IEC61850标准语义信息模型的互操作性能分析及系统实现

IEC61850标准提出后,标准的实施得到相关研究机构和专业人士的关注,但是热点基本集中在如何实现具体的技术上,鲜见在理论方面对标准的互操作性进行分析研究,从而在一个宏观的角度对标准的实现进行一个整体规划.这里尝试从形式语义学的角度对标准的语义信息模型的互操作性进行分析,认为标准的语义信息模型为各种技术的展开奠定了基础;同时,各技术的实施应该基于标准信息模型完备集的同构才能从完全意义上实现标准的互操作性.提出了基于语义模型的符合IEC61850标准的变电站自动化通信网络系统的实现,描述了提高系统互操作性的语义信息管理的功能.     

基于IEC61850的一体化信息集成模型

IEC61850的名空间局限于变电站内部,数据模型本身不具有跨变电站的扩展能力,为了部署跨变电站的应用,有必要对IEC61850的基本信息类模型框架进行扩展。此外,传统的基于关系型数据库的信息管理方式,与IEC61850所提出的面向对象的结构化数据模型之间存在距离,不可能简单地将二者之间进行映射。为了解决这2个问题,提出了一种基于IEC61850的分布式扩展信息模型,并给出了系统架构。     

基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用

介绍了数字化变电站的特征和通信网络结构,并与常规自动化系统相比较,分析了郑州110 kV吴河数字化变电站的工程技术方案,最后总结说明了数字化变电站存在的问题及发展方向。     

IEC 61850通信协议体系介绍和分析

0 引言 变电站自动化技术发展很快,国内外厂商相继推出了多种变电站自动化系统产品.为使不同厂商的产品具有互操作性(interoperation),IEC已制定关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC 61850.尽管IEC 61850现在只拟出了委员会草案,还没有公布正式版本,但研究和分析其特点,对于我们了解变电站自动化技术发展的国际大趋势和设计新系统还是很有益处的.本文将对IEC 61850通信体系做简要的分析和介绍.     

IEC 61850数据集模型的应用

对IEC61850通信标准的数据集模型进行了分析，提出利用该模型实现基于IEC61850标准的互联，针对实际保护设备进行了数据集模型的应用，对数据集的应用方式进行了分析，并给出了数据集不同应用方式对数据库影响的对比分析。     

IEC61850与数字化变电站的应用研究

文章介绍了IEC61850的各个组成部分和功能,并分析了IEC61850的特征及其局限性。同时描述了数字化变电站的概念和数字化变电站的优势。重点提出了基于IEC61850的完全数字化变电站的系统方案,并从兼顾有利于电网建设和促进科技进步的立场,就现阶段变电站自动化系统的IEC61850数字化升级改造方式进行了探讨。     

IEC 61850的结构化模型分析

通过研究互操作性对信息语义的要求,指出结构化模型是IEC 61850支持互操作性的主要体系规定,并对该结构化模型的模型构成类、模型结构和蕴涵在其中的运行机制进行了具体的分析.同时,从产品开发者的角度研究了IEC 61850结构化模型对产品设计的影响,列举了目前产品与IEC 61850的差距,提出应用IEC 61850不能仅仅停留在通信协议的层面,而应该对产品进行全面的重新设计和深入的技术实现.     

基于IEC61850的数字化变电站的应用

主要介绍了数字化变电站的概念和主要特征,数字化变电站的优势,变电站完整的系统方案,并对数字化变电站系统实现的关键技术和需要研究的一些关键技术问题进行了分析。     

IEC61850互操作测试分析

介绍了目前国内外各类IEC61850测试情况,提出了由用户组织进行互操作测试的必要性。并对广东电网IEC61850入网互操作测试的情况做了深入分析,包括测试平台、测试原则、测试过程和测试效果等,通过测试及时发现了大量的问题,有效保障了入网产品的一致性和互操作性能,体现了该测试平台的重要性和有效性。对下一步需开展的工作也提出了初步建议。     

IEC61850目标内涵分析

对蕴涵在IEC61850目标中的各个内涵要素进行了归纳,分析了IEC61850技术体系对它们的支持.通过研究各目标内涵之间的关系,指出互操作性目标在IEC61850中并非孤立存在.IEC61850中其它目标内涵通过与互操作性目标的平衡,形成了对IEC618650互操作性的一种注释,也体现了产品应用IEC61850的必要性和一般原则.     

自动机理论在IEC 61850中的应用

IEC 61850对于具有严格时序要求的控制类操作采用"状态机"来定义其通讯服务."状态机"技术的基础是计算机科学的经典理论--"自动机理论",被广泛应用于网络通讯、语言翻译、行为识别等方面,但被引入到变电站通讯标准却是首次.这种技术应用于IEC61850也表明,"互操作性"目标需要更加深入的计算机科学理论和技术的支持.作者以IEC61850"互操作性"为主题,介绍"自动机理论"的基本原理,探讨它在该标准中的应用价值,以挖掘计算机科学理论及技术在IEC61850中的应用深度.     

IEC61850到IEC60870通信规约的映射研究

变电站自动化系统目前采用IEC60870通信规约的老设备很多,必须保证采用这种规约的装置在通信上与基于IEC61850通信规约的系统相互兼容.比较了IEC61850与IEC60870两种不同标准体系通信规约的特点;依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了IEC61850到IEC60870-5-103/104通信规约的映射方法和思路:将采用103/104通信规约的装置纳入新的变电站自动化系统通信体系.     

IEC61850 GOOSE实时通信的实现方法

通用面向对象的变电站事件(GOOSE)服务模型主要用于数字化变电站自动化功能的分布式实现.通过深入分析IEC61850标准针对GOOSE通信实时性所作的规定,提出了在发送端、交换机和接收端全方位实现GOOSE报文传输实时性的方法.在交换机根据虚拟局域网(VLAN)和报文优先级提高GOOSE报文的传输实时性,在接收端根据任务优先级提高GOOSE报文处理实时性.提出了G00SE报文发送端多优先级发送队列的方法,在网卡驱动中根据报文优先级设计不同的待发送队列,优先发送高优先级的报文,从而解决了发送端GOOSE报文的延迟性和不确定性问题.     

IEC61850数字变电站综合自动化系统

详细介绍了IEC61850的通信体系、内容和特点,较完整地分析了数字化变电站的主要特征和结构,介绍了非常规传感器的稳定性、网络通信的可靠性、数据的同步传输和信息安全性等实现数字化变电站的关键技术,分析了数字化变电站发展中存在的一些问题,其中包括专业技术相互渗透问题和关于数据采集共享的问题,最后总结了建设数字化变电站的技...     

兼容IEC61850标准的智能电子设备测试

对智能电子设备进行一致性测试、互操作性测试、性能测试和功能测试,是在设备投入使用前对其IEC61850兼容性、互操作性、极端条件下的性能和功能完成能力进行全面评价的必要手段.通过对比IEC69870-5-101标准和DNP3标准的发行和实施情况,说明了测试,尤其是一致性测试对于标准推广及实现标准目标的重要性.分别从电力公司和制造商角度分析了IEC61850产品测试应达到的目标,据此给出各种测试方法.指出IEC61850产品测试的难点主要在于:丰富的信息模型和服务模型;信息模型分层和模型语义的隐含性;发布者/订阅者通信模型引入;变电站描述语言(SCL)引入;自描述能力;可扩展性;功能自由分布.归纳了由此产生的需要解决的问题.     

IEC61850互操作测试分析

介绍了目前国内外各类IEC61850测试情况,提出了由用户组织进行互操作测试的必要性.并对广东电网IEC61850入网互操作测试的情况做了深入分析,包括测试平台、测试原则、测试过程和测试效果等,通过测试及时发现了大量的问题,有效保障了入网产品的一致性和互操作性能,体现了该测试平台的重要性和有效性.对下一步需开展的工作也提出了初步建议.     

IEC 61850/IEC 61970保护模型的协调

依据所提出的变电站保护系统的建模框架,分析了IEC 61850和IEC 61970这2个标准的建模能力.针对控制中心和变电站应用的实际情况,明确了这2个标准在保护系统建模方面需要协调的内容和层次:针对原理层,IEC 61970需要增加量测和保护设备的关联,还需要扩展新的保护设备模型;对于设计层,应在IEC 61970中增加一个与IEC 61850的逻辑节点对应的基类,并以它为基础扩展和量测与设计层模型相关的数据类;对于实现层,建议对IEC 61970中的远程终端单元(RTU)类进行扩展,并增加与远程设定和服务器相关的类.     

基于IEC61850标准的变电站高可靠性通信研究

根据变电站可靠性要求采用了双以太网多环网结构,提出基于IEC61850标准的变电站冗余以太网通信的实现方案.基于这种冗余结构,对智能电子设备(IED)各个接口绑定硬件地址,将交换机端口与主接口的硬件地址进行映射,并分别设定IED接口和交换机端口的工作状态,给出了双以太网冗余和环网冗余的实现过程,并分析了该网络在单一链路故障和多重故障时的信息传送机制.根据变电站的通信结构,构建了变电站可靠性框图,利用最小割集理论,计算了该结构的通信可靠性指标.针对这种结构在信息实时传送方面存在的问题,采用了虚拟局域网技术和多路广播通信方式.该通信方案不仅较大地提高了通信可靠性,同时也保证了实时性.