配电网分布式差动保护数据同步方法

提出了一种分布式电流差动保护数据同步方法，将网络交换和差动保护功能集成到智能配电终端中，智能配电终端通过光纤环网组网连接，通过智能配电终端网络交换模块间交换延迟测量报文获取高精度光纤链路时延参数。电流原始采样值报文（SV）通过智能配电终端2个方向的转发完成智能配电终端间可靠的数据交换，SV报文在传输过程中携带报文时延控制字（τ），在跨节点传输时将报文驻留时间和光纤时延修正到时延控制字内，SV报文到达接收端时记录该报文与本地采样脉冲的时间差（μ），通过τ和μ2个参数获取任意2个智能配电终端间采样脉冲时间差，利用插值原理完成电流采样值的同步。该方案具有不依赖时钟源、EPON等外部通信设备不受配电线路开关站、环网柜数量限制和光纤单链路故障不影响保护动作时间3个优点，对主动配电网及配电网高可靠闭环运行方式具有很好的应用价值。     

基于多HSR环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。     

基于EPOCHS平台的IEC 61850采样值传输仿真

采样值传输是IEC 61850变电站自动化系统过程层与间隔层之间通信的主要部分。在电力和通信系统同步仿真（EPOCHS）平台上提出IEC 61850变电站通信仿真框架,针对具体变电站构建IEC 61850通信模型。在NS2中添加虚拟局域网（VLAN）IEEE 802.1Q协议代码,实现VLAN多播报文的仿真。对交换式以太网和共享式以太网、接收不同数目合并单元采样值报文的保护设备进行了比较。结果表明:100 Mbit/s交换式以太网完全满足标准要求,而100 Mbit/s共享式以太网采样值报文时延和时延抖动较大,导致工频保护测量值波形畸变;接收多个采样值报文的保护设备存在链路瓶颈问题,对此提出了多通信插件的解决方案。     

智能变电站采样值报文安全分析与实现

随着我国智能变电站推广和三网合一(站控层制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)网络、过程层采样值(sampled measured value,SMV)、面向变电站事件的通用对象(generic object oriented substation event,GOOSE)网络)研究深入,采样值报文安全研究与应用也越来越重要与迫切。该文基于IEC 62351数据和通信安全标准,对采样值报文信息安全进行了研究与分析。通过在报文中添加时间域、循环冗余(cyclic redundancy check,CRC)校验及认证内容等方法对具体的采样值报文格式进行改造,给出了采样值安全风险对应处理机制,设计了服务器和客户端的交互实现流程,解决了SMV数据报文在传输过程中被非法篡改及重放攻击等问题。在现有智能变电站装置基础上研制了保护、测控和合并单元装置采样值模块,并应用于现场。     

智能变电站过程层网络报文传输时间计算及抖动抑制方法

过程层网络是智能变电站的重要组成部分,其实时性对智能变电站的安全可靠运行具有重要意义,而报文传输时间是实时性的主要指标。在介绍过程层网络结构及通信业务的基础上,提出了一种报文传输时间计算方法,分析了报文长度、数据率等因素对过程层网络中报文传输时间的影响并进行了仿真验证。针对因竞争而造成的采样值(SV)报文传输时间抖动问题,提出了一种通过控制报文发送时序与转发条件来抑制SV报文传输时间抖动的方法,给出了该方法的实现思路,仿真表明该方法可以在确保报文实时性的同时,有效地抑制SV报文传输时间的抖动。     

基于交换机数据传输延时测量的采样同步方案

由于采样值(SV)报文在交换机内的传输延时具有不确定性,目前主要通过全站合并单元(MU)接入统一同步时钟实现采样同步,造成网络采样同步严重依赖于外部时钟,也违反了保护功能不应依赖于外部对时系统的基本原则。采样同步技术是"网采"模式能否真正走向实用,以及智能变电站网络结构能否得到大幅度简化的关键。文中详细分析了各种采样方式的优劣,提出了基于交换机数据传输延时测量的新型采样同步原理,该方案原理简单可靠,可通过对等效MU数据接收时刻进行合理性校验实现对交换机转发延时正确性的校验,方案具有很好的推广前景。     

智能变电站中点对点传输采样值延迟及延迟校验方案

分析了智能变电站中采用点对点方式传输电子式互感器模拟量采样值报文时采样及传输环节的时序,得出了采用点对点方式传输的模拟量采样值额定延迟的组成部分。在此基础上,提出一种校验点对点传输模拟量采样值额定延迟正确性的方法,该方法结合模拟量采样值的相位误差校验和模拟量采样值报文发送延迟的测量来验证其额定延迟数值的正确性。通过理论分析和实际测试验证了该方法的正确性和可行性。该方法测量精度高、原理简单、易于实现,有着广泛推广的现实意义。     

智能变电站中采样值传输延时的处理

将模拟量采样值(sampled analogue value,SAV)报文准确、实时地传输至智能电子设备是智能变电站过程总线数据通信的关键内容。为此在建立SAV报文传输时序模型的基础上,提出一种采用合并单元相位校准补偿传输延时以提高模拟采样值时标的准确性,并通过测算以太网的最大传输延时验证SAV报文的实时性的方法。利用公式推导和算例计算对方法进行了理论分析,并通过OPNET modeler仿真验证了理论分析的正确性。结果表明模拟采样值延时能够为降低采样值相位误差、同步多路采样值时序、测量报文传输实时性、实现过程层网络配置提供重要依据。     

基于并行冗余协议的高可靠性过程总线通信研究

为确保采样测量值及跳闸命令在过程总线的无损传输,采用双网并行冗余协议(PRP)构建高可靠性过程总线通信系统。分析了基于PRP协议的变压器差动保护过程总线构架及其运行机制。给出了基于采样值报文传输率的网络链路故障定位时间计算方法。根据分布式继电保护功能特征,构建了4种典型保护结构及其可靠性框图,考虑到冗余系统的最小割集相容事件问题,采用最小割集直接不交化法计算量大,引入了简化最小割集补偿算法求解系统可靠度,分析、论证了基于PRP过程总线方案的高可靠性应用优势。     

变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议(PRP)的制造报文规范(MMS)/采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余(HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。     

一种智能变电站专用交换机的测试及应用研究

智能变电站电力专用交换机采用逐级累加SV转发延时和链路传输延时,并标注在SV报文中的技术,解决了智能变电站SV点对点传输不能组网实现数据共享的问题。对交换机性能指标进行了详细测试,结合智能变电站系统分别在稳定运行工况下,雪崩极端工况下对电力系统可靠性进行了测试。使用专用网络测试仪闭环测试法及保护装置相位计算法测试SV标注延时精度,并对数据进行了详细的分析,为指导产品研发及工程应用提供了依据。     

智能变电站过程层网络采用EPON技术实用性研究

本文提出在智能变电站过程层网络通信系统采用EPON进行组网的应用方案,在对智能变电站过程层通信业务分析、及EPON技术和现阶段智能变电站过程层所采用的主流工业以太网技术进行对比分析的基础上,围绕重点关注的SV采样值传输性能及GOOSE传输性能,搭建模拟系统,利用网络记录及分析系统对智能变电站过程层采用EPON组网后的S...     

智能变电站中智能组件的时间测试方法

IEEE1588作为一种高精度的分布式网络时间同步技术,对智能变电站的建设非常重要。首先介绍IEEE1588时间同步原理,给出其同步过程和2种链路延时测量机制的同步补偿算法;接着提出智能组件在同步时其时间相关可测试内容,包括智能组件作为主时钟或从时钟时的精密时间协议时间同步精度,采样值报文采样均匀度及其输出时间,面向通...     

适用于站域后备保护的智能变电站站间信息传输方案

要实现基于电流差动原理的智能变电站站域后备保护,需要获取相邻变电站的SV和GOOSE信息,为此研究了变电站之间的信息传输方案。满足带宽和实时性要求的SV传输方案有以下三种:借用光纤纵差保护装置转发的方案、采用专用数据转发装置的方案和广域以太网扩展变电站过程层网络的方案。经过性能对比分析,第三个方案互操作性好、数据带宽高,最适合于站域后备保护的实际应用。对第三个方案从SV数据的同步性、数据通道带宽、通信传输距离及可靠性、数据传输延时等几个方面进行了初步分析,表明采用该方案在智能变电站之间透明传输SV和GOOSE信息是可行的。最后指出了实用化过程中需要进一步研究的内容和可能存在的问题。     

层次化保护控制系统及其网络通信技术研究

新一代智能变电站层次化保护控制系统旨在基于跨间隔、跨变电站信息,实现最优保护控制策略,其中,信息共享和高可靠的通信网络方案是其重要支撑技术。剖析了层次化保护控制系统的体系结构、功能定位,对层次化保护通信系统的网络流量和网络时延进行分析,提出了一种应用于新一代智能变电站的优化网络通信方案。它基于网络报文时延可测技术,克服了目前不同步采样报文不能进行组网传输的限制,实现了保护装置功能不依赖于全站统一对时,推进了新一代智能变电站的信息共享和网络传输技术发展。     

基于RTDS的数字化变电站过程层配置方案仿真

针对数字化变电站过程层的特点,利用RTDS研究了其配置方案的可行性。分析了过程层网络的基本总线结构以及以太网交换机的选择条件,研究了适用于RTDS的模拟SV和GOOSE报文发送的GTNET板卡的组网方法,组建了基于RTDS的某220kV数字化变电站的过程层网络,给出了合并单元配置以及GOOSE配置的具体方法,设计了网络测试仪与模拟过程层网络的连接方案,并对SV和GOOSE报文传输时延和丢帧率进行了测试。实验表明,利用RTDS能够对数字化变电站过程层配置方案选择和投运测试提供理论支持和技术参考。     

智能变电站网络监视业务链分析展示方法

近年来,智能变电站快速发展,变电站内通信网络日益重要,有必要研究更好的分析展示方法来监视站内通信网络和业务运行情况。结合智能变电站通信网络状态监视和报文分析的技术现状,具体分析了智能变电站遥控业务链、继电保护动作业务链、遥测业务链等典型业务链的流程和执行过程。提出了智能变电站网络监视业务链分析展示方法,并以遥控业务链为例说明了业务链各环节的模型映射方法和各协议关键信息点的关联方法,继而实现网络监视业务链分析展示方法。     

智能变电站过程层数据共网可靠性研究

过程层网络化是智能变电站区别于传统变电站自动化系统的一个重要方面.在过程层采样值、GOOSE、IEEEI588三网合一的基础上,对过程层环网环境下的智能化变电站采样值、GOOSE报文的网络传输延时和保护整组动作时间进行测试,通过试验数据,全面分析网络环境下报文传输的可靠性,同时考查IEEE1588对时应用技术的可靠性.