Development and research on integrated protection system based on redundant information analysis

Facing the growth of energy demand and the worldwide interests in renewable energy sources, smart grid has been proposed in order to accommodate the needs of power grid development. In China, digital substations have been widely applied. Moreover, as the worldwide interest and development in smart grid have increased significantly, the digital information availability and communication capability of modern substation have been improved. Different with traditional substation protection configuration based on local information, Integrated Protection (IP) is used to denote the integration of several protective devices for multiple power equipment within the substation into one protective relay, obtaining all the real time information of the substation by communication network. The analysis of sharing information and cooperation among different protection functions helps to realize more reliable and sensitive fault detection. This paper describes several different integrated protection schemes and their respective advantages and disadvantages. The principles and functions applied in integrated protection systems are addressed to provide an overview of the current state of the technology. A new coordinated protection system based on inter-substation information is proposed and simulation study is discussed to verify the improved reliability and sensitivity.     

Development and research on integratedprotection system based on redundantinformation analysis

Facing the growth of energy demand and the worldwide interests in renewable energy sources, smart grid has been proposed in order to accommodate the needs of power grid development. In China, digital substations have been widely applied. Moreover, as the worldwide interest and development in smart grid have increased significantly, the digital information availability and communication capability of modern substation have been improved. Different with traditional substation protection configuration based on local information, Integrated Protection (IP) is used to denote the integration of several protective devices for multiple power equipment within the substation into one protective relay, obtaining all the real time information of the substation by communication network. The analysis of sharing information and cooperation among different protection functions helps to realize more reliable and sensitive fault detection. This paper describes several different integrated protection schemes and their respective advantages and disadvantages. The principles and functions applied in integrated protection systems are addressed to provide an overview of the current state of the technology. A new coordinated protection system based on inter-substation information is proposed and simulation study is discussed to verify the improved reliability and sensitivity.     

继电保护及故障信息管理系统的应用数据模型的构建

结合山东电力集团公司调度中心"继电保护与故障信息系统"的开发与应用实践经验,根据继电保护专业管理的特点提出了一种继电保护及故障信息系统的数据模型,该模型借鉴了IEC61850和IEC61970这两个标准的结构体系并引用和扩展了其中的数据模型。根据这种模型设计的系统可与现有的EMS/SCADA、SAS等系统进行无缝互联,从根本上解决自动化信息的"孤岛"问题,切实提高电网安全运行的调度系统信息化、智能化水平。     

基于IEC 61850MMS的继电保护故障信息系统通信机的实现

最新正式颁布的IEC 61850规约势必在不久的将来成为电力系统中从变电站到调度中心之间主流的通信规约.文中研制的电网继电保护故障信息系统是国内第一次实现了以IEC 61850MMS作为主站与子站通信协议的电力自动化系统,并且已经在浙江省电力公司试运行.作为枢纽的协议通信机是该继电保护故障信息系统的关键部分.围绕协议通信机的实现论述了有关IEC 61850和MMS的概要知识以及两者对象之间的相互映射关系,介绍了协议通信机的整体框架,详细讨论了协议通讯机IEC 61850MMS编/解码模块以及多线程通讯模块的设计和实现.     

基于暂态故障信息的多功能一体化智能电子设备

提出一种基于暂态故障信息的集成输电线路保护、测距、录波和测控等多种功能的智能电子设备。硬件方案采用多CPU分布式结构,主要包括以下模块：过程层通信模块、保护模块、测距录波模块、测控模块、站控层通信模块和人机接口模块。暂态故障信息的利用主要体现在保护模块和测距录波模块中,详细介绍了暂态故障信息的利用方法。为了满足智能变电站发展的要求,采用了一些关键技术。该多功能一体化智能电子设备适用于现有的智能变电站,能够提高保护性能和测距精度,降低设备成本和运行维护费用。     

基于GOOSE方式的网络化母线保护

在电力系统中,35 kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,一般未装设专用母线保护.但由于高压变电站的35 kV及以下电压等级系统出线多、操作频繁、容易受小动物危害、设备绝缘老化和机械磨损等原因,仍然有母线发生故障的情况.基于IEC61850通信规范基础的数字化变电站,可以实现二次设备之间互操作及信息共享,并实现一次设备智能化、二次设备网络化.提出的基于GOOSE方式的网络化母线保护,能够直接应用到数字化变电站中,具有较大的实用价值.     

嵌入式继电保护故障信息处理系统子站管理机的设计

根据工程现场实际应用的需求,提出了一种基于嵌入式Linux系统和嵌入式硬件平台的高可靠性子站管理机.简要介绍了子站管理机的要求与设计原则,详细描述了硬件和软件系统的设计实现,设计中采用了合理的分层分布式软件的方法,也实现了IEC61850标准的应用.按照该设计方法开发的新一代子站管理机具备可靠性高、通信能力强、可扩展性等特点,现场运行稳定,是继电保护故障信息处理子站系统发展的新方向.     

电网调度自动化系统信息品质分析新方法及其应用

电网调度自动化信息交互涵盖变电站过程层、间隔层、站控层、变电站与调控主站之间、主站与主站之间等环节,各环节不同应用间的信息通信标准具有各自的信息品质码。完整地解读了IEC系列标准与国内电力行业标准关于信息品质的规定。从调控数据交互信息品质应用角度考虑,介绍了IEC 62361-2标准内容,梳理了IEC系列标准(IEC61850、IEC60870-5-104、IEC60870-6、IEC61970等)及国内电力行业标准(DL476)关于信息品质码的基本原理。结合智能电网调度控制系统对基础数据的应用,提出了数据交互合成信息品质处理原则,详细分析了调控数据交互过程中不同通信规约之间信息品质映射规则。最后基于信息品质应用创新性地提出了一种基于取代服务的调控信息验收核对方法。     

基于IEC 61850标准的数字化保护动模测试系统

IEC 61850标准的应用给变电站自动化系统带来了重大变革,也给继电保护检测带来了新的挑战.介绍了数字化变电站的特点和组网方式,在此基础上讨论了数字化保护与传统保护在测试方面存在的区别.详细阐述了在传统电力系统动模系统基础上构建数字化保护测试系统的思想和实施方案.依据所提出的方法,在山东大学电力系统动模实验室成功开发出满足IEC61850标准的测试平台,可实现对数字化保护及二次设备的综合测试功能.     

一种带光纤数字接口的继电保护装置的研究

简单介绍了一种带光纤数字接口的继电保护装置 ,它通过光纤以太网按照IEC6 185 0 9 1的通讯协议 ,接收由前端光纤电力互感器传送过来的数字量采样值。该装置采用了双CPU结构 ,其中主保护CPU采用了带以太网接口的 32位RISC微处理器MCF5 2 72 ,它负责完成接收采样值及保护计算的任务。从CPU采用了80C196KC ,主要负责人机接口和通讯功能。两个CPU之间通过双口RAM来交换数据。     

基于高可用自动化网络的保护系统及其可靠性分析

随着基于IEC 61850的数字化变电站系统的进一步发展,传统变电站内的信号和控制电缆将逐步被过程总线所代替.IEC已经将工作重心逐渐转移到过程总线上,结合制订IEC 61850 Ed 2.0,IEC 开始深入研究并制订诸如IEC 62439-3、IEEE 1588-2008等标准.阐述了IEC 62439-3标准的典型技术特征,及其支持网络无扰恢复的技术原理.将IEC 62439-3应用于过程总线,并与传统保护系统相比,分析采用不同过程总线的全数字化保护系统的结构,利用可靠性框图对不同结构的保护系统可靠性参数进行详细的计算和分析.针对过程层总线宜采用的网络结构给出了建议.     

数据源端维护技术在继电保护信息系统中的应用

针对数据源端维护技术对继电保护业务支撑不足的现状,提出继电保护信息系统实现模型及通信数据源端维护的方法。首先介绍了数据源端维护技术的概念和实现,分析了该技术应用于继电保护信息系统建模和通信尚存在的问题。针对主站公共信息模型(CIM)中继电保护信息模型过于简单,难以为继电保护业务提供数据支撑的问题,提出了在主站CIM中扩充继电保护信息模型的方法。针对继电保护信息系统主子站之间通信规约无法描述和传输模型,造成模型语义缺失的问题,提出了继电保护信息系统主子站之间采用IEC61850通信的解决方案。最后以继电保护故障分析应用为例,介绍了如何在主站CIM中扩充保护故障分析模型,以及主子站之间采用IEC61850通信碰到的一些问题及解决方法。     

智能变电站信息一体化平台建设方案研究

智能电网建设已成为中国电力行业发展的重点内容。由于智能电网需要实现电力流、信息流、业务流的有机融合,因此在智能变电站中建设信息一体化平台,打破系统信息孤岛,实现变电站的全景数据采集和数据共享已势在必行。而智能变电站基于IEC 61850标准的统一建模和信息通信也为一体化平台的建设奠定了基础。简要介绍了智能变电站信息一体化平台建设的意义,并针对目前智能变电站的系统结构和技术特点提出详细的平台建设方案。     

一种带光纤数字接口的继电保护装置的研究

简单介绍了一种带光纤数字接口的继电保护装置,它通过光纤以太网按照IEC61850-9-1的通讯协议,接收由前端光纤电力互感器传送过来的数字量采样值.该装置采用了双CPU结构,其中主保护CPU采用了带以太网接口的32位RISC微处理器MCF5272,它负责完成接收采样值及保护计算的任务.从CPU采用了80C196KC,主要负责人机接口和通讯功能.两个CPU之间通过双口RAM来交换数据.     

基于图形界面的智能型继电保护综合信息管理系统

运用先进的可视化编程技术 ,成功地将继电保护信息集成到图形界面中来 ,实现了智能型的综合信息管理系统。该系统安全可靠 ,使用方便灵活。尤其是通知单管理模块 ,克服了以往用户编辑功能少、模式通用性差、扩展功能弱等缺点 ,实现了柔性通知单管理 ,很容易增加对应于新型保护原理和微机保护的整定通知单模板 ,具有很大的实用价值     

基于IEC 61850MMS的继电保护故障信息系统通信机的实现

最新正式颁布的IEC 61850规约势必在不久的将来成为电力系统中从变电站到调度中心之间主流的通信规约。文中研制的电网继电保护故障信息系统是国内第一次实现了以IEC 61850MMS作为主站与子站通信协议的电力自动化系统,并且已经在浙江省电力公司试运行。作为枢纽的协议通信机是该继电保护故障信息系统的关键部分。围绕协议通信机的实现论述了有关IEC 61850和MMS的概要知识以及两者对象之间的相互映射关系,介绍了协议通信机的整体框架,详细讨论了协议通讯机IEC 61850MMS编/解码模块以及多线程通讯模块的设计和实现。     

基于IEC61970标准的电力系统保护模型扩展方案研究与应用

针对电力系统中的保护建模,分析比较IEC 61970标准以及IEC 61850标准当中对于保护模型的建模方法。针对IEC 61970标准对于保护模型建模办法的不足之处,结合IEC 61850标准二次系统模型描述办法的优势,对于IEC 61970标准中保护模型进行扩展;对于保护系统当中诸多的保护功能,扩展保护模块类对于保护功能进行描述,可与IEC 61850标准中的逻辑节点相对应;对于保护量测,描述保护量测的建模办法以及建模位置,以保护模块作为保护量测的父资源;对于保护定值,增加两种量测类型加以描述,建模办     

基于IEC61850的微电网过电流集中保护研究

过电流保护是电网采用的一种常规保护技术。为了面对存在不同运行模式的微电网,依赖于通信系统的集中保护研究受到人们的重视。将IEC61850标准扩展到微电网过电流集中保护系统中,首先研究过电流保护的结构和算法。接着,提出微电网通信系统的三层结构,对系统中的智能DG终端和智能继电器终端建立信息模型和信息交换模型,并将信息交换模型映射到特定的通信协议,从而构建了整个基于IEC61850标准的微电网过电流集中保护系统的通信体系。最后,通过模拟简单的微电网应用场景来进一步分析整个系统的信息交换过程。通过分析,基于IEC61850建模后的微电网过电流集中保护系统能实现系统的互操作和无缝集成。     

基于IEC61850的广域保护系统通信服务模型

针对广域保护系统对信息交换类型和交换方式的不同要求,讨论了基于IEC61850的广域保护系统通信服务模型,主要解决通信一致性和不同装置之间的互操作性问题,并从上层确保数据通信延时和可靠性满足广域保护系统要求。讨论了通用变电站事件GSE的报文结构和通信机制,提出用GSE中的GSSE传输状态量信号、用采样测量值传输类模型传输模拟量的观点和一般方法。     

智能变电站时钟同步系统技术应用研究

介绍了目前智能变电站主要采用的脉冲对时、串口对时、SNTP、IRIG—B及IEC61588等对时技术。由于变电站结构配置不同,通常采用多种对时技术方式,分析了基于IEC61588的智能变电站时钟同步方案。针对智能变电站网络化对时系统技术特点及组网模式等进行分析,比较了传统变电站与智能变电站同步对时系统的优缺点。