智能变电站录波方案的探索与实践

结合目前智能变电站的工程实践,研究提出智能变电站的录波方案.在智能变电站建设中,仍需要配置独立的录波装置,录波装置应整合网络记录分析等功能,实现三态录波.录波装置应适应不同的变电站过程层组网结构,注意数据同步性、数据真实性等问题.录波装置记录合并单元的输出更可行,记录可能非同步的原始报文值并进行同步,可选择展现同步或非...     

智能变电站故障录波及网络记录仪的优化整合

根据智能变电站工程的实践经验及设备运行情况,对智能变电站故障录波装置和网络记录仪的整合进行了可行性分析,提出一体化装置的优化整合方案.     

智能故障录波装置特点及其应用

介绍了智能故障录波器工作原理、起动判据和功能要求,比较了与传统录波装置在采集方式、通信规约、调试与测试方法等方面的差异。分析了两类装置在网络报文、告警处理、故障判断等方面的各自侧重点以及故障录波装置与智能站内保护、网分装置在处理报文中的区别。故障录波器与网络报文分析仪在功能上各有侧重,在分析故障时,需要将两者联合起来才能发挥更好的效果。     

基于PCI-E总线的智能变电站网络记录分析仪研制

网络记录分析仪是智能变电站内的网络数据记录、监视、分析设备,它可提前发现通信网络的薄弱环节和故障设备,预防电力系统事故的发生,并在发生电力系统故障时,还原电力系统一次设备故障波形以及二次设备动作行为记录,便于事故发生后进行分析和快速查找故障原因。智能变电站内海量网络数据的实时采集、高速存储、高效提取是研制网络记录分析仪的难点。在深入分析第三代总线通信接口标准PCI-E总线的基础上,详细介绍了一种基于PCI-E总线的智能变电站网络记录分析仪硬件平台,同时简要概述了驱动软件的设计要点,为网络记录分析仪海量网络数据的采集、存储提供了一个切实可行的实现方案。     

智能变电站同步相量测量装置研制

同步相量测量装置因测量精度高、数据具有精确时标等特点已成为电网的重要监测设备,但目前在智能变电站中应用不多,还处于探索阶段。提出应用于智能变电站的同步相量测量装置,该装置采用嵌入式软硬件平台,在实现传统同步相量测量装置相量计算、故障录波、实时纪录分析、实时通信等功能的基础上,实现了符合 IEC 61850 标准的设备建模、采样值报文接收和解析、与站内监控及其他智能电子设备数据共享等功能。     

VLAN技术在智能化变电站网络中的应用探讨

参照IEC61850标准通信体系要求,通过对单间隔传输流量的计算,给出了用VLAN技术解决过程层数据流量的技术方案,并从VLAN技术作用、定义方式、802.1p协议、划分原则等方面深入探讨VLAN技术在智能化变电站组网中的应用。结合智能化变电站工程实践,阐述VLAN技术在智能化变电站中的应用方案。说明了VLAN技术,满足IEC61850通信体系下的智能变电站组网要求。     

智能变电站及其建设方案研究

依据电网发展的需要,论述了智能变电站的概念,并基于IEC61850通信框架,提出了智能变电站的网络结构、继电保护、测控装置、故障录波装置、一体化五防等核心技术问题的实现方案。     

VLAN技术在智能化变电站网络中的应用探讨

参照IEC61850标准通信体系要求,通过对单间隔传输流量的计算,给出了用VLAN技术解决过程层数据流量的技术方案,并从VLAN技术作用、定义方式、802.1p协议、划分原则等方面深入探讨VLAN技术在智能化变电站组网中的应用.结合智能化变电站工程实践,阐述VLAN技术在智能化变电站中的应用方案.说明了VLAN技术,满足IEC61850通信体系下的智能变电站组网要求.     

智能变电站过程层网络风暴的分析与处理

智能变电站过程层网络的正常运行是变电站正常运行的必要保障,网络风暴会对站内网络信息传输及相关设备造成影响,进而对变电站正常运行造成危害。根据SV报文和GOOSE报文的结构,计算其在交换机中的传输速率,对网络风暴的形成机理进行了分析,并评估了SV报文网络风暴和GOOSE报文网络风暴对站内各装置造成的影响。以某变电站中发生的一次网络风暴为例,根据网络分析仪记录的全站报文以及交换机连接关系发现网络风暴,采用断开冗余链接或故障设备的处理方法,并提出了通过报文校验、虚拟局域网技术和生成树协议避免发生网络风暴的建议。     

IEC61850文件传输模型的应用

对IEC61850标准中定义的文件传输模型和与故障录波相关的其他信息模型进行了研究,提出了在变电站自动化系统中应用这些模型进行故障录波数据记录和传输的实现方法。该方法使用IEC61850文件传输模型在装置与后台应用之间传递标准COMTRADE格式文件,并综合使用IEC61850与故障录波相关的逻辑节点模型、数据集模型、报告控制块模型、定值组控制块模型和控制模型来实现录波选项的定制以及扰动数据记录和传输过程的有序控制。对该实现方法的交互过程和总体性能进行了深入研究,与IEC60870-5-103和文件传输协议(FTP)等传统故障录波数据记录和传输方法相比较,该实现方法在开放性、互操作性、传输过程的复杂程度、传输速度以及与用户交互接口等方面显示出了良好的优越性。     

基于贪心流量调度的智能变电站过程层网络拓扑高可用无缝冗余配置方法

泛在电力物联网背景下,智能变电站中负责运行状态上传与控制命令下达的过程层网络负载将急剧升高。传统IEC61850标准协议中的高可用性无缝冗余(High-Availability Seamless Redundancy,HSR)通信链路配置方法由于数据副本在存在环路的网络内循环产生额外流量与额外传输延时,存在信息传输实时性差的缺点。因此,提出基于贪心流量优化算法的过程层网络拓扑高冗余无缝配置方法。首先,在分析采用HSR技术的智能变电站过程层网络工作原理的技术上,提出两种高可用性无缝冗余配置方案:交叉(Cross-Links,CLs)方案与四连通环(Four-Connected Rings,FCRs)方案。其次,为避免过程层网络在流量汇聚时易产生拥塞导致传输时效性变差,提出基于贪心算法的流量调度策略。最后,基于Opnet的变电站仿真算例表明,与传统网络拓扑配置方案相比,所提方案的数据平均传输跳数与传统拓扑方案比下降50%,而采用贪心算法的过程层网络流量调度策略在数据拥塞时的传输延时、丢包率和吞吐量衰退服务分别降低32.7%,63.5%和33.3%。因此,所提方案能够显著提升智能变电站过程层网络性能。     

基于IEC 61850的智能配电通信网络仿真平台设计

可靠性、实时性、双向性是智能配电网通信系统必须满足的要求。在当前智能配电网通信系统分析的基础上,基于最新的IEC 61850标准,对智能配电网业务流量以及通信需求进行建模。在开源的多协议网络仿真软件 OMNeT++平台上建立了智能配电网通信网络仿真模型。仿真研究了在加入大量的分布式能源以及电动汽车等数据流量业务的背景下,过程层IED和站控层配电子站之间的通信交互过程,对比分析了在不同带宽、不同业务流量背景下IED和配电子站进行信息交互过程的传输时延。     

基于OPNET的智能变电站过程层网络建模方法

智能变电站过程层网络的性能,会直接影响继电保护等高实时性应用的有效实现。为了定量研究过程层网络的可靠性和实时性,提出了一种基于OPNET的过程层网络建模方法。根据过程层网络设备结构、报文种类及流量特征,搭建了合并单元、智能终端、保护测控装置等各智能电子设备（IED）模型。在此基础上,建立了每个间隔模型;并以D2-1型变电站为例,采用星型拓扑组建了过程层网络模型。最后以组建的网络模型为平台,开展了虚拟局域网（VLAN）划分方式的研究,仿真及测试结果说明了模型的有效性。     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

智能变电站优化组网的通信网络研究

基于智能变电站对信息共享、网络优化的要求,全站信息一体化已成为未来变电站组网的发展趋势。运用共网技术将间隔层与过程层合并,形成2层1网的优化组网结构。围绕此组网方案,通过网络数据流量的逻辑运算和明确的虚拟局域网(VLAN)划分,在OPNET仿真环境下得到有无VLAN标签的仿真对比图,验证了其网络流量和故障延时满足继电保护对网络通信性能的要求。     

合并单元在电子式互感器误差调节中的作用

电子式互感器是智能变电站过程层重要的一次设备,负责采集电力系统的一次电压和电流信息,并将其传送到过程层网络,以供计量、保护和测控设备使用。合并单元作为电子式互感器与过程层的数字接口,在电子式互感器的误差调节中起着重要的作用。通过修改合并单元内部的比例系数来调节电子式互感器的误差是对电子式互感器进行现场误差调试、保证其测量精度的重要手段。     

基于时-频域混合特征的变电站通信网异常流量检测方法

准确快速检测智能变电站通信网络异常流量是发现系统异常、实现安全态势感知和主动防御的关键技术,对保证智能电网安全稳定运行有着重要意义。文中提出了基于时-频域混合特征的智能变电站通信网络异常流量检测新方法。首先,设计了基于分形自回归积分滑动平均(FARIMA)流量模型和小波包分析方法的流量频域特征提取方法,并结合电力信息流时域特征构建时-频域混合特征集。进而,采用人工蜂群优化的支持向量机算法进行异常流量辨识。最后,基于某110 kV变电站的站内实际网络流量和CIC DDoS2019数据集、KDD99数据集进行仿真,结果表明所提算法对网络异常流量识别有更低的误判率和漏检率。     

一种基于物理层的光纤通信断链快速监测方法

文中根据光纤通信网络在智能变电站中的应用情况,分析了GOOSE网络链路状态监测现状及存在的问题,基于物理层的电气特性,通过对光接收功率的监测分析,提出了一种光纤通信断链快速监测方法,同时结合简易母线保护案例给出了链路异常闭锁方案。该方法可快速发现异常链路,及时给出预防措施闭锁相关保护,解决了光纤通信链路异常时保护闭锁慢的问题,提高了保护的可靠性。     

110kV大侣智能变电站自动化系统的设计与应用

本文对110kV大侣智能变电站自动化系统的设计方案进行了应用分析：①过程层采用SV＋GOOSE＋IEEE1588共网传输模式下的保护、控制、计量、录波配置方案;②采用不同原理的电子式互感器和常规互感器混合使用的线路、主变和母线差动保护应用方案;③通信时钟同步及主备切换方案;④智能变电站保护控制设备采用动态组播协议应用方...