基于IEC61850的继电保护与故障信息管理系统研究

针对继电保护与故障信息管理系统存在的与子站通信的智能装置通信规约杂乱、子站与主站及主站与主站之间的通信规约缺乏、建设中存在大量的协调与调试工作使得该系统不能产生应有的价值和效益等问题,提出将IEC61850标准扩展用于变电站外通信,并建成了兼容IEC61850标准的通信体系,规定无法兼容IEC61850的智能装置接入系统的规范化方法,提出统一的系统配置维护方法,实现了主站系统的免维护。实践证明,继电保护与故障信息管理系统技术体系和技术规范同时适用于传统变电站和数字化变电站,突破了困扰该系统大规模应用的技术瓶颈。     

基于IEC61850规约的500kV变电站继电保护与故障信息处理系统

IEC61850规约是当前电力系统自动化的热门研究课题,但在超高压领域的实际应用还尚未普及。500kV崇左变电站在变电站层与间隔层通信规约上首次全站使用IEC61850规约,所涉及的应用系统包括监控系统、远动系统以及继电保护与录波信息处理系统。基于IEC61850规约的继电保护信息处理系统采用总线式通信网络结构,间隔层与设备层之间采用不同的通信模块,间隔层与站控采用统一的IEC61850规约,具有统一性与开放性的特点。     

FlexRay总线在电力系统继电保护装置中的应用

在电力系统继电保护装置内部,采用FlexRay作为背板总线解决方案,构建网络化硬件平台,装置内的各模块作为FlexRay节点通过总线方式互连通信。根据保护装置内节点的不同功能需要,提出了FlexRay通信节点的三种实现方案,并讨论了FlexRay通信节点软硬件设计中的若干技术要点。以FlexRay总线构建的网络化硬件平台易于扩展,可以优化继电保护装置硬件结构,并有利于实现IEC61850标准下IED硬件结构的标准化和通用化。     

FlexRay总线在电力系统继电保护装置中的应用

在电力系统继电保护装置内部,采用FlexRay作为背板总线解决方案,构建网络化硬件平台,装置内的各模块作为FlexRay节点通过总线方式互连通信.根据保护装置内节点的不同功能需要,提出了FlexRay通信节点的三种实现方案,并讨论了FlexRay通信节点软硬件设计中的若干技术要点.以FlexRay总线构建的网络化硬件平台易于扩展,可以优化继电保护装置硬件结构,并有利于实现IEC61850标准下IED硬件结构的标准化和通用化.     

《IEC 61850工程继电保护应用模型》在二次安全措施中的应用

IEC 61850是完整的智能变电站通信体系,对于实现智能变电站IED设备的互操作具有重要的意义。而国家电网公司制定的IEC 61850工程继电保护应用模型,是为了规范IEC 61850变电站通信体系国际标准的继电保护应用,实现各智能设备的互操作性,提高IEC 61850标准设备生产、调试、检修和运行的便利性,进而提高二次安全措施的灵活性与可靠性。     

数字化变电站继电保护测试技术的分析研究

随着IEC61850标准的实施和数字化变电站技术的逐步推广,数字化保护无论在硬件结构还是实现方式上都有明显的变化,这给传统继电保护测试技术带来了新的课题。研制的基于IEC61850标准的测试平台可实现对数字化继电保护装置的实时闭环测试。通过建立电力系统的一次模型,经过精密的暂态计算,将计算数据按IEC61850标准输出至实际的数字化保护装置,进行性能测试。试验结果表明,该平台可以提供满足数字化保护所需要的二次特征量和测试环境,具有重要的实用价值。     

故障录波装置中IEC61850标准的研究与应用

以故障录波装置为例,系统地阐述了传统故障录波装置的功能,分析了故障录波装置数字化的需求,进而采用IEC61850标准,在IEC61850协议规范的基础上,研究故障录波装置的系统设计,实现故障录波装置的数字化,同时深入讨论了其技术方案、建模方法.通过分析通信需求,最终实现其IEC61850通信服务功能.该故障录波装置已通过国网IEC61850一致性试验,取得了满意的测试效果,完全达到了电力系统对故障录波装置的要求,在工程中具有良好的应用前景.     

故障录波装置中IEC61850标准的研究与应用

以故障录波装置为例,系统地阐述了传统故障录波装置的功能,分析了故障录波装置数字化的需求,进而采用IEC61850标准,在IEC61850协议规范的基础上,研究故障录波装置的系统设计,实现故障录波装置的数字化,同时深入讨论了其技术方案、建模方法。通过分析通信需求,最终实现其IEC61850通信服务功能。该故障录波装置已通过国网IEC61850一致性试验,取得了满意的测试效果,完全达到了电力系统对故障录波装置的要求,在工程中具有良好的应用前景。     

基于IEC61850电能质量监测装置的建模与实现

IEC6185变电站通信网络和系统,是针对电力系统变电站自动化提出的基于网络通信平台的国际通信标准。以电能质量监测装置为例,在详细分析IEC61850标准相关部分的基础上,根据IEC61850对建模的要求和电能质量信息的特点,从功能的定义、分解以及功能的分配,设备和数据对象模型等方面入手,详细阐述了如何应用IEC61850标准相关部分所提出的建模理论完成对变电站内智能电子设备(IED)建模,并根据IEC61850配置语言的定义,通过XML格式语言对模型进行了描述。     

基于IEC61850电能质量监测装置的建模与实现

IEC6185变电站通信网络和系统,是针对电力系统变电站自动化提出的基于网络通信平台的国际通信标准.以电能质量监测装置为例,在详细分析IEC61850标准相关部分的基础上,根据IEC61850对建模的要求和电能质量信息的特点,从功能的定义、分解以及功能的分配,设备和数据对象模型等方面入手,详细阐述了如何应用IEC61850标准相关部分所提出的建模理论完成对变电站内智能电子设备(IED)建模,并根据IEC61850配置语言的定义,通过XML格式语言对模型进行了描述.     

IEC 61850数字化保护动模测试系统设计与实现

IEC 61850标准的应用给变电站自动化系统带来了重大变革。在此类变电站中,保护装置可以直接从电子式互感器处获取所需的电流、电压数字量信息,并向智能开关控制器发送数字化跳闸命令。这种数字化保护与传统的微机型保护在硬件结构和信号处理方面都存在差异,传统的保护测试方法将不再适用。文章分析了基于IEC 61850的数字化保护装置的测试要求,提出通过对传统的物理模拟系统进行升级改造,建立符合要求的测试系统。根据这一思路,该新型测试系统在山东大学电力系统动态模拟实验室的基础上开发而成。初步试验结果表明,测试平台能够提供所需要的二次接口特征和测试环境,可以对不同种类的IEC 61850保护装置进行动模测试。     

基于IEC61850标准开发数字变电站可编程的IED

DSI-5000系列微机保护装置是为满足数字化变电的整体要求而策划设计的,采用通用的软硬件平台主要介绍了平台的软硬件特点,比较了采用单CPU和多CPU方案实现IEC61850通讯协议的优缺点,给出了可编程模块的建模实例和实现方法。阐述了在VxWorks操作系统下任务优先级、中断优先级的分配方法以及任务调度机制。介绍了IEC61850 通讯规约的实现过程。     

Object Modeling of Data and DataSets in the International Standard IEC 61850

In the past decade, new communication schemes have been designed and retrofitted into substations by utilities to integrate data from relays and Intelligent Electronic Devices (IEDs). The idea of standardizing the language of communication between IEDs has evolved as the key for the advancement of connectivity and interoperability within a SA system. The most important outcome of this standardization process has been the IEC 61850 standard. IEC 61850 is an abstract application layer protocol aimed at providing interoperability between a variety of substation and feeder devices by describing how devices are to communicate in a substation as well as the related system requirements. In this paper, the authors describe the standard's application-view model and present the use of OO methodology and techniques for the modelling and implementation of the Data and Dataset application-view object models of the standard. The target audience for this paper includes anyone interested in getting an overview of the IEC 61850 international standard, and understanding how the object-oriented models proposed in the standard standardize the data found in IEDs and the communication of this date between substation devices.      

基于IEC 61850的电网故障诊断完全解析化建模

电网故障诊断完全解析模型在对故障诊断规则进行解析的过程中,完整保留了电网元件、保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系,有很好的容错能力和应用前景。文中基于IEC 61850标准,提出一种利用变电站系统配置描述文件(SCD)构建电网故障诊断完全解析模型的方法。该方法通过解析变电站系统配置描述文件,获取系统元件的保护配置信息和保护动作与断路器跳闸的逻辑关系,再结合电网拓扑信息,可在线生成电网故障诊断的完全解析模型。最后,通过一个复杂故障的诊断算例证明了该建模方法的可行性,可望用于在线故障诊断。     

基于WinPcap的智能变电站继电保护测试关键技术研究

基于IEC61850标准进行智能变电站继电保护测试系统关键技术研究,对IEC61850标准进行深入解读,并使用WinPcap工具实现了过程层与间隔层之间的通信功能。同时,还实现了保护动作行为模拟,为变电站工作人员保护测试工作提供了一种新颖而直观的方式,并提供综合分析功能:故障波形特征量计算(序量计算,功率方向分析,阻抗分析)和谐波分析。经PSCAD/EMTDC仿真算例测试,系统计算精准、功能齐全,对IEC61850标准的理解正确,为继电保护测试工作提供了一个便捷的平台,具有广阔的应用前景。     

非综自变电站改成基于IEC61850规约变电站改造方案

为适应智能电网的建设需要,对非综合自动化变电站建设建议全部改造成IEC61850规约变电站.变电站自动化系统只在站控层和间隔层实现基于IEC61850标准的系统;监控装置、远动装置、继保子站、测控装置、电压切换装置和低压裳置全部按新建变电站配置.自动化系统的站控层采用双以太网,采用IEC61850规约;保护通信予站采用单以太网,IEC61850规约;低压保护设备、测控装置、新上高/中压保护设备采用IEC61850规约,通过双网将数据上送监控装置.未改造的采用RS-485或以太网103通信的保护设备,由各制造厂家负责升级改造.根据目前非综自站的现状,指出应考虑改造顺序、网络设备、增加交/直流馈线柜等方面问题.     

The Real-Time Publisher/Subscriber Communication Model for Distributed Substation Systems

In the past decade, new communication schemes have been designed and retrofitted into substations by utilities to integrate data from relays and intelligent electronic devices (IEDs) and capitalize on the protection, control, metering, fault recording and communication functions available in digital devices. The introduction of IEC 61850 has made it possible and justifiable to integrate station IEDs on a high-speed peer-to-peer communication network (Ethernet) through standardization. However, more advances are needed in order to establish an open and standard working environment allowing for more functions to be developed. In this paper, the authors propose a real-time publisher/subscriber communication model as a means of satisfying the unique behavior and communications needs of the IEC 61850 protocol. The authors provide a detailed design and implementation detail of this model along with interesting performance results. The target audience for this paper includes power system protection and automation engineers and technicians as well as research personnel who have at least a basic understanding of the IEC 61850 international standard and other technology mechanisms addressed in this paper.     

A Next‐Generation Distribution Automation System Using IEC 61850 GOOSE and Section Switches with Sensors

More and more dispersed power sources will be introduced to achieve a low‐carbon society. However, many problems may occur as a result of excessive introduction in the current power system. For example, delays or failures of fault detection may occur due to a decline in protective relay sensitivity. This paper proposes a new system of protective relays for distribution lines using section switches with sensors to solve the problem. In addition, experimental results on the proposed system composed of Intelligent Electronic Devices based on IEC 61850 are presented.     

一种基于IEC 61850标准的继电保护装置远方控制技术方案

分析了IEC61850标准中的SGCB、Control模型,结合继电保护远方控制所要求的远方修改定值、远方切换定值区、远方投退软压板、远方复归信号等功能,提出了一种继电保护装置远方控制技术解决方案。该方案将SGCB、Control模型的服务映射到南方电网103规约、101／104规约的相应服务中,在典型的继电保护及故障信息系统、调度自动化系统上实现了各项继电保护远方控制功能。所述的继电保护远方控制模型已经成功试点应用,其兼容性与可靠性得到了验证。     

IEC 61850到IEC 60870通信规约的映射研究

变电站自动化系统目前采用IEC 60870的老设备很多,须确保IEC 60870标准的装置在通信上与基于IEC 61850新标准的系统的相互兼容。比较了IEC 61850与IEC 60870两种不同标准体系通信规约的特点,依据变电站通信功能的特点和IEC 61850的映射原则,提出了将IEC 61850到IEC 60870．5—103／104通信规约的映射方法和思路,以使采用103／104规约的装置与新的变电站自动化系统通信兼容。