SM2加密体系在智能变电站站内通信中的应用

现有的安全体系公钥算法大多采用RSA算法,无法保证数字化变电站通信报文的安全传输。针对此问题,提出了一种基于IEC 62351通信协议的身份认证机制,并结合国产商用密码SM2密码体系针对通信报文的安全传输问题提出了解决方案。分别以D2-1型变电站全站星形网、环形网及带冗余的双环路通信网络出现母线故障的场景为例,对面向通用对象的变电站事件/采样值(GOOSE/SMV)报文数字签名时间进行了定量计算,并通过OPNET软件对扩展报文进行了通信延时仿真,得到了3种网络结构在100 Mbit/s和10 Mbit/s带宽下的最大传输延时。仿真结果表明,该方案可有效满足变电站通信报文安全性和实时性需求。     

数据压缩在用电信息采集远程通信中的应用

探讨了用电信息采集系统中远程通信数据压缩的重要性和可行性,并从信息论角度指出远程通信报文存在的信息冗余度,提出采用数据压缩的方法可以缩短用电信息采集数据的传输时间,提高数据传输效率。并且,在GPRS/CDMA等无线公网通信技术为实际主导的通信方式现状下,数据压缩还可以降低数据传输成本,为电力企业节约通信流量费用。通过运用无损压缩领域的经典算法LZ77进行仿真实验,验证了数据压缩的效果。实验结果表明,LZ77算法对于常用的电能量和电能质量等长通信报文可以起到良好的压缩效果,对于低压居民电量采集等应用可以极大地缩短数据传输时间,为用电信息数据的及时获取提供保障,改善用电信息采集系统的工作效率。     

基于嗅探空闲状态的智能变电站断路器远程试验方法

结合GOOSE报文的通信机理,提出了一种基于嗅探空闲状态的智能变电站断路器远程试验方法,并实现了基于此方法的模型系统。该系统通过监测过程层GOOSE交换机上的测控装置和智能终端之间的交互报文,并在通信空闲情况下发送远程控制信号,完成对断路器的分闸、合闸以及分合分试验。提出的方法利用了GOOSE交换机冗余端口,所以不改变变电站现有网络结构和影响其他智能电子设备的正常运行,从而有效地解决了智能电子设备就地布置时开展断路器投切试验的技术难题。     

双系统双网络通道架构下的HVDC冗余网络通信 故障检测与控制的研究

提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法,其主要内容是对通信系统数据流进行分析,在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块,应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理,实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明,该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点,对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。     

面向北斗短报文渐进式传输图像恢复算法研究

北斗三代卫星技术在电力方面的短报文通信和定位技术应用日趋成熟,但利用北斗短报文进行电力应急通信图像传输的相关研究尚不完善,尤其是图像经北斗短报文传输后的失真问题解决不够理想。本文提出了一种面向北斗短报文的渐进式传输图像恢复算法,首先以JPEG2000图像压缩算法为例,分析了渐进式图像传输技术与北斗短报文的特点,然后提出了JPEGRE图像恢复算法,利用峰值信噪比与结构相似性参数反映算法性能,最后通过实验方法证明JPEGRE图像恢复算法与其它流行算法相比具有更好的恢复能力。本文研究旨在提高有损压缩后图像恢复程度,辅助电力应急时做出更优的应急方案。     

双系统双网络通道架构下的HVDC冗余网络通信故障检测与控制的研究

提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法,其主要内容是对通信系统数据流进行分析,在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块,应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理,实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明,该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点,对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。     

一种智能变电站新型双网冗余设备及实现

为了解决当前智能变电站自动化系统内网络冗余存在的问题,提出了一种变电站内新型网络冗余的设备(双网冗余接口盒及双网冗余接口卡)软硬件实现方法,将变电站内部保护测控等装置通过双网冗余接口设备接入符合IEC62439-3规范的PRP/HSR网络实现新型双网冗余。采用FPGA+CPU的硬件构架,通过利用在FPGA设计出以太网通信控制MAC模块、PRP/HSR模块、存储控制模块、多路报文转发控制模块协同完成变电站系统内以太网报文冗余处理。试验证明,所研制的冗余设备满足电力系统保护装置对于速动性的要求,在智能变电站自动化系统内具有较好的实用性。     

基于虚拟网桥原理的PRP/HSR网络接口设计

针对智能变电站的通信网络冗余问题,分析IEC 62439-3中的并行冗余协议(parallel redundancy protocol,PRP)及高可用性无缝环网(high-availability seamless redundancy,HSR);根据两者相同的报文转发特点,提出在操作系统层面实现冗余协议的网桥方法;设计并实现Linux系统下网桥结构的PRP/HSR网络驱动方案。该方案在内核设计实现虚拟网桥及其虚拟端口;通过控制虚拟端口与物理端口之间的报文转发,实现报文的冗余处理。测试表明:该方法能实现PRP/HSR协议的零冗余恢复时间,经济有效地解决智能变电站站控层网络冗余问题,可提高网络通信的实时性和可靠性。     

基于北斗短报文的电能计量终端系统的研究

针对偏远地区电能数据采集问题,提出一种利用北斗短报文通讯功能实现信息远程传输的方案。方案利用中间件技术,重新设计的通信规约与报文结构,成功实现了与现有计量自动化主站系统的通信。通过一段时间的上线运行,利用北斗短报文通讯可以实现偏远地区电能量数据远程自动采集,传输质量满足电能量数据的传输要求。     

高可用性无缝环网在数字化变电站通信网络的应用

数字化变电站对通信网络可靠性要求极高,IEC62439-3标准提出了高可用性无缝环网结构.介绍了双连接的交换节点以及处理重复报文的机制,通过删除环网内循环复制的广播报文,能够抵抗广播风暴形成.对几种冗余协议进行了故障恢复时间、可靠性、经济性等性能比较,并设计了应用高可用性无缝环网的变电站三层通信网络结构.高可用性无缝环...     

电厂PI数据库存储属性设置的重要性分析

在介绍PI数据库数据存储的过程、数据压缩的数学原理的基础上,通过电厂SIS系统研发过程中遇到的实际问题,阐述了PI数据库中标签点属性设置的重要性和必要性以及具体设置的方法,使PI数据库在电厂SIS系统建设中真正发挥其应有的作用。     

小波变换在数据传输中大数据通信格式的应用

在大数据传输过程中,需要对通信数据进行数据压缩,以保证数据的传输质量,这样就对数据压缩提出了更高的要求。本文利用小波变换,实现了一种适于大数据传输通信过程中的数据传输编码、重构及数据传输格式,它具有压缩比高,能量保持比大,编码、重构速度快的特点;同时给出了基于这种格式的数据传输系统的基本结构,重点研究了阈值对数据压缩比和能量保持比的影响;仿真实验结果证明了这种传输格式的实用、高效性。     

最大近似相容的分组测试向量相容压缩方法

针对长度过长的测试向量之间相容压缩的压缩效果不佳的问题,为了提高测试向量间的相容性,提出了最大近似相容的分组测试向量相容压缩方法。首先将测试向量按相同的数据块长度划分为若干组,然后提出对分组测试向量进行最大近似相容性的重排序,将测试集分为两个集合:已排序集合和未排序集合。先将确定位最多的测试向量作为已排序集合的首个测试向量,再对已排序集合的最后一个测试向量和未排序集合的所有测试向量进行近似相容性比较,将在未排序集合中与其近似相容性最大的测试向量依次插入到已排序集合中,直至重新排序完毕;最后,将重排序的测试向量编码压缩,每个测试向量都要存放两次,一次是源数据存入RAM存储器中以备下一测试向量参考,另一次是将压缩后的数据存入ATE中,第一个测试向量比较特殊,是将源数据不作处理分别存入ATE和RAM中。该方法使得不相容的测试向量能达到最大程度的近似相容,从而提高了测试向量之间相容压缩的压缩效果;且对测试向量间的重排序不影响故障覆盖率,且是在离线情况下实施,因此不影响测试时间。对ISCAS’89标准电路进行试验,与其他编码方案对比,证实方案可行有效,而且硬件结构简单。     

广域测量系统数据在线无损压缩算法

广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)中,相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)上传数据频率为100Hz,存储占用空间和写入速度对系统要求很高。旋转门(swing door trending,SDT)压缩算法在保留原始数据足够精度的条件下,压缩效率低,Huffman编码压缩计算时间长,难以适应WAMS实时数据的采样速度。文中给出了一种WAMS实时数据在线压缩算法：对原始数据做初等变换,只保存过程数据的增量,浮点(float)型数据分解为单字节存取,用改进的LZW(Lemple-Ziv-Welch)算法实现WAMS过程数据的在线无损压缩。6 000个连续实时数据压缩计算时间为16 ms,压缩比小于30%,可以满足电力系统分析计算对过程数据的要求。工程实践表明,该算法有效可靠,可满足WAMS实时数据的存储要求。     

AV3619系列矢网软件中的数据压缩与解压

文中介绍了在AV3619系列射频矢网软件中实现数据压缩与解压所使用的一种LZW变形算法.首先结合对LZW算法的介绍引出矢网软件中的LZW变形算法,然后对该算法的原理进行了剖析,最后对数据压缩与解压的实现过程进行了详细描述.     

按列存储的配电网监测数据包区间编码正规化压缩处理

针对不断增长的配电网按行存储数据的模式造成数据体量持续增大、压缩率难以提高的问题,利用按列存储的数据包架构和扩展区间编码的正规化处理技巧,提出了一种大体量配电网监测信息的压缩处理新方法。以列数据包为底层存储、知识网格为组织架构,将区间编码和正规化处理融入底层监测数据包的并行压缩处理进程中。以北京某动车段的配电网调度监测工程数据为算例,进行列数据包区间编码的正规化压缩测试。仿真结果表明:扩展区间编码的正规化处理技术可使监测信息压缩率提高至94%,获得了比已有云计算集群更好的压缩效果,通过动态调整映射区间,即可方便实现在无穷区间中对海量化监测信息编码压缩的工程应用需求。     

基于PQD IF格式压缩的电能质量数据模型

标准化数据解决方案是不同厂家的电能质量监测系统实现互操作性,达到信息共享的重要保证。介绍了电能质量数据交换规范PQDIF(PowerQualityDateInterchangeFormat)。在此基础上详细分析了电能质量数据传送、数据对象统一建模和基于Zlib的数据压缩等内容。采用此数据模型基于Web技术的电能质量监测和分析系统已投入运行。     

基于B样条小波的电力系统故障录波信号的数据压缩技术

针对在电力系统发生故障时,微机型继电保护装置因受内存容量的限制,不能存储过多故障数据的现象,提出一种实用的数据压缩技术———采用离散小波变换把数据从时域变换到频域,对高频系数选取门限进行阈值量化,对低频系数则经过数据变换后实施自适应Huffman编码处理,并对小波阈值设置、样条小波、Huffman编码等关键问题进行了详细讨论。仿真分析表明,数据压缩比和重构的方均误差均很小,验证了本方法的可行性,具较高的实用价值。     

用分形理论压缩和恢复高压绝缘子泄漏电流

泄漏电流信号中包含了污秽绝缘子闪络发展过程的丰富信息,但是庞大的数据量使得传送和处理系统速度降低。为了尽量提供完整的原始泄漏电流数据,从泄漏电流的非线性特性和后期的剧烈震荡性出发,应用分形理论的迭代函数法对原始泄漏电流数据进行了压缩;根据迭代函数参数,应用分形插值和拼贴定理对压缩后的泄漏电流数据进行恢复。实验结果表明,分形理论在具有分形特性的泄漏电流数据压缩和恢复中具有优势。应用分形方法压缩数据具有很高的压缩比和很小的重构误差,使得泄漏电流在传输过程中数据量大大减小,提高了整个系统的速度和效率。     

InSQL数据库原理及结构介绍

介绍了Industrial SQL(InSQL)数据库特点、与MS SQL数据库的关系,以及C/S、B/S两种结构的客户端工具.讨论了InSQL数据库数据压缩的方式、数据存储区域及其进行数据检索的若干模式.最后阐述了InSQL的数据采集接口以及其独有的事件系统.