IEC61850标准下采样值传输规范9-1、9-2的对比和分析

IEC61850-9-1/2是IEC61850标准中定义采样值传输的重要模型,深入了解9-1和9-2协议对研发符合IEC61850标准的变电站自动化系统具有重要意义。本文对9-1和9-2协议的内容和实现方式进行了详细介绍,从采样值信息传输的内容、通信方式、网络形式,SCSM映射方式等方面对9-1和9-2进行了分析和比较,并对二者在实际工程中的应用进行比较,提出了自己的观点。对学习和掌握IEC61850标准和IED设备过程层总线通信设计有参考意义。     

遵循IEC 61850-9-2实现变电站采样值传输

基于IEC61850标准的实时、可靠的采样值传输是数字化变电站过程总线通信的重要内容。IEC61850-9-2与IEC61850-9-1相比在灵活性和适应性等方面具有较大优势,但其实现的难度也增加了。文章阐述了遵循IEC61850-9-2实现采样值传输的对象模型、服务映射和编码规则,以及采样值发送和接收应用程序的开发过程和实现方法。通过在初始化过程中构建应用数据管理链表和预配置的方式提高程序效率,并组建了一个简单的测试环境对通信报文的正确性进行测试和分析。     

IEC 61850-9-2标准下合并单元信息模型及其映射的实现

IEC 61850-9-2标准规定了间隔层和过程层之间通信的特定通信服务映射,规范了采样值的网络传输方式。为了符合该标准,设计了合并单元的服务器模型及其采样值模型。采用多路广播采样值传输通信服务(SendMSVMessage),将采样值模型服务映射到以太网链路层,实现了对合并单元采样值的传输。经实验证明,合并单元发出的采样值符合IEC 61850-9-2标准。     

基于IEC 61850-9-2的变电站通信网络仿真

以太网的通信能力是支撑基于IEC 61850标准的数字化变电站正常运行的重要因素.文中围绕全站统一环形网和星形网,采用仿真软件OPNET对变电站的各种典型数据流建模,采样值采用IEC 61850-9-2协议,考虑星形和环形2种网络结构、网络带宽、过程层网络传输采样值、环网断线故障、文件传输对采样值与跳闸报文的影响等因素,制定了多套仿真实验方案,针对一个实际的中型变电站进行了对比仿真实验与分析,为数字化变电站系统的构建提供一定的参考.     

基于IEC61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制

介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构.该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据.合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准.IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式.     

IEC 61850-9-2点对点采样值传输在继电保护中的实现与应用

提出了一种支持点对点方式进行IEC 61850-9-2采样数据传输的硬件系统设计方法。数字化变电站过程层采样值传输可采用组网方式或点对点方式。采用点对点方式进行IEC 61850-9-2采样值传输,保持了IEC 61850-9-2通道配置灵活、互操作性高的特点,避免了采用组网方式后必须依赖于全站时钟同步且受交换机可靠性影响的弊端,而且通道延迟固定,可靠性更高。500kV浙江兰溪变电站智能化改造工程中,应用了基于该技术的IEC 61850-9-2点对点方式进行采样值传输。     

基于IEC61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制

介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据。合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式。     

基于IEC 61850-9-2采样值传输模型的研究

IEC 61850标准定义了采样值传输的抽象模型,应用于采样值传输及相关服务。为了满足该标准对变电站自动化系统以及智能设备所提出的灵活性、互操作性的要求,在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,对合并单元的信息模型及其映射进行了介绍,构建了合并单元的采样值传输模型;通过预配置采样值控制块,进行IEC 61850-9-2采样值传输,分析了合并单元配置信息的灵活性,通过实验验证了信息配置的正确性。     

基于IEC 61850-9-1标准的模拟合并单元的设计

IEC61850标准将变电站系统划分为变电站层、间隔层和过程层,并规范了过程层与间隔层的通信方式。根据IEC61850标准描述的采样值传输服务模型及IEC60044-7/8标准定义的合并单元模型,设计遵循IEC61850-9-1通信方式,能够采集传统电磁式互感器模拟信号的合并单元,功能得到验证。     

基于IEC 61850标准的采样值传输模型构建及映射实现

采样测量值的数字化传输是实现变电站自动化系统过程层与间隔层串行通信的重要部分。分析了IEC 61850标准定义的采样值传输抽象模型，基于IEC 61850-9-1定义的合并单元，以变压器差动保护所需采样值为研究对象，对采样值传输模型进行具体合理构建，并实现此模型在通信堆栈的映射，揭示了标准中抽象模型与具体映射之间的内在统一关联。     

基于IEC 61850-9-2的合并单元研究

合并单元是一次电压/电流互感器设备与二次保护测控单元的关键接口,是变电站过程层数据数字化、共享化的核心单元.介绍了基于IEC 61850-9-2及UCAIug IEC61850-9-2LE的合并单元设计思路,讨论了合并单元的采样值组帧方法及其互操作问题,给出了合并单元的数据建模、时钟同步以及采样值传输的实现方法.对基于IEC61850-9-2LE的合并单元样机测试,实验数据表明该样机各项参数令人满意.     

基于IEC61850-9-2 LE的子站一致性测试系统的设计与实现

针对用于数字化变电站装置通信的IEC61850-9-2 LE协议,介绍了数字化子站一致性测试系统软、硬件设计方案中的实现细节和设计思想.依据对IEC61850-9-2 LE协议应用一致性进行了分层设计和分层解析.软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程.本系统以一致性测试为核心兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC61850-9-2 LE协议配置参数测试和功能测试.     

基于FPGA&ARM9合并单元的研制

简要介绍了合并单元的基本功能,给出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和嵌入式处理器(ARM9)技术的合并单元实现方案,并对该方案的每个模块功能及实现方法进行了详细阐述和具体分析.同时分析了合并单元的采样值映射模型IEC61850-9-2及其实现方法.试验结果表明合并单元工作良好,该方案有较高的可靠性和较强的实用性.     

符合IEC61850-9-2标准的合并单元设计

针对变电站智能化的要求,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）与先进精简指令集处理器（ARM）的智能合并单元（MU）实现方案,该方案集数据接收、处理和通信等功能模块为一体.其中数据处理模块基于IEEE 1588精确对时,结合二次Lagrange插值与相位补偿算法,以提高精度;数据通信模块采用预配置采样值控制块,可实现采样值传输模型灵活定义,避免制造报文规范（MMS）映射的实现困难,以确保报文的实时性.通过电子式互感器稳态校验系统进行验证的结果表明,该合并单元样机可满足智能变电站对其通信数据的传输要求.     

基于IEC61850-9-2 LE的子站一致性测试系统的设计与实现

针对用于数字化变电站装置通信的IEC61850-9-2 LE协议,介绍了数字化子站一致性测试系统软、硬件设计方案中的实现细节和设计思想。依据《IEC61850-10, Ed. 1:变电站通信网络和系统.第10部分:一致性测试》对IEC61850-9-2 LE协议应用一致性进行了分层设计和分层解析。软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程。本系统以一致性测试为核心兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC61850-9-2 LE协议配置参数测试和功能测试。     

数字化变电站采样值传输协议分析

数字化采样值传输在实际工程应用中主要有3种传输方案:基于FT3通信的IEC60044-8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2。从全站采样同步、可互操作性、数据共享、工程实施等方面分析了这3种通信技术的特点:基于FT3的IEC60044-8在数据同步方面具有优势,在互操作性、数据共享方面存在不足;IEC61850-9-1、IEC61850-9-2在数据同步方面有一定的局限性,但具有数据共享方面的优势;IEC61850-9-1在编、解码方面更有效率,但在工程配置上缺乏灵活性;IEC61850-9-2在模型映射、工程实施方面更具优势,而且能传输更多的采样通道状态信息,更好地体现了IEC61850的一致性。     

高精度宽温度范围的数字化电子式电流互感器

介绍了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器（ECT）的测试原理,讨论了满足IEC61850-9-1标准要求的一种基于FPGA＆DSP的数字输出实现新方案。利用FPGA与DSP相互配合,完成了同步、多路数据接收处理以及以太网通讯的功能。ECT样机的型式试验表明,该系统在-40℃～＋40℃的宽温度范围内满足0.2级的准确度指标。