基于DSP和交换芯片的智能终端通信模块设计

文章在分析数字化变电站对智能终端通信能力要求的基础上,提出一种基于ADSP-BF518处理器、FPGA和以太网交换芯片Marvell 88E6060的通信模块设计方案,以实现测控保护一体化智能终端与站内设备之间的高速通信。针对IEC61850标准变电站对智能终端通信网络的需求,分析了时钟同步、采样值和GOOSE信息的数据传输特征,完成智能终端通信模块硬件设计和底层驱动程序的开发,并引入嵌入式实时操作系统uC／OSlI,通过合理分配任务优先级和任务间调度。实现了lEEEl588时钟同步、IEC618509-2采样值和GOOSE报文的传输,验证了设计的可行性。     

面向通用对象的变电站事件（GOOSE）实时解析和预警系统

GOOSE已经在数字化变电站中广泛应用,但缺乏对GOOSE通信过程有效的分析、监测工具。针对这一空白,提出了GOOSE报文实时解析的步骤和方法,定义了GOOSE传输的正常和异常事件,根据GOOSE实时解析的结果建立了GOOSE通信模型,并在此基础上开发了GOOSE通信预警软件和图形化的人机界面,阐述了预警系统在数字化变电站中的应用情况。GOOSE实时解析和预警系统能够及时发现通信异常,消除缺陷,保证数字化变电站的可靠运行。     

一种新模式常规采样GOOSE跳闸变压器保护的设计及应用

为解决智能变电站复杂数字采样回路环节引起的采样数据异常,提出一种新模式的常规采样GOOSE跳闸变压器保护设计方法。利用NPI插件实现模拟量双AD直接采样的新采样回路并兼容GOOSE信息传输,同时配合基于滑动数据窗的双AD实时采样数据互校验判据,用于监测采样数据的有效性。另外,针对特高压变压器涌流特性,提出了一种分相差流谐波或闭锁、非间断点开放的综合励磁涌流识别判据。仿真结果表明,综合励磁涌流识别判据可以应用于新模式的变压器保护。     

智能配电网GOOSE通信机制的研究与实现

IEC 61850标准因其良好的互操作性等优点,成为了智能配电网事实上的标准。作为IEC 61850最重要的报文之一,GOOSE主要实现配电网自动化设备开关状态和操作命令等重要实时信号的交互。研究配电网智能电子设备GOOSE通信的机制与实现,具体介绍了GOOSE通信的核心模块,进而通过搭建软硬件通信测试平台进行通信测试,使用报文分析软件捕捉和分析网络中的GOOSE报文,证明所开发的GOOSE通信模块达到了预期的功能要求。     

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)实时解析和预警系统

GOOSE已经在数字化变电站中广泛应用,但缺乏对GOOSE通信过程有效的分析、监测工具.针对这一空白,提出了GOOSE报文实时解析的步骤和方法,定义了GOOSE传输的正常和异常事件,根据GOOSE实时解析的结果建立了GOOSE通信模型,并在此基础上开发了GOOSE通信预警软件和图形化的人机界面,阐述了预警系统在数字化变电站中的应用情况.GOOSE实时解析和预警系统能够及时发现通信异常,消除缺陷,保证数字化变电站的可靠运行.     

行波故障测距功能插件的研制

以微机线路保护装置和微机故障录波装置为依托,提出了高压线路行波故障测距功能插件的设计思想。该插件遵从高度独立运行的设计理念,自身带有中央处理单元(CPU)、高速采集、高精度时钟、开关量输入、开关量输出、通信接口以及电源变换等功能电路,并且通过嵌入式多任务操作系统对插件软件中的各项功能任务进行统一调度。以此为指导,对某微机线路保护装置进行了适当改造,进而研制出与之配套的行波测距功能插件。该插件通过保护装置母板获取来自保护装置电源插件的直流电源,并且通过串行通信接口(经母板)与保护装置的人机接口(HMI)模块通信。行波测距功能插件的应用,能够实现高压输电线路行波故障测距与线路保护或故障录波的一体化。     

智能变电站GOOSE通信异常分类研究及影响分析

以天津范庄村220 kV新一代智能变电站为例,基于智能变电站三层两网通信结构的特点,详细研究了GOOSE通信的要求和技术方案,提出了GOOSE通信异常的分类方式,分别分析了GOOSE通信异常对二次系统造成的影响,并通过工程实践加以验证,指明GOOSE通信过程中现场需注意的关键点,对现场实际工作有较好的指导作用.     

一个用于智能水电厂IED的GOOSE通信实现设计

IEC61850标准在智能水电厂的应用可以提高通信效率、实现数据共享。分析了智能变电站和智能水电厂中GOOSE应用的差异。提出了一种基于FPGA的智能水电厂IED的GOOSE通信实现设计。详细介绍了整体构架和报文收发软件设计。针对智能水电厂中交互信息类型多、数据量大等特点,设计了GOOSE报文硬件解码模块。利用FPGA的并行运算机制,在接收报文的同时完成解码与校验,进一步提升通信效率。仿真结果表明,该硬件解码模块满足智能水电厂GOOSE通信时效性和可靠性的要求。     

GOOSE通信异常判定方法分析与处理

以天津范庄村220 kV智能变电站为例,基于智能变电站三层两网通信结构的特点,根据GOOSE通信的要求和技术方案,分析了GOOSE通信异常对二次系统造成的影响,提出了GOOSE通信异常的判定方法和处理方案,并通过工程实践加以验证,取得了较好的效果.     

GOOSE信号闭锁在煤矿供电系统防越级跳闸中的应用

针对煤矿井下供电系统在短路故障时出现越级跳闸的问题,在煤矿井下现有微机综保装置和高速安全监控网络的基础上,设计了基于GOOSE通信的闭锁模块。利用GOOSE通信机制的实时性和可靠性,当发生短路故障时在供电系统上下级线路综保装置间传送闭锁信号,可以快速准确地确定故障点位置。测试表明GOOSE信号闭锁模块在短路故障时能释放距故障点最近综保装置的跳闸信号,满足继电保护选择性,有效防止越级跳闸现象。     

智能变电站中过程层和间隔层功能一体化IED的设计

常规变电站的智能化改造需要增加过程层设备并改造间隔层设备,施工复杂,对中低电压等级间隔经济性欠佳。提出了采用过程层和间隔层功能一体化智能电子设备（IED）的分散安装配置方案,并设计了功能一体化的新型IED,将合并单元、智能终端功能和测控、保护功能在一台物理设备中实现。介绍了该IED的总体设计方案和软硬件结构,主要由Po...     

基于GOOSE的变电站保护功能应用研究与实现

分析了GOOSE通信在变电站保护功能中的应用.文章主要探讨了GOOSE在失灵保护、重合闸、分散式方向母线保护等保护中的应用原理和信号需求情况,给出了相关的GOOSE信号交互表和动作逻辑.另外文章还分析总结了GOOSE保护应用的各种网络结构的性能,对于不同的电压等级,推荐了合适的网络结构.最后,还指出了保护装置中GOOS...     

一种智能GIS综合在线监测方案

介绍一种智能变电站SF,气体绝缘组合电器(GIS)的综合在线监测的方案及其实现方法.方案包括安装于GIS本体的各种传感器、小信号处理模块、监测信息诊断模块、开入模块、IEC61850通讯接口模块.本方案据有实用性广,采集信息多,诊断准确、具备IEC61850标准的GOOSE接口和MMS文件传输功能,满足了GIS运行的实...     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

基于GOOSE方式的网络化母线保护

在电力系统中,35 kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题,一般未装设专用母线保护.但由于高压变电站的35 kV及以下电压等级系统出线多、操作频繁、容易受小动物危害、设备绝缘老化和机械磨损等原因,仍然有母线发生故障的情况.基于IEC61850通信规范基础的数字化变电站,可以实现二次设备之间互操作及信息共享,并实现一次设备智能化、二次设备网络化.提出的基于GOOSE方式的网络化母线保护,能够直接应用到数字化变电站中,具有较大的实用价值.     

基于GOOSE的变电站在线式五防系统的实现

介绍了一种基于面向对象的通用变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)技术的变电站在线式五防系统。首先分析了传统微机五防所存在的缺点,接着介绍GOOSE技术的基本情况,并对变电站在线式五防系统进行了全面概述,然后详细分析了本系统具体各模块的实现方式包括监控后台、测控屏柜、智能操作箱及锁具的实现,最后针对本系统在运行当中可能出现的各种异常情况提出了处理建议。主要阐述该在线式五防系统如何设计和实现,能方便的解决传统微机五防的缺点,在今后变电站的五防系统建设中具有良好的应用前景。     

新型微机式母线保护装置通信管理系统的设计

基于PowerPC和Nucleus PLUS平台,设计了WMH-500微机式母线保护装置通信管理系统,主要包括存储模块、时钟模块、通信接口模块、人机接口模块,并通过液晶终端和打印机来实现数据交互和监测.系统应用行业标准IEC 60870-5-103,通过BS485或以太网接口与外部进行通信,可较好地适应厂、站自动化系统的要求.实验运行结果说明所研制的系统具有工作稳定可靠、便于操作、易于扩展和良好的实时性等特点,从而提高了母线保护装置的整体性能.     

基于自适应采样算法及数据处理的过程层设备时延优化设计

智能变电站与传统变电站相比,二次保护系统中增加了过程层设备合并单元及智能终端,引起了保护设备动作时间变慢。提出将合并单元的单一插值采样算法改为同步采样算法与插值算法相结合,基于同步状态自适应调整采样算法,减小了合并单元内部采样数据的处理时延。针对智能终端的CPU插件进行了改进,由FPGA完成GOOSE组播过滤、网络风暴功能,CPU负责处理GOOSE的接收与发送,同时采用MOSFET光电耦合继电器作为启动继电器,通过优化设计减少了智能终端的出口时间。基于上述设计,研制了新型过程层装置,并对比开展了动模仿真及静模仿真验证。仿真试验结果表明,新研制的过程层装置配合线路保护装置的整体动作时间相比优化前减少3 ms,能够满足GB/T-14285标准对继电保护装置整组动作时间的要求。