基于IEC61850的变电站新型IED的研究

从与我国现有变电站自动化系统间隔层设备比较的角度出发,研究了变电站新型通信网络和系统协议IEC61850中的智能电子设备IED的模型,分析了IED在IEC61850体系结构中的作用与逻辑模型、数据对象模型、通信网络的性能和通信模式等工作机制,围绕变压器差动保护IED进行了功能模型、信息流、类等方面的设计,说明了新型IED的先进性和可行性。     

兼容IEC 61850的间隔层IED模型设计与实现

实现智能电子设备（IED）间互操作是变电站通信网络和系统系列标准IEC 61850的重要目标，模型设计是实现这一目标的重要步骤。从互操作性支持条件分析出发，给出了IED模型通用设计方法，讨论了间隔层IED的模型实现。间隔层IED的信息模型以数据结构的形式实现。从互操作性角度分析了已有数据逻辑结构的优缺点，提出了抽象通信服务接口（ACSI）-功能约束（FC）结构，把FC引入数据结构且真实反映了信息模型的对象层次，从而更好地支持互操作性。另外，提出了基于二叉树形式的二叉和三叉链表数据存储结构，通过例子验证了这2种结构的数据查找和遍历的便利性，并给出了ACSI-FC结构在二叉或三叉链表存储结构下的FC过滤方法。     

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

针对现代电力开关柜设计了一种基于物联网技术并符合变电站IEC61850标准的应用于变电站间了一种隔层的新型开关柜综合状态监测智能电子设备（IED）。该IED采用ARM＋DSP双CPU架构为硬件核心,以VxWorks实时操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC61850标准的IED性能描述文件（ICD）,解析IRIG-B码进行同步对时,通过ZigBee无线网络和RS485/RFID/CAN总线实现与开关柜在线监测装置（过程层）的数据传输,按照IEC61850标准规约用光纤与综合应用服务器（站控层）进行通信。此外,还完成了开关柜综合状态监测系统结构设计、IED硬件电路设计、软件平台的构建以及IEC61850的信息建模。实际运行结果表明,该开关柜综合状态监测系统能够远程对所有开关柜状态进行综合采集、分析、传输与监测,并将这些功能融合到一体化住处平台诊断中。     

智能变电站断路器状态监测IED设计

根据新型通信网络控制器局域网络(CAN)总线和变电站IEC 61850标准,设计了一种应用于变电站间隔层的新型断路器状态监测智能电子设备(IED)。该IED以ARM芯片+数字信号处理器(DSP)芯片的双CPU结构为硬件核心,以Linux操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC 61850标准的IED性能描述(ICD)文件,通过CAN总线与断路器在线监测装置(过程层)进行数据传输,通过光纤按IEC 61850标准与监测中心(站控层)通信,采用IRIG-B码实现分合闸线圈、储能电机等信号的同步采样。实际运行结果表明,该IED能够实现断路器在线监测装置信号的采集、分析、处理与传输,监控中心人员可以远程实时监测变电站断路器的运行状态。     

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。     

变电站GOOSE报文在IED中的实时处理

报文的通信延迟包括传输延迟和处理延迟2部分。IEC61850标准将面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文直接映射到数据链路层，能有效减少传输延迟。文中对GOOSE报文在变电站智能电子设备（IED）中的处理延迟进行了研究。分析了前后台方式的嵌入式系统在变电站IED中处理实时报文方面的不足，提出在IED中采用具有强实时内核的操作系统，并针对IED中实时报文和非实时报文混合处理环境需求，在RTAI实时操作系统上设计了保障GOOSE报文处理实时性的方案。实验验证了该方案的有效性和实用性。该研究结果对于使用IEC61850的变电站IED过程总线通信设计具有参考意义。     

基于MMS的智能仪器与变电站及调度主站通信方案

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准。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．也是计算机网络应用层的重要标准之一。介绍了IEC61850标准和MMS的组成后．说明MMS在TCP／IP＋以太网通信模型及基于MMS的虚拟制造设备（VMD）和实设备对象映射接口（OMI）的通用接口模型通信方案。以变电站继电保护系统为例给出智能仪器（IED）符合IEC61850标准的抽象设备模型,以及该模型所使用的服务。所提方案可解决不同厂家IED产品在同一使用环境中的兼容问题。     

基于IEC 61850的变电站智能电子设备的实现技术

在变电站自动化系统（SAS）遇到的最大的障碍就是来自不同厂家的智能电子设备（IED）间难以实现无缝集成和互操作，需要额外的硬件（规约转换器）才能实现互联。为此，国际电工委员会（IEC）制定了变电站内通信网络和系统标准IEC61850。文章根据该项标准，在分析了IED面向对象的建模的基础上，提出了IED的软硬件设计方法和实现平台，为实现统一标准的变电站内IED的研制开发提供了可行的依据和方法。     

GOOSE报文过滤方法研究

面向通用对象的变电站事件（GOOSE）是IEC 61850标准用于解决智能电子设备（IED）之间实时信号通信的多播通信机制,但标准中推荐的多播报文过滤方法在实际工程中不具备可操作性。分析和比较了3种多播报文过滤机制的特点,认为静态配置交换机多播过滤是目前IEC 61850变电站应用GOOSE切实可行的方案,提出了交换机配置定值化管理的概念。交换机配置定值化管理是数字化变电站的必然趋势。IEC 61850标准应采纳统一的动态多播地址管理协议实现交换机动态多播地址过滤,以简化变电站网络设备的管理。     

基于IEC61850的变电站智能电子设备的统一建模语言设计及改进

从对变电站核心的智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)设计的角度出发,运用IEC61850的思想和信息模型,采用面向对象的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)为IED建立了功能、静态对象、动态交互行为等模型,以变压器差动保护为例说明了整个设计过程。针对IEC61850主要采用通信信息片(Piece of Information for Communication,PICOM)描述逻辑节点间的交互,未给出交互时序的不足,采用UML的时序图技术描述保护的交互过程,对IEC61 850的动态建模加以补充和改进,以指导IED运行程序的设计与实现。     

IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现

采用IEC61850协议是新一代数字变电站的自动化系统的核心技术之一,变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中占有很重要的地位。首先在研究IEC61850标准和结合变电站自动化系统的工程实际的基础上,提出了一种变电站自动化系统的配置方法。然后,又介绍了作者研究的IED配置器的设计与实现,分别介绍了IED配置器的功能、信息模型和软件结构。     

基于IEC 61850的保护功能交互模型

为了更好地实现基于IEC 61850的分布式功能的标准化设计、促进系统的工程实施,需要对保护功能在智能电子设备（IED）之间、IED内部逻辑节点（LN）之间的交互关系进行严谨的描述。文中为IED的交互过程构建了一个较统一的功能模型,阐述IED之间、IED内部LN之间的交互类型,采用扩展协作图和时序图分别刻画分布式保护功能下各LN之间的协作和时序关系,设计了IED的软件结构,为互操作测试实验提供了一定的参考。     

平台化的变电站自动化系统建模方案

提出了一种新型的、对象化的变电站自动化系统模型。该模型以IEC61850通信标准为基础,继承了IEC61850模型面向对象、分层的特点,并通过逻辑节点、逻辑设备的扩展和镜像节点技术,将IEC61850模型从通信模型扩展成为装置设计的整体模型。在此基础上,提出了层次化、平台化的变电站装置软件构架,开发人员可以在软件构架内,通过定义、配置和组织不同的逻辑节点、逻辑设备来构成各种装置软件。     

基于SCL模型的IED配置器的设计与实现

智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中起着联系第6部分和第7部分的重要作用。基于变电站配置描述语言SCL,详细讨论了IED配置器的设计与实现问题。首先讨论了IED配置器配置流程中的各个环节;然后阐述现有SCL模型存在的若干缺陷及对其所作的修改,分层分析了在修改的基础之上建立的IED配置器信息模型;最后给出了IED配置器的软件结构。     

基于IEC61850标准的数字保护装置建模

以数字式变压器保护装置为例,从功能定义、分解与分配、设备的对象模型、数据对象定义等方面阐述了如何利用IEC61850提供的模型建立智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)的对象模型;此外讨论了如何利用逻辑设备以透明的方式建立网关,将与标准不兼容的传统IED映射到网关,通过网关的代理作用使这些IED的行为对网络变得透明,实现传统IED与新系统的集成。     

遵循IEC 61850标准的广域电流差动保护IED

应用多点信息的广域继电保护已经成为当前继电保护领域研究的热点,IEC61850系列标准的颁布使广域继电保护应用于现场成为可能。文中以广域电流差动保护智能电子设备（IED）为例。借鉴IEC61850功能分层结构、统一对象建模和抽象通信服务接口的特点,对其进行了建模,扩展了广域电流差动保护新逻辑节点,实现了各IED之间的互操作性。对广域电流差动保护IED的硬件实现进行了设计,采用插件式的硬件构成,阐述了逻辑设备与硬件插件间的一一映射关系。     

基于IEC 61850的微机馈线保护IED模型的建立

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点,而实现IEC 61850标准通信协议的核心内容之一,是必须要在变电站内的IED中建立遵循IEC 61850标准的数据模型。文章以微机馈线保护装置为例,主要介绍了常规微机馈线保护所配备的功能,并将这些功能分解为IEC 61850中定义的逻辑节点,然后按照IEC 61850规约提供的模型来对分解的功能进行建模,最后采用XML语言对建立的IED模型进行了描述。     

基于IEC 61850标准的IED图形化编程技术

IEC 61850标准的互操作及功能自由分布特性要求变电站自动化系统中不同智能电子设备（IED）间更灵活地协同。提出一种图形化编程技术的IED开发方法,它基于IEC 61850标准,遵循IEC 61131-3编程标准,不仅具有常规图形化编程的优点,而且提升了IED外在形态和内在形态的标准性。设计一种IED软件方案,研究图形化编程与IED数据存储区的参数关联方法,为推进产品编程开发手段的灵活性、标准化,提高产品互换性提供了一种解决方案。     

基于IEC61850的牵引变电站线路保护IED设计

依据IEC61850系列标准,建立了牵引变电站线路保护智能电子装置(IED)的对象模型;在IED功能配置的基础上,对逻辑节点进行了划分,实现了逻辑节点向IED的分配,将各逻辑节点映射到相应具体电路;采用ARM处理器设计了通信管理主板,采用DSP处理器设计了保护主板,还设计了输入、输出信号变换电路等各电路模块.在通信管理ARM主板上.以Linux-2.4.18-14内核为基础,经过适当内核优化、系统裁减,移植了集成有完整TCP/IP协议栈的嵌入式Linux操作系统.该设计为符合IEC61850标准的新型IED构建软、硬件平台,为IED的实现奠定了基础.     

一种基于IEC61850的变电站智能电子设备的模型设计

在变电站新型通信网络和系统协议IEC61850的基础上,研究智能电子设备IED(Intelligent E lectron icDevice)的模型,以变压器差动保护为例,分析了IED在IEC61850中的体系结构、逻辑模型、信息流,设计了该IED的数据对象模型,阐述了采样测量数据基于发布/订阅方式的传输原理,给出了仿真试验说明该IED设计的先进性和可行性。