IED遵循IEC61850标准的数据建模

IEC61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点,而实现IEC61850标准通信协议的核心内容之一是必须要在变电站内的IED(智能电子设备)中建立遵循IEC61850标准的数据模型。以保护测控一体化装置为例,探讨了IED遵循IEC61850标准的数据建模的过程步骤,具体给出建模的实例结果。对实践中遇到的几个建模问题进行了探讨性分析,提出了作者的一些看法。     

IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现

采用IEC61850协议是新一代数字变电站的自动化系统的核心技术之一,变电站自动化系统及其智能电子装置IED的配置在IEC61850协议中占有很重要的地位。首先在研究IEC61850标准和结合变电站自动化系统的工程实际的基础上,提出了一种变电站自动化系统的配置方法。然后,又介绍了作者研究的IED配置器的设计与实现,分别介绍了IED配置器的功能、信息模型和软件结构。     

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IEC61850的智能变电站图形化系统配置器原型设计

为了实现基于IEC 61850的系统配置功能,加强对保护智能电子设备(IED)之间虚拟交互消息等的描述,文中研究了一种基于IEC 61850的变电站图形化系统配置器原型系统。该系统包括配置主界面、可扩展置标语言(XML)解析与变电站配置语言(SCL)语法验证模块,以及3类交互信息(逻辑节点(LN)内部保护逻辑、IED内各LN之间的配合逻辑关系、不同IED中相关LN之间的虚拟交互消息)配置图形化界面等模块。设计了一次接线图、二次设备配置等工具箱,给出了图元绘制与拾取、以可缩放矢量图形(SVG)格式存储图形文件、图形化配置不同IED内相关LN之间虚拟交互消息等关键技术的实现方法。该配置器原型系统实现了主要功能,为智能变电站的配置开发和测试提供了一定的参考。     

基于IEC 61850的微机馈线保护IED模型的建立

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点,而实现IEC 61850标准通信协议的核心内容之一,是必须要在变电站内的IED中建立遵循IEC 61850标准的数据模型。文章以微机馈线保护装置为例,主要介绍了常规微机馈线保护所配备的功能,并将这些功能分解为IEC 61850中定义的逻辑节点,然后按照IEC 61850规约提供的模型来对分解的功能进行建模,最后采用XML语言对建立的IED模型进行了描述。     

基于IEC61850标准的互感器数据传输研究

为了实现传统电流、电压互感器在符合IEC61850标准的变电站中的应用,提出了1种基于IEC61850-9-1嵌入式合并单元的实现方案。结合基于IEC61850标准的IED工程开发方法,详细介绍了该合并单元的各个功能组件和实现过程,最后用试验证明该合并单元有很强的可靠性和应用性。     

IEC 61850标准一致性测试的方案和现场应用

介绍了一致性测试仿真环境的基本构成,包括智能电子装置(IED)服务器端模拟器、客户端监控软件、系统配置工具、IED配置工具和协议分析工具.在分析现场测试需求的基础上,提出了实现变电站内IEC 61850标准一致性测试的总体方案.应用IEC 61850标准一致性测试与仿真培训系统,针对西安供电公司2个110 kV变电站进行了完整的测试.通过分析和研究测试结果,验证了变电站支持的IEC 61850功能,对数据模型等存在的问题进行了探讨.     

基于MMS的智能仪器与变电站及调度主站通信方案

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准。制造报文规范（MMS）是IEC61850标准中特定通信服务映射（SCSM）的核心通信协议栈．也是计算机网络应用层的重要标准之一。介绍了IEC61850标准和MMS的组成后．说明MMS在TCP／IP＋以太网通信模型及基于MMS的虚拟制造设备（VMD）和实设备对象映射接口（OMI）的通用接口模型通信方案。以变电站继电保护系统为例给出智能仪器（IED）符合IEC61850标准的抽象设备模型,以及该模型所使用的服务。所提方案可解决不同厂家IED产品在同一使用环境中的兼容问题。     

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

针对现代电力开关柜设计了一种基于物联网技术并符合变电站IEC61850标准的应用于变电站间了一种隔层的新型开关柜综合状态监测智能电子设备（IED）。该IED采用ARM＋DSP双CPU架构为硬件核心,以VxWorks实时操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC61850标准的IED性能描述文件（ICD）,解析IRIG-B码进行同步对时,通过ZigBee无线网络和RS485/RFID/CAN总线实现与开关柜在线监测装置（过程层）的数据传输,按照IEC61850标准规约用光纤与综合应用服务器（站控层）进行通信。此外,还完成了开关柜综合状态监测系统结构设计、IED硬件电路设计、软件平台的构建以及IEC61850的信息建模。实际运行结果表明,该开关柜综合状态监测系统能够远程对所有开关柜状态进行综合采集、分析、传输与监测,并将这些功能融合到一体化住处平台诊断中。     

基于IEC 61850的避雷器监测IED的数据通信研究

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点。研究了IEC 61850信息建模技术和避雷器监测IED建模步骤,分析了其所必要的通信服务。在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,并针对避雷器在线监测的特点,研究扩展和使用了IEC 61850标准中的逻辑节点和数据,对实际避雷器监测IED进行了建模,探究了IEC 61850标准的抽象通信服务接口、特定通信服务映射等通信关键技术。简单介绍了用于装置自我描述的变电站配置语言(SCL),通过SCL对监测模型进行了描述,实现了其工程化的配置。     

IEC 61850一致性测试研究

变电站自动化产品遵循的IEC 61850通信标准是确保不同厂家产品互通的关键,因此,标准的一致性测试成为产品开发过程中的重要环节.文中介绍了IEC 61850一致性测试的程序、内容及测试项目,提出并讨论了一致性测试的简单框架结构.对中国的协议一致性测试的发展道路提出自己的观点.IEC 61850一致性测试工作的开展有一定的积极意义.     

分阶段实现数字化变电站系统的工程方案

IEC 61850标准解决了不同厂家智能电子设备（IED）间的互操作问题,符合IEC 61850标准的数字化变电站则简化了变电站一次设备和二次设备的设计,但过程层和间隔层的通信技术及智能化一次设备尚不成熟。文中列举并分析了数字化变电站实施所面临的若干问题,针对现阶段的实际情况,提出分阶段实现数字化变电站系统的工程方案,以及过程层网络系统通信方案。     

基于MAS的变电站信息一体化嵌入式平台设计

由于缺乏统一设计和缺少有效的信息整合平台,变电站内"信息孤岛"现象及系统的异构化程度日趋加重,信息的有效利用受到很大限制。按照IEC61850标准及面向对象技术,设计一种变电站信息一体化嵌入式平台,给出兼容变电站遗留设备及IEC61850标准设备的分布式接入方案,并提出基于多智能体系统(MAS)的软件体系架构。多个智能体之间通过分布式的灵活组态方式及发布/订阅机制,较好地兼顾了嵌入式系统的稳定性和性能的平衡。所述方法具有较高的敏捷性和可扩展性,为数字化变电站工作的开展和全面向IEC61850标准平稳过渡提供了一种新的可行途径。     

基于IEC61850的配电线路保护IED设计

为实现配电自动化系统(DAS)中的信息共享和智能电子设备(IED)之间的互操作性能,在IEC61850标准的基础上,结合嵌入式技术,设计了新型的馈线自动化终端设备模型,并对其在DAS的应用做了一定的探讨。在对该设备各主要模块功能分析的基础上,将各模块功能分解为多个逻辑节点的组合,实现系统的功能建模和系统建模,搭建了IED的"ARM DSP"双CPU结构硬件平台;在对IEC61850标准的信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务接口(ACSI)及特定通信服务映射(SCSM)等概念分析的基础上,提出了基于以太网并符合IEC61850标准的IED通信模型。     

基于IEC 61850的智能电子设备交互模型形式化描述与验证

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程代数方法对各种功能在IED之间、IED内部逻辑节点之间的交互关系、系统行为进行严谨地描述并进行自动验证,以保证分布式功能的正确性。以定时过电流保护功能为例,建立了基于IEC 61850的IED交互模型,采用在通信顺序进程(CSP)上加入时间相关操作形成的形式化语言Timed CSP描述其交互功能及系统行为,在验证工具——进程分析工具包(PAT)环境中进行了验证。结果表明,所提出的方法能有效地检测出描述中潜在的缺陷,有利于指导IED交互系统的设计并节约开发成本。     

A service interruption free testing methodology for IEDs in IEC 61850-based substation automation systems

This paper presents a methodology for the testing of intelligent electronic devices (IEDs) in IEC 61850-based substation automation systems (SAS), without any service interruption to the end users, during the testing process. IEC 61850-based SAS provides opportunities for a new level of substation operation, enhancing operating efficiency, and protection reliability based on Ethernet-based communication networks. Due to these changes to the conventional substations, importance and dependency on IEDs is increasing rapidly. Frequency of faults occurring in the power systems is random in nature and is unpredictable. It is necessary to test and maintain the IEDs to ensure their proper operation at crucial times. This paper presents a novel methodology for testing the IEDs, without compromising the service reliability during the testing process. The proposed methodology exploits the inherit characteristics of IEC 61850 standard i.e. Network - based communication, interchangeability between multivendor IEDs, and engineering based on substation configuration language (SCL) files. The feasibility and robustness of the proposed method has been verified by performing several performance verification tests with different performance metrics.     

基于面向对象方法的IEC 61850光伏逆变器的建模

以分布式光伏电站为背景,基于IEC61850的信息模型,提出了一种由SCL向C++映射的通用思路,并以光伏电站中常见的ZINV(逆变器)节点为例,简单描述了IED设备的SCL文件的建立,SCL转换到C++的方法。映射中引入XSLT,简化了映射过程。IEC 61850旨在实现数字化变电站中不同厂商的设备之间的互操作性,标准中采用了面向对象的建模方法,其内容与面向对象的程序设计(OOP)能够很好的契合。借助于OOP(C++)的类、继承、多态性等特点,契合了标准的要求,达到了互操作性的目的。     

IEC61850变电站与IEC61970主站无缝连接的研究与实现

随着越来越多基于IEC61850标准的数字化变电站投入运行,传统的规约已不适合数字化变电站的接入。通过对IEC61850、IEC61970标准的深入分析,研究了变电站与调度中心之间采用扩展的IEC61850协议进行电力远动信息实时传输的可行性,同时提出了SCL模型转换CIM模型的方法以及适用于两者之间图形交换的SVG规范。     

基于IEC 61850的对象模型在电能质量监测IED中的应用

采用IEC61850标准的面向对象建模技术对IED（智能电子设备）进行建模，可以实现不同厂家IED设备之间的无缝集成和互操作。由于用于电能监测的IED的普遍应用，以及其相对简单的功能，对象模型具有一定的代表性，对构建其他IED模型具有参考价值。文章首先描述了基于IEC61850标准的对象建模方法和详细过程，然后以电能质量监测IED为例，对测量功能的对象模型进行了具体构建，其中包括逻辑设备、逻辑节点、数据对象以及通信服务的模型，并对该模型进行了必要的优化和改进。