基于实时通信的风电场接地故障保护方案

风电系统的保护必须考虑电网和风电机组产生的故障,其中接地故障使相电压升高到线电压和产生瞬间过压,能降低绝缘并对设备造成损害。文中主要讨论用IEC 61850中的通用面向对象变电站事件（GOOSE）报文解决馈线接地故障保护问题,从分析一种实际的风电场和风电机组保护模型以及接地保护启动功能出发,介绍了接地故障中风电智能电子设备（IED）信息通信模型和各IED之间的交互模型,并用PSCAD软件对风电接地故障进行了仿真。设计了保护方案中的GOOSE跳闸报文的实现,通过对GOOSE报文进行模型实验和分析各IED之间交互的时间序列,可证明用信息化手段能很好地解决接地故障,避免风电机组受到损害。     

遵循IEC 61850标准的广域电流差动保护IED

应用多点信息的广域继电保护已经成为当前继电保护领域研究的热点，IEC 61850系列标准的颁布使广域继电保护应用于现场成为可能。文中以广域电流差动保护智能电子设备（IED）为例，借鉴IEC 61850功能分层结构、统一对象建模和抽象通信服务接口的特点，对其进行了建模，扩展了广域电流差动保护新逻辑节点，实现了各IED之间的互操作性。对广域电流差动保护IED的硬件实现进行了设计，采用插件式的硬件构成，阐述了逻辑设备与硬件插件间的一一映射关系。     

采用IEC 61850构造变电站广域保护代理的信息模型

基于代理（Agent）技术的广域后备保护有助于提高电网安全，因此得到人们的关注和研究。文中提出采用IEC 61850构造变电站广域后备保护代理的信息模型。阐述广域后备保护系统分布式对等协商的一般性体系结构，研究保护智能电子设备（IED）中包括广域后备保护代理在内的逻辑节点组成。将保护代理设计成扩展型逻辑节点，具有接口层、高级处理层、基本服务层嵌套对象结构。根据一种广域保护算法，阐述基于多任务的保护代理与其他逻辑节点的协作流程和设计。研究位于不同变电站的保护代理之间点对点远程通信原理，分两阶段提交。协商消息以面向通用对象的变电站事件（GOOSE）等报文为基本内容，采用用户数据报协议（UDP）或传输控制协议（TCP）区分传输。广域后备保护代理模型在EPOCHS平台得到仿真实现和验证。     

分布式发电条件下的新型电流保护方案

根据分布式发电（DG）接入配电网后网络结构和故障电流的变化特点，提出了一种新型电流保护方案。该方案利用电流综合幅值的比较将故障范围缩小到一个故障搜索区域之间，然后利用该区域电流间的相位关系对故障线段进行定位。文中详细论证了故障搜索的电流幅值判据和故障判断的电流相位判据，并分别提出了其矩阵算法，该算法对DG投退造成的网络结构的随机变化具有自适应性，对智能电子设备（IED）故障具备一定的容错能力，满足DG接入对配电网保护提出的要求。利用IED进行分布式处理，降低了保护对通信系统的要求，同时，由于仅利用电流量进行故障搜索判定，工程上较容易实现。文中对该电流保护方案进行了算例仿真，证明了方案的正确性。     

基于IEC 61850标准的新型集中式IED

基于IEC 61850标准的变电站自动化是一种必然趋势。站级总线、过程总线的应用对间隔层智能电子设备（IED）网络接口的实时性、可靠性有很高要求，且数量众多的间隔层IED使变电站网络接线复杂。计算机技术的快速发展使硬件的集成度越来越高，可靠性大幅度提升，间隔层设备将会向集成一体化方向发展，使设计理念为面向变电站整体功能，有利于控制、保护功能的协调并大幅度减少IED数量。提出了一种遵循IEC 61850标准的间隔层新型集中式IED方案，在1台新型集中式IED上实现多台IED所完成的功能，分析研究了其硬件方案、软件结构及内部信息交换方式等关键技术，为实施基于IEC 61850标准的变电站自动化系统提供了一种新的解决方案。     

基于多agent的电力系统主从递阶恢复决策

将多agent技术的分布式信息处理和主从递阶决策方法有机结合，提出一种分布式电力系统恢复的主从递阶决策模型。采用面向agent技术设计了主从递阶恢复决策系统的体系结构、各级调度agent的内部功能结构以及基于承诺和约定的交互协作机制。各级调度层的承诺为其恢复行为提供了一定程度的可预见性，约定作为变化的恢复过程中监控子调度层承诺进展的手段，为动态环境中的主从决策层的协作提供了灵活性。仿真结果显示，该模型不仅能够处理分布式群体决策中的多决策主体之间的配合问题，而且能灵活处理恢复过程中所出现的问题。     

基于可信计算方法的变电站自动化远程通信设计

通过对安全功能执行点定位的分析，证明把安全功能执行点定位在智能电子设备（IED）符合IEC TC57无缝通信体系。针对这种安全需求，将可信计算组织（TCG）推出的可信计算方法引入变电站自动化中，在IED中种植可信平台模块（TPM）并建立信任链，采用远程过程调用（RPC）技术将信任关系扩展到远端，设计了一种安全远程通信平台，而报文的安全由公钥基础设施（PKI）或对称加密技术来保证。在此基础上，针对变电站远程控制的安全需求，结合变电站自动化控制操作的动作序列，设计了变电站自动化远程控制的安全通信体系。该设计能与IEC 61850，TCG等相关的最新国际标准保持一致，相关的密码算法遵循国家密码管理局的商用密码管理条例。     

基于IEC 61850标准的IED图形化编程技术

IEC 61850标准的互操作及功能自由分布特性要求变电站自动化系统中不同智能电子设备（IED）间更灵活地协同。提出一种图形化编程技术的IED开发方法，它基于IEC 61850标准，遵循IEC 61131-3编程标准，不仅具有常规图形化编程的优点，而且提升了IED外在形态和内在形态的标准性。设计一种IED软件方案，研究图形化编程与IED数据存储区的参数关联方法，为推进产品编程开发手段的灵活性、标准化，提高产品互换性提供了一种解决方案。     

兼容IEC 61850的间隔层IED模型设计与实现

实现智能电子设备（IED）间互操作是变电站通信网络和系统系列标准IEC 61850的重要目标，模型设计是实现这一目标的重要步骤。从互操作性支持条件分析出发，给出了IED模型通用设计方法，讨论了间隔层IED的模型实现。间隔层IED的信息模型以数据结构的形式实现。从互操作性角度分析了已有数据逻辑结构的优缺点，提出了抽象通信服务接口（ACSI）-功能约束（FC）结构，把FC引入数据结构且真实反映了信息模型的对象层次，从而更好地支持互操作性。另外，提出了基于二叉树形式的二叉和三叉链表数据存储结构，通过例子验证了这2种结构的数据查找和遍历的便利性，并给出了ACSI-FC结构在二叉或三叉链表存储结构下的FC过滤方法。     

变电站GOOSE报文在IED中的实时处理

报文的通信延迟包括传输延迟和处理延迟2部分。IEC 61850标准将面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文直接映射到数据链路层，能有效减少传输延迟。文中对GOOSE报文在变电站智能电子设备（IED）中的处理延迟进行了研究。分析了前后台方式的嵌入式系统在变电站IED中处理实时报文方面的不足，提出在IED中采用具有强实时内核的操作系统，并针对IED中实时报文和非实时报文混合处理环境需求，在RTAI实时操作系统上设计了保障GOOSE报文处理实时性的方案。实验验证了该方案的有效性和实用性。该研究结果对于使用IEC 61850的变电站IED过程总线通信设计具有参考意义。