验证也没有集中统一管理,给变电站自动化系统的安全运维带来了极大风险。通过对网省/地三级自动化运维管理系统体系架构设计解决设备软件等软件版本的集中统一管理、管控;基于数字认证技术与国密算法对变电站内设备软件进行数字签名、验证,实现软件版本完整与可追溯。其核心内容及创新点包括：通过设计一套网省/地三级自动化运维管理系统来实现变电站设备软件、配置文件的集中统一管理、管控;采用基于数字认证技术与国密算法实现设备软件、配置文件的逐级数字签名与验证,解决软件版本在各流程环节的完整性与可追溯性问题。     

智能变电站信息提取的研究与实现

变电站配置语言是基于可扩展语言（XML）的对变电站自动化系统及其结构进行统一描述的一种语言,受lEC61850规定的统一的schema文件约束。在智能变电站站中需要通过面向通用对象的变电站事件（GOOSE）和采样值（SMV）2种通信技术对智能电子设备中的数据集进行收发。文章在研究XML解析和变电站配置文件内部数据关联性的基础上。设计并实现了一种对变电站配置文件信息提取工具。该工具能够根据解析的结果重新构建动态链表将数据保存在内存中。同时自动生成工程所需的配置文件和CID文件。     

A service interruption free testing methodology for IEDs in IEC 61850-based substation automation systems

This paper presents a methodology for the testing of intelligent electronic devices (IEDs) in IEC 61850-based substation automation systems (SAS), without any service interruption to the end users, during the testing process. IEC 61850-based SAS provides opportunities for a new level of substation operation, enhancing operating efficiency, and protection reliability based on Ethernet-based communication networks. Due to these changes to the conventional substations, importance and dependency on IEDs is increasing rapidly. Frequency of faults occurring in the power systems is random in nature and is unpredictable. It is necessary to test and maintain the IEDs to ensure their proper operation at crucial times. This paper presents a novel methodology for testing the IEDs, without compromising the service reliability during the testing process. The proposed methodology exploits the inherit characteristics of IEC 61850 standard i.e. Network - based communication, interchangeability between multivendor IEDs, and engineering based on substation configuration language (SCL) files. The feasibility and robustness of the proposed method has been verified by performing several performance verification tests with different performance metrics.     

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。     

基于MAC地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别

为实现智能变电站网络拓扑可视化和网络故障快速定位,文中在常规交换机网络拓扑搜索方法的基础上,提出一种基于介质访问控制(MAC)地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别方法。该方法以MAC地址为外键匹配交换机MAC地址转发表、断面数据报文和智能变电站配置文件,实现了智能变电站交换机网络和智能电子设备的拓扑动态识别。在Linux平台上开发了软件工具,并在实验室模拟系统中验证了该方法的可行性。     

变电站调度交换设备远程集中维护方案研究

调度电话是保障电网调度指挥的重要手段,山东省电力公司站用调度交换设备分布在全省500kV变电站内。给调度交换设备的日常维护带来了很大困难,无法实时监测调度交换设备的运行状态,另外简单的维护及软件配置工作也需要到现场才能处理,调度交换设备的安全稳定运行难以得到保障。文章阐述了山东电力500kV变电站调度交换机、录音机等设备远程集中维护的组网建设和应用情况,提出了变电站调度交换设备远程集中维护方案,创新性地解决了远程维护问题,对调度交换网的建设和设备集中管理具有一定的借鉴意义。     

智能变电站配置描述模型多维度信息断面解耦技术

分析了目前智能变电站中变电站配置描述(SCD)文件应用中存在的主要问题,为实现SCD配置文件的简化应用和优化管控,提出SCD模型多维度信息断面解耦思路,探讨物理解耦和逻辑解耦两种方式,分别阐述了面向通信访问点、间隔和业务的3种SCD解耦方案;重点分析通过系统配置描述(SSD)模型实现智能电子设备(IED)按间隔自动分组方法和跨间隔配置管控方法,实现SCD文件解耦形成多个间隔配置视图或间隔配置文件(BCD)。通过合理设计模型数据的业务识别规则来实现SCD文件按自动化、保护、电能量等不同业务解耦和分业务视图管理。文中还分别详细探讨了上述3种SCD模型解耦方案的实现和应用方式,用于指导厂家系统配置工具中模型解耦功能的开发和工程实施。     

智能变电站的密钥管理方法

密钥管理是保障智能变电站信息网络安全的关键,其难点在保证密钥安全性基础上建立符合变电站实际的高效方法。针对变电站信息交换范围和关联程度,提出一种轻型化的分层密钥分配方法,以减轻密钥管理中所需的通信和运算负荷。根据控制中心、变电站和智能电子设备的运算和存储能力优化任务分配,详细介绍了密钥的生成、分配、更新与销毁等核心内容,并分析所需运算和通信开销以及各参与方的密钥保存数量。     

基于口令的变电站数据与通信安全认证

依据电力系统数据与通信安全标准IEC62351，研究既能满足认证安全需求，又能保证最小的计算和传输开销，基于口令的变电站数据与通信安全认证方法。比较了几种国际上先进的安全口令技术，分析了IEC61850标准中智能电子设备（IED）访问安全模型，提出采用安全远程口令（sRP）协议实现IED访问应用关联时的安全认证。最后，以变电站自动化IED间的身份鉴别为例，介绍了SRP协议的改进方法和具体的认证过程。研究结果对在变电站自动化系统中实施IEC62351标准具有参考意义。     

电力时间同步系统的建设方案

在对南方电网中多个大型电厂、变电站、调度中心等时间同步系统建设现状的详细调研基础上,总结了电力自动化应用系统对时间精度的要求,以及主要采用的时间同步技术、对时方式、对时过程,建设程度等,并分析了现有厂站时间同步系统建设中存在的一些问题,阐述了站内时间同步系统组成和各组成部分的性能要求及统一的对时方式,提出了在覆盖全地区/省电网的时间同步网还未建成的情况下,目前首要重任是建设好时间同步网的子系统———电网中各个电厂(站)的时间同步系统。以变电站时间同步系统的建设为例,提出了几种可行的站内时间同步系统的建设方案。     

变电站侧电网实时数据仓库建设的实现方法

归纳并分析了电网实时数据仓库建设过程中的3个核心问题,即电网实时数据仓库信息统一实现方式的确定、变电站内信息集成方式的选择以及变电站内信息集成平台的选择。提出在变电站侧采用嵌入式变电站智能信息采集与数据服务器(SIADS)信息收集平台,和各种智能设备(IED)或专业智能系统进行通信;采用IEC61850协议或IEC60870-103/104传输,在间隔级IED数据采集模块与上行数据服务信息之间采取隔离措施,实现电网实时数据中心与变电站间隔级IED操作的安全运行隔离。     

智能变电站智能终端私有配置文件错误导致保护异常动作问题的分析

随着智能变电站大规模的投入运行,运维人员的技术水平相对落后、配置文件管理水平差的弊病逐渐显露出来,这给电网的安全运行带来了安全隐患。通过智能变电站一起220 k V线路保护异常动作行为的分析,发现故障前缺陷处理过程中,导入错误工程备份配置文件,使得智能终端出口回路虚端子的配置发生错误,引发了保护的不正确动作。针对智能变电站配置文件的管理,提出较为合理的整改措施,为提升智能变电站核心配置文件的管理提供了较好的参考价值。