变压器智能组件IEC61850通信的实现

鉴于传统一次设备(如变压器)接口不统一、协议种类繁多,无法接入智能变电站系统,故采用"传统一次设备+智能组件"方式将传统设备接入智能系统中。智能组件支持基于IEC61850标准的服务,输出基于IEC61850标准模型的数据信息,传统设备经过智能组件接入智能系统即能实现兼容运行。实现了一个智能组件,将传统变压器采集设备的通信规约转换为IEC61850通信,介绍了系统的工作原理、硬件结构和软件流程,并验证了协议转换的正确性。     

基于协议特征的电力工控网络流量异常行为检测方法

随着信息通信技术在电力工控系统中的广泛应用,电力工控系统遭受网络攻击的风险不断增加。电力工控系统的信息传输和交互以通信协议的流量数据为载体,流量数据的应用层报文在传输过程中存在被窃取及篡改等风险。文中以IEC 60870-5-104协议为例,在对其脆弱性分析的基础上提出了基于协议特征的电力工控流量异常行为检测方法。首先,对电力工控流量进行应用层报文的提取及解析,并结合报文字段特征以及典型电力业务特征建立起电力工控流量正常行为模型。其次,依据正常行为模型对流量数据进行单字段畸形校验、多字段耦合逻辑校验、帧与帧时序逻辑校验、帧与帧上下文异常校验,实现流量异常行为的识别。最后,基于某220 kV变电站的实际流量数据集进行仿真,结果表明所提方法对于典型异常行为检测准确率约为99.98%,能够有效辨识电力工控系统流量异常行为,提升电力系统的安全性。     

面向智能电网的主厂站一体化关键技术探讨

针对传统调度自动化系统和变电站自动化的相对独立建设模式,提出一种基于服务架构的主厂站通信一体化解决方案。考虑现阶段主厂站间的通信体系,分别从通信协议、变电站基础平台、模型和数据3个方面开展研究:通过采用基于服务的交互协议,实现主站与变电站间的服务化交互;通过构建开放的变电站基础平台,实现主站对变电站模型、数据和文件的按需调阅;针对主厂站间交互模型和数据的标准化问题,梳理已颁布的模型和数据技术规范,提出分类业务模型转换与规范化数据接入框架,以利于主厂站间更加灵活的交互。最后给出了主厂站一体化整体技术框架。     

智能高压开关柜IED设计

随着智能变电站的提出,变电站各类一次设备运行信息均需要遵循IEC61850协议上传至信息一体化平台。设计了一种应用于变电站高压开关柜中的智能电子设备(IED)。开关柜IED适应开关柜内各种不同的监测单元,符合IEC61850协议和智能开关柜的要求,便于监控中心远程处理数据。它把多种通信方式整合到一起,实现各个监测单元与IED之间的数据通信和控制。IED采用DSP+ARM双CPU结构,具有保护、测量、处理、通信等功能,功能集成度高,满足智能开关柜通信实时性和高速性的需求。     

基于IEC 61850的输变电设备状态监测集成平台

为了满足未来智能电网对全景状态信息进行监测和共享的需要,文中提出基于IEC 61850标准的输变电设备状态监测集成方法,并给出了集成平台的系统结构.通过对无缝通用通信服务器、协议转换方法以及状态监测实时通信等关键问题的研究,将不同厂商、不同通信接口、不同通信协议的输变电状态在线监测装置同时接入并集成到IEC 61850技术体系,并对外提供统一的IEC 61850通信接口.采用荷兰KEMA公司UniCA 61850 Analyzer分析仪捕获并分析了所实现的关联、目录获取与报告等服务的报文,验证了实现方法的正确性和可行性.     

智能通信服务器在变电站自动化系统中应用

介绍了基于嵌入式Linux系统和IntelXscale网络处理器的Moxa智能通信服务器在煤矿井下6kV变电站自动化系统接入煤矿自动化系统中的应用。通过Linux串口编程技术、多线程编程技术和网络编程技术对其进行二次开发,实现了智能通信服务器的多个串口同现场不同接口、通信协议种类繁多的测控装置和智能设备的通信,收集它们的实时采样数据,同时采用Modbus/TCP协议作为智能通信服务器和煤矿调度指挥中心的通信协议,将处理后的各种现场实时信息纳入煤矿调度指挥中心,实现了井下6kV中央变电站的无人值守。由于Modbus/TCP协议具有通用性,所以该装置可与多种上位机软件监控平台建立连接。     

一种智能变电站环境温湿度在线监测系统

本文针对传统变电站高压开关室温湿度环境存在的问题,构建了一种智能变电站温湿度在线监测系统,将变电站开关室、智能组件柜、端子箱等现有在线温湿度监测系统中数据接入“大数据”分析平台,运用多种科学数据分析算法实现“全方位”研判,实现设备状态超前预测,具备温湿度在线智能监测、智能分析、智能研判等功能,大大提升了设备健康水平,提升了运维质效,具有一定的推广价值。     

一种高度集成智能变电站二次运维平台的研究与应用

本文论述了智能变电站运维检修现状,从智能变电站继电保护运维检修的实际特点和需求出发,充分运用现有的软件技术及通讯原理,设计一种集成保护设备在线监视与诊断、继电保护信息系统、故障录波器和网络报文记录及分析装置为一体的智能二次运维平台,并具体阐述该平台的设计思路,以及实现方法。经实践证明,此平台充分体现了各子模块之间的数据共享和系统集成,可实现继电保护的智能运维,极大地提高了现场数据的综合利用和变电站的运维检修效率。     

ISO 15765机制在FlexRay网络中的研究与实现

FlexRay网络是新一代的车载通信网络,ISO 15765协议是当前汽车中使用最多的诊断协议,提出一种将ISO 15765机制应用于FlexRay网络的方法。基于FlexRay网络时分多址访问(TDMA)和柔性时分多址访问(FTDMA)的特点,通过分析静态段和动态段中有效载荷及数据帧传输时间,得到诊断报文的分段策略以及数据帧传输时必须满足的时延要求;针对FlexRay数据帧中不包含目的地址的情况,通过在帧有效载荷中增加表示地址的字段,实现诊断报文到FlexRay数据帧的映射。最后在CANoe上进行了仿真实验,验证了本方案的可行性。     

多协议以太网网关在煤矿综合自动化系统的研究与开发

针对当前构建煤矿综合自动化系统的需要,研究开发了一种具有前置数据处理和协议转换功能的多协议以太网网关。首先选择内嵌MontaVista Linux嵌入式实时操作系统的MOXA UC-7420智能通信平台作为网关的开发平台,并以煤矿综合自动化系统中的变电站自动化系统接入煤矿综合自动化系统为背景,构建了基于多协议以太网网关的解决方案,然后重点围绕网关应用软件的设计与实现,阐述了网关应用软件的总体架构,各主要模块的设计方案及实现。最后,给出了多协议以太网网关在现场的具体应用。     

基于DSP新型智能装置的变电站系统

从变电站的现场实际情况出发，结合目前电子器件及微处理器方面的最新技术，提出一种基于DSP的新型变电站自动化系统，介绍了以TMS320 F2407 DSP芯片为核心的智能化断路器的特征及功能，以此为基础，构成了一体化的变电站自动化系统。阐述了从单个节点到多个节点的设计原理及实现，在此基础上分析了网络的七层协议，定义了一套应用于现场的通信规约，详细说明了此规约的通信原理及实际使用情况。     

智能变电站金属氧化物避雷器在线监测智能电子设备的设计

针对智能变电站设计一种金属氧化物避雷器（metaloxidearrester,MOA）在线监测智能电子设备（intelli—gentelectronicdevices,tED）,对MOA的全电流、容性电流、阻性电流、雷击次数、温度和湿度等参数进行运算与初步诊断,与MOA在线监测终端共同实现MOA绝缘状态与运行状态的在线监测,并按照要求将监测结果发送至主IED。该设计采用高级精简指令集计算机微处理器（advancedreducedinstructionsetcomputermicro—processor,ARM）与数字信号处理器（digitalsignalprocessor,DSP）相结合的结构实现快速数据分析、处理以及复杂事务管理;采用IEC61850协议作为智能变电站MOA在线监测IED与主IED、主IED与信息一体化平台之间的通信规约,保障不同厂家之间同类设备的互操作性;采用IRIG-B码实现设备之间的同步,提高了在线监测精确度。该设计在唐山虹桥变电站得到实际运行检验,能够实现预期目标。     

具有可视全景功能的智能变电站二次系统

高性能的智能变电站二次系统高可视化全景调测平台,将有助于掌握智能化变电站通信和实时运行状态及操作情况,解决当前变电站二次系统信息缺乏的问题。论文以当前电力系统自动化领域最全面的IEC 61850协议为基础,研究了MMS、GOOSE和SMV三种应用最重要IEC 61850报文的解析方法及其可视化实现,文中针对MMS、GOOSE和SMV三种报文各自的报文特点,分别详细地介绍了报文的解析思路、技术和可视化功能。该系统在智能变电站的应用情况,表明系统具有良好的效果。     

用人工神经网络实现远动设备的即插即用

针对配电网自动化工程中系统集成的一个实际困难，即远动设备经常与主站SCADA系统所采用的协议不同，提出了远动设备的即插即用问题和解决该问题的一种可行方案，即采用人工神经网络建立起协议的特征信息与协议类型之间的非线性映射关系，来完成设备协议类型的识别，并对实际数据的获取，特征码的提取，样本的编制，训练次数，通信速率的自动识别以及新协议的添加等关键问题给出了处理方法，此外，还简要介绍了采用方案实现对远动设备即插即用支持的多协议智能通信控制器的软、硬件构成和实现方法，在当前没有远动设备即插即用标准的情况下，文中所提出的方案在这方面做了有益的尝试，并取得了较为满意的效果。     

基于IEC 61850标准的变压器在线监测系统的设计

分析了目前变电站自动化领域的通信标准IEC61850,并结合变压器状态监测的实际功能需求,增加了实时录波功能,改进了智能变压器状态监测系统。给出了基于IEC61850标准的智能变压器在线监测系统总体结构框架图,按照标准对变压器在线状态监测系统扩展了录波逻辑节点和监测数据,实现了智能变压器在线状态监测系统的改进设计和建模。     

制造报文规范在变电站自动化系统中的研究与应用

IEC61850是新一代变电站自动化系统无缝通信协议标准,以实现互操作性为主要目的。制造报文规范的引用规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备和智能控制设备,使出自不同制造商的设备之间具有互操作性。阐述了MMS技术及其在变电站自动化系统中的应用,并分析了基于IEC61850标准的制造报文规范通信系统及其服务流程。     

面向智能变电站通信网络可靠性研究

智能变电站通信系统故障时的零恢复时间和零数据帧丢失问题,传统的冗余机制无法解决。针对这一问题,以智能变电站通信网络的可靠性为研究对象,提出一种并行冗余协议和高可用性无缝环网协议相结合的系统模型。建立站控制层使用并行冗余协议,过程层使用高可用性无缝环网协议的模型,通过可靠性框图和成功流法进行可靠性评估。通过算例验证了所提方法的可行性。结果表明,所提方法能有效地提高通信网络的可靠性,为智能变电站的发展提供了参考和借鉴。     

智能组件技术在智能变电站中的应用

针对传统变电站中二次设备数量繁多,配置冗余及通讯繁杂等问题,根据国家电网公司《智能变电站技术导则》要求,采用设备整合、功能集中方式的智能组件在智能变电站得到了广泛应用,解决了传统测量、控制、计量、检测、保护装置的一系列问题。智能组件通过网络连接至系统层,实现与站内其他设备和调度系统的信息交互,增强了信息交互的速度及可靠性。分析及应用结果表明:智能组件改变了目前变电站的管理模式,给计量、远动和保护等部门的管理带来积极影响。     

变电站二次智能电子设备通信接口与通信协议应用分析

介绍了变电站智能电子设备(IED)的发展概况,通信特点。主要对变电站智能电子设备的通信接口,及其通信接口相对应的通信协议做了详尽的应用分析。