基于IEEE 1588的变电站过程层采样值同步技术研究

为了提高变电站过程层网络采样值的同步精度,详细分析了基于IEEE 1588精确同步协议的变电站过程层采样值同步技术的原理与实现方式。分析对比了瞬时值差动与矢量差动的采样精度,研究了同步误差对差动保护采样值精度的影响;通过分析IEEE 1588协议同步的实现过程,并与毫秒级别对时协议NTP进行对比,指出了IEEE 1588实现所涉及到的关键技术。通过分析基于IEEE 1588过程层采样值同步在实际工程应用中的实现方式,论证了IEEE 1588协议的采样精度达到亚微秒级别,能够有效减小多端同步采样的精度,对于变电站安全稳定运行具有十分重要的意义。     

基于IEEE 1588的变电站过程层采样值同步技术研究

为了提高变电站过程层网络采样值的同步精度,详细分析了基于IEEE 1588精确同步协议的变电站过程层采样值同步技术的原理与实现方式。分析对比了瞬时值差动与矢量差动的采样精度,研究了同步误差对差动保护采样值精度的影响;通过分析IEEE 1588协议同步的实现过程,并与毫秒级别对时协议NTP进行对比,指出了IEEE 1588实现所涉及到的关键技术。通过分析基于IEEE 1588过程层采样值同步在实际工程应用中的实现方式,论证了IEEE 1588协议的采样精度达到亚微秒级别,能够有效减小多端同步采样的精度,对于变电站安全稳定运行具有十分重要的意义。     

针对500kV数字化变电站过程层采样的动模试验及若干问题探讨

为深入研究数字化变电站过程层数字采样特性及其对继电保护的影响,以及主要厂商最新设备的性能和相互配合情况,国家电网仿真中心电力系统动态模拟实验室结合500 kV桂林数字化变电站实际配置,搭建了数字化变电站试验环境,并针对过程层数字采样进行了动态模拟试验。文中介绍了本次试验的模型系统、参试装置、过程层组网方式、主要试验项目及试验结果。对试验中出现的几个典型问题进行了描述、分析和探讨。通过解决试验中出现的问题,设备厂商之间达到一定程度的统一,这说明系统级动模试验能有效提高各类智能电子设备(intelligent electronic device,IED)间的互操作能力,并为智能变电站技术的规范化发展提供必要的试验手段和宝贵的调试经验。     

智能变电站网络采样同步新技术

对智能变电站数字采样技术发展过程中的各种技术路线和方案进行了探讨,阐述了数字采样同步的原理及运用方法,并分析了现有各种网络采样方法存在的问题。提出了基于锁相环原理的采样值到达时刻预测技术,当原有组网采样模式丢失同步时钟后导致采样无法同步时,可以继续保持采样同步;还可以过滤交换机延时出现异常的突变,避免造成闭锁继电保护等不利影响。所提技术提高了网络传输采样值的可靠性,为网络采样在智能变电站推广应用提供了理论依据和解决方案。     

数字化变电站采样数据的同步方案研究

分析数字化变电站采样同步系统结构和采样值传输延时时序,探讨基于IEC 60044-7/8和IEC61850-9-1/2协议的数字化变电站内采样数据的同步方案.     

数字化变电站同步方案分析

基于数字化变电站的发展要求,分析了数字化变电站数据共享的需求,设计了数字化变电站需要的同步时钟源,分析了同步时钟的实现方案及其差异,介绍了采用现场可编程门阵列（FPGA）芯片实现时钟同步的方案。     

智能变电站过程层网络技术的研究与应用

智能变电站三层网络结构中,过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层,其运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。在此基础上分析了网络拓扑结构、SMV采样信息与GOOSE网、数据传输通信模型等过程层网络的理论、组成和基本要求,提出了三种典型的过程层网络组网方案。本项目组对该三种方案的优缺点进行了理论分析,同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试,最终验证所提出的三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范,能够保证智能变电站安全、可靠地运行,可显著提高过程层网络的运行可靠性。     

合并单元采样同步的一种实现方法

结合数字化变电站工程应用现状对采样同步相关的问题、实现方法和应用需求进行了分析和总结。提出了基于路径延时法的合并单元采样同步实现方法,采用该方法设计的合并单元输出数据报文既包含采样计数值也包含采样额定延时时间。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

智能变电站过程层网络设计与分析研究

智能变电站的电子设备通过网络进行信息交互,信息传输的可靠性和实时性是否能满足相关规范的要求,需进行相关的计算和分析.文章以某智能变电站项目的网络设计为基础,提供了智能变电站过程层网络计算分析的方法.     

基于传输延时补偿的继电保护网络采样同步方法

为提高网络化继电保护的可靠性,文中提出并实现了基于网络采样传输延时补偿的不依赖于外部参考时钟源的网络采样同步方法。首先分析了网络采样传输延时的构成及其特性,建立了能够实现交换机延时测量和记录的交换机模型,研发了具有相应功能的交换机。搭建了实验测试平台,对其交换延时测量的精度进行了实验测试,同时对测量误差的来源进行了理论分析,测试结果和理论分析表明所开发的交换机具有较高的交换延时测量精度。基于交换延时的实时测量,给出了利用传输延时补偿实现网络采样同步的方法,并以一母线保护系统为例,对网络采样同步进行了应用测试。测试结果表明,基于网络采样传输延时补偿的网络采样同步方法能够有效实现网络采样的同步,保证网络化继电保护的可靠性。     

同步发电机的异步运行和再同步过程分析

电力系统中同步运行的发电机,由于失磁;过负荷在小干扰时失去静态稳定;大干扰时暂态稳定遭到破坏等原因会造成失步,从而造成系统较大的功率缺额及经济损失。阐述同步发电机失步后的状态,计算稳态异步运行时的电磁力矩.并详尽地论述再同步的物理过程。给出再同步的实用准则。     

基于过程层SV和GOOSE网络的站域备自投应用

在20 kV环形母线接线方式的数字化变电站中,采用一种基于过程层SV和GOOSE网络的站域备自投装置,可自动实现主变负荷均分的备自投逻辑功能,以及智能判别全站负荷情况,按预先设定的负荷优先等级自动启动切除20 kV负荷,实现智能站域控制功能.     

数字化变电站过程层组网方案

在介绍数字化变电站系统基本结构和组网方案的基础上,通过对报文传输的测试,提出数字化变电站过程层组网方案.星形结构在运行维护、传输时间等多方面优于总线型、环形结构,宜采用双星形结构构建过程层网络.在不同的交换机数据传输流量下对采样值和保护跳闸命令2类最重要的报文传输进了测试,结果表明:交换机数据流量大时,会造成采样值变化...     

智能变电站过程层网络技术的研究与应用

智能变电站三层网络结构中,过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层,它的运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。在此基础上分析了网络拓扑结构、SMV采样信息与GOOSE网、数据传输通信模型等过程层的理论、组成和基本要求,提出了三种典型的过程层组网方案。对三种方案的优缺点进行理论分析,同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试,最终验证提出三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范,能够保证智能变电站安全、可靠的运行要求,可显著提高过程层网络的运行可靠性,证明组网方案切实可行,值得推广。     

数字化变电站过程层采样值时间同步性分析及应用

提出由合并单元(MU)发出统一的采样同步脉冲至同一间隔中的电子式电流/电压互感器.在电子式电流/电压互感器信号处理系统中对本地时钟信号进行分频或倍频处理后与采样同步信号锁相.发送A/D采样时序.确保同一间隔中所有电子式电流/电压互感器采样值时间同步.设计了基于IEEE1588的多基准源时间同步方案.并对站与站之间、站内终端设备之间、电子式电流/电压互感器中A/D采样信号同步特性以及网络交流流量对时间同步的影响等进行了测试和评估:要求在变电站内配置时间综合测量仪,对同步性能在线监测.     

智能变电站采样值组网分布式同步技术及应用

在分析常规采样值组网技术的基础上,提出了一种智能变电站过程层采样值组网分布式同步技术。该技术的具体思路为:每个采样值输出设备内具有1个IEEE 1588主时钟,该时钟无需接受外同步,按本地晶振频率运行;采样值接收设备中各从时钟对应跟踪相应的主时钟,在接收到采样值输出设备的采样值后,利用回溯插值算法实现采样数据的同步。与常规的采样值组网方式相比,该技术省去了全局外同步系统,可靠性更高。现场测试结果表明,所提技术可以保证采样的同步性,性能稳定。     

重采样移相技术在过程层IED中的应用

介绍了一种重采样相位补偿算法,该算法可对异步采样造成的相位误差进行补偿.分析了同步采样和异步采样的优缺点,介绍了重采样移相技术中常用的插值算法,在异步采样系统中应用抛物线插值算法,实现对采样值的相位补偿,并从理论上分析了该算法对工频信号中的基波和高次谐波的精度影响.经实验验证,对于采用异步采样模式的过程层IED,应用重采样移相技术可以达到补偿相位的效果,补偿后的精度能够满足电子式互感器标准的精度要求.     

智能变电站过程层网络组网方式比较

介绍了数字化变电站通信系统过程层网络的组网原则和拓扑结构,并对不同组网方式的优缺点进行比较分析。以110kV变电站为例,采用以面向功能为原则的组网方式组建过程层网络,利用OPNET网络仿真软件对数字化变电站过程层网络数据传输的实时性、可靠性和对时精度进行仿真测试。仿真结果表明,通信网络延迟时间、数据传输实时性均符合IEC 61850标准规定,验证了网络数据传输的可靠性。     

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。