数字化变电站通信冗余实施方案的改进及可靠性分析

网络体系结构的冗余设计对提高数字化变电站系统可靠性有重要意义。从变电站自动化系统整体出发,分析了现阶段基于IEC61850数字化变电站的典型冗余结构,提出了可行的改进方案,集中备用改进模式和交叉备用改进模式。对各种冗余方案进行了实时性分析和经济性比较,并用故障树分析法进行可靠性定量评估。研究结果表明,改进方案在实时性和经济性上优于目前应用的典型方案,且不以牺牲系统可靠性为代价,有较高的应用前景,对于建设高效、可靠、经济的数字化变电站有一定意义。     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点.现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统.介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法.该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统.利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数.利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算.结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求.     

数字化变电站系统最优可靠性分配方法

分析了数字化变电站系统的最优可靠性分配问题,提出了一套面向工程应用的系统优化方案。以花费最小分配法为基础,引入可行性-成本模型建立非线性规划,并使用广义既约梯度法求解。得到最优可行解后,对等效冗余系数最高的元件增加冗余,实现对系统可靠度贡献最大、成本最省的冗余配置策略。为验证上述方法的有效性,对典型110 kV数字化变电站主变间隔的保护系统进行了可靠性分配计算,并设计了工程上易于实现的冗余配置方案。     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点。现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统。介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法。该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统。利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数。利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算。结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求。     

现阶段的数字化变电站网络架构设计

数字化变电站是常规变电站的发展方向,网络架构作为数字化变电站的核心内容应对其进行深入研究.文中分别从功能结构和物理结构两方面对数字化变电站的基本网络进行分析,指出可行方案.以实际建设的数字化变电站为对象,分析了网络流量并提出了合适的网络带宽;结合常规保护装置的配置原则,提出了一种较为合适的网络冗余方案,并给出了实际典型间隔的网络架构图.最后提出了简单可行的虚拟局域网划分方法.为现阶段提供了一种实用的网络架构方案,为数字化变电站的大规模应用打下了坚实基础.     

数字化变电站保护系统可靠性新措施及仿真

传统的微机继电保护系统通过设备双重化配置来提高可靠性,这种方案并没有充分利用变电站内的各种保护信息,且在一定程度上造成了投资浪费.文章以基于IEC 61850标准以及电子式互感器的新型数字化变电站通信网络为基础,提出了解决保护装置失效和数字互感器失效的新型可靠性技术方案,分别是共享备用保护单元和软后备信号流切换;并依据IEC61850标准确立了两种方案的逻辑节点和逻辑结构.通过分析多播应用关联(multicast application association,MCAA)模型与双边应用关联(two party application association,TPAA)模型的优缺点,确立了逻辑节点间的天联模型,并选择面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation events,GOOSE)快速报文作为主要通信格式.通过OPNET网络仿真得到了两种可靠性方案的投切时间,证明了两种方案的可行性.     

数字化变电站GOOSE网络设计研究

介绍GOOSE通信机制,从物理层与数据链路层、网络结构、交换机配置方案三方面阐述数字化变电站GOOSE网络结构的设计,比较分析星型结构下的2种GOOSE网络结构冗余方式,提出提高数字化变电站GOOSE网络可靠性的措施及各电压等级变电站GOOSE网络推荐方案。     

基于PRP和HSR技术的数字化变电站设计

为满足数字化变电站对于可靠性和经济性的基本设计要求。提出了一个数字化变电站实用设计方案,并介绍了其全站通信网络、配置方法和对装置的具体要求。该方案采用了基于并行冗余协议（parallel redundancy protocol, PRP）和高可用性无缝环网结构（high availability seamless ring, HSR）的冗余通信技术,并使用了从系统到装置的一站式配置工具。提出的设计方案不仅能满足数字化变电站可靠性、经济性的要求,而且具有较好的可维护性和可扩展性。     

基于PRP和HSR技术的数字化变电站设计（英文）

为满足数字化变电站对于可靠性和经济性的基本设计要求。提出了一个数字化变电站实用设计方案,并介绍了其全站通信网络、配置方法和对装置的具体要求。该方案采用了基于并行冗余协议(parallel redundancy protocol,PRP)和高可用性无缝环网结构(high-availability seamless ring,HSR)的冗余通信技术,并使用了从系统到装置的一站式配置工具。提出的设计方案不仅能满足数字化变电站可靠性、经济性的要求,而且具有较好的可维护性和可扩展性。     

高压直流输电改进后的双重化保护冗余配置方案

直流保护系统是特高压/高压直流输电工程的重要组织部分,直接影响到整个电网安全,因此,在特高压/高压直流输电工程中对保护系统采用冗余配置的原则.重点分析了目前主要采用的完全双重化和三取二冗余配置方案的特点,在通过改进原有完全双重化冗余配置方案的动作逻辑的基础上提出了一种改进方案.改进后的完全双重化方案能够更好地满足大型紧密联系的输变电网络中“尽可能避免拒动”的保护可靠性要求.     

具有高信息冗余的广域后备保护系统

提出一种基于方向信息和距离信息实现信息冗余的变电站集中式广域后备保护系统,借助关联矩阵实现信息的容错,完成对故障的判断。介绍了广域后备保护系统的结构与工作原理,讨论了冗余信息的处理方法,根据实时电网的拓扑结构,制定了节点–支路关联矩阵、方向关联矩阵、距离关联矩阵及综合关联矩阵的形成策略。对不同的故障情况进行了仿真分析,...     

An improved reliability model for redundant protectivesystems-Markov models

A number of reliability models of power system components including protective-system failures have been proposed. These models have concentrated on modeling a single protective device. When this protections fails, it is usually assumed that backup protection will isolate the faulted component with 100% reliability. In reality, power system components, have redundant protection schemes with two or more protective devices operating in parallel. Existing reliability models have not dealt with redundant protective systems adequately. This paper presents an improved reliability model capable of modeling these systems. The proposed Markov model and the equations for a number of important performance indices are derived and illustrated in this paper using the data for a typical transmission system     

基于相邻变电站信息融合的广域后备保护系统

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

人为失误对保护系统可靠性的影响

针对单一主保护和主后备保护系统,基于状态维修环境,首次建立了详细的、考虑人为失误影响的保护系统可靠性模型。定义了相应的可靠性指标,并通过算例分析了人为失误对保护系统可靠性指标的影响。分析结果表明:人为失误对单一主保护和主后备保护系统的可靠性影响都较大,在正常运行及修理等过程中要尽量减少人为失误,提高人员可靠性和保护系统可靠性。在多重保护系统运行中,不仅要提高主保护的可靠性,也要提高后备保护的可靠性,并把防止误动作作为指导思想。     

电力系统新型广域后备保护系统的设计

提出了一种新型广域后备保护系统的设计,该系统从整个电网的角度基于多点测量信息对电力系统的故障进行分析,有效解决了常规后备保护出现的级联跳闸等技术难题,增强了电力系统安全运行的可靠性.文中讲述了该广域后备保护系统的组成、功能,并比较了该广域后备保护系统与传统后备保护相比的优点.     

Harris 20-20容灾调度系统

如何增强调度系统的可靠性,一直是电力行业内的重点研究内容。Harris 20-20~容灾调度系统采用双机冗余热备份的方式,将调度系统设置为主、备2套系统,只要任意一套维持正常工作,即可保证调度通信不中断,增强了调度系统的可靠性。文章主要介绍了Harris 20-20~容灾调度系统的基本构成及实现原理,并通过理论计算证明其有效性,还列举了一个容灾调度工程实例,供同行们参考。     

基于SAN-Client的新一代备份架构探索及应用

为了满足企业日益增长的海量数据备份需求,降低备份系统的故障率和维护复杂度,提高备份系统的稳定性,增强备份数据的可靠性,浙江电力对现有的备份系统架构进行改造,完善集中备份,提高数据安全水平。文章深入分析了备份架构的发展趋势,并结合浙江电力备份系统当前存在的缺陷,采用目前最先进的基于SAN-Client的光纤传输LAN-free备份技术,顺利完成了对备份系统架构的改造,成功缓解了海量数据对备份系统所造成的压力。     

提高大型发电机变压器组保护双重化配置可靠性方案研究

目前,我国发电机变压器组(简称发变组)保护装置的正确动作率相对线路保护还比较低。微机发变组保护采用双重化配置后,防误动的紧迫性更加突出,同时一些配置未作明确规定造成实际工程中的混乱。在充分研究相关规定的基础上,结合工程实际提出了加强保护装置硬件冗余度,简化后备保护,按进线“四统一”设计,就近设置转子接地保护,合理配置直流电源及出口跳闸方式等提高大型发变组保护双重化配置可靠性的意见和建议。     

Modeling and simulation of air-gappedcurrent transformer based on PreisachTheory

This paper presents a day-ahead optimal energy management strategy for economic operation of industrial microgrids with high-penetration renewables under both isolated and grid-connected operation modes. The approach is based on a regrouping particle swarm optimization (RegPSO) formulated over a day-ahead scheduling horizon with one hour time step, taking into account forecasted renewable energy generations and electrical load demands. Besides satisfying its local energy demands, the microgrid considered in this paper (a real industrial microgrid, “Goldwind Smart Microgrid System” in Beijing, China), participates in energy trading with the main grid; it can either sell power to the main grid or buy from the main grid. Performance objectives include minimization of fuel cost, operation and maintenance costs and energy purchasing expenses from the main grid, and maximization of financial profit from energy selling revenues to the main grid. Simulation results demonstrate the effectiveness of various aspects of the proposed strategy in different scenarios. To validate the performance of the proposed strategy, obtained results are compared to a genetic algorithm (GA) based reference energy management approach and confirmed that the RegPSO based strategy was able to find a global optimal solution in considerably less computation time than the GA based reference approach.     

A new coordinated backup protectionscheme for distribution network containingdistributed generation

This paper proposes a new backup protection scheme, named coordinated backup protection (CBP) scheme, for distribution networks containing distributed generation. The proposed protection scheme takes into account the issues faced by traditional backup protection, such as difficulty in setting parameters and complex cooperation, and considers the features of distribution networks, such as changeable power flow because of high penetration of distributed generation sources and insufficient measuring quantities. The CBP scheme includes two aspects: coordinated substation protection and regional master substation protection, who also work as nearby backup protection and remote backup protection respectively. The two protections support each other by local information coordination and regional information sharing, in order to improve the reliability of fault identification. The configuration principles and performances of the proposed backup protection scheme are addressed in the paper. Different fault conditions in the IEEE 14-node system have been used to illustrate and verify the feasibility of the CBP scheme