IEC 61850-9-2标准下合并单元信息模型及其映射的实现

IEC 61850-9-2标准规定了间隔层和过程层之间通信的特定通信服务映射,规范了采样值的网络传输方式。为了符合该标准,设计了合并单元的服务器模型及其采样值模型。采用多路广播采样值传输通信服务(SendMSVMessage),将采样值模型服务映射到以太网链路层,实现了对合并单元采样值的传输。经实验证明,合并单元发出的采样值符合IEC 61850-9-2标准。     

遵循IEC 61850-9-2实现变电站采样值传输

基于IEC61850标准的实时、可靠的采样值传输是数字化变电站过程总线通信的重要内容。IEC61850-9-2与IEC61850-9-1相比在灵活性和适应性等方面具有较大优势,但其实现的难度也增加了。文章阐述了遵循IEC61850-9-2实现采样值传输的对象模型、服务映射和编码规则,以及采样值发送和接收应用程序的开发过程和实现方法。通过在初始化过程中构建应用数据管理链表和预配置的方式提高程序效率,并组建了一个简单的测试环境对通信报文的正确性进行测试和分析。     

基于FPGA与ARM的智能合并单元设计

针对智能变电站信息数字化、功能集成化、结构紧凑化的要求,分析了IEC 60044-8、IEC 61850-9-1/2标准对合并单元的定义,在此基础上设计了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)与高级RISC微处理器(advanced RISC machines,ARM)的智能合并单元。辅处理器FPGA负责多路数据的同步接收,并集成逻辑判别机制软件实现母线的并列运行和切换;主处理器ARM负责FPGA的实时控制并将采样值按IEC 61850-9-2标准通过以太网发送,采用预配置采样值控制块实现采样值传输模型的灵活定义,避免了制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)映射的实现困难。试验结果表明了设计方法的可行性和正确性。     

IEC61850标准下采样值传输规范9-1、9-2的对比和分析

IEC61850-9-1/2是IEC61850标准中定义采样值传输的重要模型,深入了解9-1和9-2协议对研发符合IEC61850标准的变电站自动化系统具有重要意义。本文对9-1和9-2协议的内容和实现方式进行了详细介绍,从采样值信息传输的内容、通信方式、网络形式,SCSM映射方式等方面对9-1和9-2进行了分析和比较,并对二者在实际工程中的应用进行比较,提出了自己的观点。对学习和掌握IEC61850标准和IED设备过程层总线通信设计有参考意义。     

基于IEC 61850标准的采样值传输模型构建及映射实现

采样测量值的数字化传输是实现变电站自动化系统过程层与间隔层串行通信的重要部分。分析了IEC 61850标准定义的采样值传输抽象模型，基于IEC 61850-9-1定义的合并单元，以变压器差动保护所需采样值为研究对象，对采样值传输模型进行具体合理构建，并实现此模型在通信堆栈的映射，揭示了标准中抽象模型与具体映射之间的内在统一关联。     

基于IEC 61850标准的采样值传输模型构建及映射实现

采样测量值的数字化传输是实现变电站自动化系统过程层与间隔层串行通信的重要部分。分析了IEC 61850标准定义的采样值传输抽象模型，基于IEC 61850-9-1定义的合并单元，以变压器差动保护所需采样值为研究对象，对采样值传输模型进行具体合理构建，并实现此模型在通信堆栈的映射，揭示了标准中抽象模型与具体映射之间的内在统一关联。     

数字化变电站采样值传输协议分析

数字化采样值传输在实际工程应用中主要有3种传输方案:基于FT3通信的IEC60044-8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2。从全站采样同步、可互操作性、数据共享、工程实施等方面分析了这3种通信技术的特点:基于FT3的IEC60044-8在数据同步方面具有优势,在互操作性、数据共享方面存在不足;IEC61850-9-1、IEC61850-9-2在数据同步方面有一定的局限性,但具有数据共享方面的优势;IEC61850-9-1在编、解码方面更有效率,但在工程配置上缺乏灵活性;IEC61850-9-2在模型映射、工程实施方面更具优势,而且能传输更多的采样通道状态信息,更好地体现了IEC61850的一致性。     

一种基于交流信号的模拟合并单元

分析了模拟合并单元的采样值映射模型和实现方法,利用同步采样技术,将传统PTCT的模拟交流信号构建成符合IEC60044-7/8和IEC61850-9-1标准的采样值映射,从而在传统变电站的基础上直接奠定IEC61850标准的数据基础。提出并验证了模拟合并单元的测试方案。该模拟合并单元已在数个110 kV变电站数字化工程中得到了应用。     

IEC 61850-9-2点对点采样值传输在继电保护中的实现与应用

提出了一种支持点对点方式进行IEC 61850-9-2采样数据传输的硬件系统设计方法。数字化变电站过程层采样值传输可采用组网方式或点对点方式。采用点对点方式进行IEC 61850-9-2采样值传输,保持了IEC 61850-9-2通道配置灵活、互操作性高的特点,避免了采用组网方式后必须依赖于全站时钟同步且受交换机可靠性影响的弊端,而且通道延迟固定,可靠性更高。500kV浙江兰溪变电站智能化改造工程中,应用了基于该技术的IEC 61850-9-2点对点方式进行采样值传输。     

基于IEC 61850-9-1标准的模拟合并单元的设计

IEC61850标准将变电站系统划分为变电站层、间隔层和过程层,并规范了过程层与间隔层的通信方式。根据IEC61850标准描述的采样值传输服务模型及IEC60044-7/8标准定义的合并单元模型,设计遵循IEC61850-9-1通信方式,能够采集传统电磁式互感器模拟信号的合并单元,功能得到验证。     

基于IEC61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制

介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据。合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式。     

基于IEC61850的嵌入式合并单元的研究

随着电子互感器的出现,合并单元作为将瞬时电流电压信号以指定帧格式传送给保护、控制装置而出现在变电站通信系统中。为满足IEC 61850标准对变电站自动化系统以及智能设备所提出的互操作性、实时性和稳定性要求,提出了一种新型的电子式互感器与智能设备间的数字通信接口——嵌入式合并单元,该设备采用ARM处理器,具有高可靠性和强实时性。先从合并单元的功能进行分析,研究了基于ARM的装置的功能实现,然后研究和分析了合并单元信息模型的构建,最后简单介绍了用于装置的自我描述的SCL配置文件的基本格式。     

IEC61850到IEC60870-5-101/104映射的关键技术研究

变电站通信系统若采用基于IEC61850通信结构的通信信息模型,必然要解决新系统兼容老设备的问题。目前的变电站通信中采用IEC60870-5-101/104的老设备还很多,而从IEC60870标准过渡到IEC61850是一个渐进的过程,在很长时间内使用IEC60870-5-103/104标准的老设备也会大量存在,必须保证使用IEC60870通信标准的装置在通信上与新系统相互兼容。比较了IEC61850与IEC60870标准两种不同标准体系的特点,依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了将IEC61850的数据模型和控制模型映射到104规约的映射方法和思路,将采用101/104规约的老装置纳入新的变电站通信体系。以使采用两种不同通信标准的装置可以实现互联和互通。     

与电子式互感器接口的合并单元通信模型设计

合并单元是电子式电流/电压互感器与变电站间隔层设备接口的重要组成部分。在研究了IEC61850信息模型内涵的基础上,从分析合并单元的功能入手,构建了合并单元的信息模型。信息模型采用结构化的描述方法将服务器分为逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性4个层次。研究了基于发布/订户传输机制的采样值传输模型的实现方法,提出发布/订户通信机制是一个或多个数据源向多个接收者(订户)发送数据的最佳选择。分析了为互操作提供基础性支持的目录和数据定义服务。     

基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护

研究IEC61850-90-5标准,提出了一种分布式区域纵联保护方案。通过UDP多播方式传输可路由的SV和GOOSE信息,实现了站间通信技术标准化,提高了信息共享能力。分析了IEC61850-90-5标准的关键要点,采用同步相量测量技术,实现各测量点电气量同步。提出了专用光纤和复用通道两种方式下的时钟同步方案以及时钟同步丢失的解决方案。设计出HSR环网的站间通信方案有效地保证了通信可靠性。通过工程应用验证了基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护方案的可行性。