基于IEC 61850标准的新型集中式IED

基于IEC 61850标准的变电站自动化是一种必然趋势。站级总线、过程总线的应用对间隔层智能电子设备(IED)网络接口的实时性、可靠性有很高要求,且数量众多的间隔层IED使变电站网络接线复杂。计算机技术的快速发展使硬件的集成度越来越高,可靠性大幅度提升,间隔层设备将会向集成一体化方向发展,使设计理念为面向变电站整体功能,有利于控制、保护功能的协调并大幅度减少IED数量。提出了一种遵循IEC 61850标准的间隔层新型集中式IED方案,在1台新型集中式IED上实现多台IED所完成的功能,分析研究了其硬件方案、软件结构及内部信息交换方式等关键技术,为实施基于IEC 61850标准的变电站自动化系统提供了一种新的解决方案。     

智能高压开关柜IED设计

随着智能变电站的提出,变电站各类一次设备运行信息均需要遵循IEC61850协议上传至信息一体化平台。设计了一种应用于变电站高压开关柜中的智能电子设备(IED)。开关柜IED适应开关柜内各种不同的监测单元,符合IEC61850协议和智能开关柜的要求,便于监控中心远程处理数据。它把多种通信方式整合到一起,实现各个监测单元与IED之间的数据通信和控制。IED采用DSP+ARM双CPU结构,具有保护、测量、处理、通信等功能,功能集成度高,满足智能开关柜通信实时性和高速性的需求。     

变电站自动化信息交换安全认证体系

分析了基于IEC61850体系的变电站自动化信息交换体系结构,基于数字证书和代理多重签名体制,提出一种实用与发展并重的变电站自动化信息交换安全认证体系。在变电站智能电子设备(IED)或变电站通信控制器中集成密码计算模块,采用普通的或代理的数字签名模式,实现信息交换过程中控制中心与变电站IED身份和信息完整性的认证。该安全认证体系符合IEC61850标准体系,密码计算采用国家密码管理委员会办公室指定的密码技术。     

变电站自动化信息交换安全认证体系

分析了基于IEC 61850体系的变电站自动化信息交换体系结构，基于数字证书和代理多重签名体制，提出一种实用与发展并重的变电站自动化信息交换安全认证体系。在变电站智能电子设备（IED）或变电站通信控制器中集成密码计算模块，采用普通的或代理的数字签名模式，实现信息交换过程中控制中心与变电站IED身份和信息完整性的认证。该安全认证体系符合IEC 61850标准体系，密码计算采用国家密码管理委员会办公室指定的密码技术。     

基于IEC 61850的变电站智能电子设备的实现技术

在变电站自动化系统（SAS）遇到的最大的障碍就是来自不同厂家的智能电子设备（IED）间难以实现无缝集成和互操作，需要额外的硬件（规约转换器）才能实现互联。为此，国际电工委员会（IEC）制定了变电站内通信网络和系统标准IEC61850。文章根据该项标准，在分析了IED面向对象的建模的基础上，提出了IED的软硬件设计方法和实现平台，为实现统一标准的变电站内IED的研制开发提供了可行的依据和方法。     

基于IEC 61850的变电站智能电子设备Web服务的设计

文章介绍了一种基于网络中间件的变电站智能电子设备(intelligent electronic device,IED)Web服务的设计方案。该方案采用客户端/应用服务器/数据服务器3层分布式结构,根据IEC61850的要求在不同层内重新划分IED的信息功能节点,并详细介绍了不同信息功能节点的实现方法。该方案使得应用程序能共享资源,并且有利于最终实现系统软件级的可扩展性。     

基于IEC 61850的数字化变电站服务器端模拟系统及实现

为了更好地对IEC 61850客户端进行极限压力测试及网络负荷测试,同时对智能电子设备(IED)通信行为进行模拟,提出一种基于IEC 61850的服务器端模拟系统及实现方法.系统以变电站配置描述(SCD)文件为信息源注入,虚拟出多个IED,为每个模型数据对象分配一个数据生成器,并提供数据变化编辑接口,通过数据生成器产生状态序列,实时反馈到IEC 61850数据库.通过IEC 61850与站控层设备进行通信,实现了全站IED的模拟预演,从而可提前暴露变电站内的互操作问题,有利于详细了解变电站网络的通信负荷情况.该系统具有可操作性强、效率高、配置灵活的特点,可大大缩短IEC 61850的工程调试周期,促进IEC 61850工程化的实施和推广.     

智能变电站断路器状态监测IED设计

根据新型通信网络控制器局域网络(CAN)总线和变电站IEC 61850标准,设计了一种应用于变电站间隔层的新型断路器状态监测智能电子设备(IED)。该IED以ARM芯片+数字信号处理器(DSP)芯片的双CPU结构为硬件核心,以Linux操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC 61850标准的IED性能描述(ICD)文件,通过CAN总线与断路器在线监测装置(过程层)进行数据传输,通过光纤按IEC 61850标准与监测中心(站控层)通信,采用IRIG-B码实现分合闸线圈、储能电机等信号的同步采样。实际运行结果表明,该IED能够实现断路器在线监测装置信号的采集、分析、处理与传输,监控中心人员可以远程实时监测变电站断路器的运行状态。     

智能变电站一体化信息平台的设计

作为智能电网的关键节点,智能变电站的功能之一是为电网提供数据信息支撑。为此建立了一种智能变电站内的一体化信息平台,该平台采用分层分布式结构,统一和简化变电站的数据源,形成唯一性、一致性的基础数据和信息,以统一标准的方式实现变电站内外实时数据及信息的交互和共享,为电力系统运行控制提供可靠的信息支撑。阐述了建立平台所涉及的站内数据辨识、数据估计、数据及信息的分类、动态共享、智能传输以及站内数据及信息的安全等关键技术,提出了具体的解决方案。平台遵循IEC61850规范与站内外的设备联系。对所建立平台的信息流量和延迟进行了仿真,结果表明,平台的通信延迟可以满足站内外数据及信息使用者的要求。     

变电站过程层报文分网传输性能的仿真分析

基于IEC61850标准的变电站过程层网络是一次设备与二次设备间的信息交换桥梁,承载着各种智能电子设备IED(intelligent electric device)交换数据的实时传输任务。针对目前智能变电站采样值SMV(sampled measured value)与面向对象的变电站通用事件GOOSE(generic object oriented substation event)报文的分网传输结构,利用OPNET仿真平台建立过程层网络以及IED设备的仿真节点模型和网络模型,研究分网传输报文方式下的网络性能及其影响因素。仿真结果表明,采用100 Mbps带宽的以太网和虚拟局域网VLAN技术实现SMV和GOOSE报文分网传输时,实时性较好且时延抖动小,适于现阶段智能变电站的工程实际。     

500kV变电站遵循IEC61850标准统一建模

500 kV桂林变电站的间隔层、变电站层全部遵循IEC61850标准统一建模.500 kV桂林变电站采用Ps6000+变电站自动化系统,通过IEC61850通信协议实现变电站层对间隔层数据的监视和控制.该工程除了直流屏等少数不具备网络通信能力的装置外,整个系统取消了规约转换器,各智能设备间完全采用IEC61850规约通信;远动通信服务器对间隔层IEC61850通信使用双网热备用模式,而后台监控则实现了双网双工;各测控装置的间隔层联闭锁则基于GOOSE组播数据共享而实现.     

基于MAS的变电站信息一体化嵌入式平台设计

由于缺乏统一设计和缺少有效的信息整合平台,变电站内"信息孤岛"现象及系统的异构化程度日趋加重,信息的有效利用受到很大限制。按照IEC61850标准及面向对象技术,设计一种变电站信息一体化嵌入式平台,给出兼容变电站遗留设备及IEC61850标准设备的分布式接入方案,并提出基于多智能体系统(MAS)的软件体系架构。多个智能体之间通过分布式的灵活组态方式及发布/订阅机制,较好地兼顾了嵌入式系统的稳定性和性能的平衡。所述方法具有较高的敏捷性和可扩展性,为数字化变电站工作的开展和全面向IEC61850标准平稳过渡提供了一种新的可行途径。     

基于IEC 61850的智能电子设备交互模型形式化描述与验证

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程代数方法对各种功能在IED之间、IED内部逻辑节点之间的交互关系、系统行为进行严谨地描述并进行自动验证,以保证分布式功能的正确性。以定时过电流保护功能为例,建立了基于IEC 61850的IED交互模型,采用在通信顺序进程(CSP)上加入时间相关操作形成的形式化语言Timed CSP描述其交互功能及系统行为,在验证工具——进程分析工具包(PAT)环境中进行了验证。结果表明,所提出的方法能有效地检测出描述中潜在的缺陷,有利于指导IED交互系统的设计并节约开发成本。     

采用IEC 61850的变电站间隔层IED软件设计方案

IEC 61850的特点是建立分层的体系结构、统一对象模型和抽象通信服务接口(ACSI)等,实现智能电子设备（IED）之间的互操作性,降低整个系统设计、集成、运行、维护等费用。以研究IEC 61850下间隔层IED的软件设计方案为目标,分析IED的功能模型,设计其软件内部模块的组成,阐述了软件设计所涉及的统一建模语言（UML）设计、可扩展标记语言（XML）、通用的面向对象的变电站事件（GOOSE）、采样值传输（SAV）、通用变电站状态事件（GSSE）等报文的通信模式和多任务运行等关键技术的工作原理及设计方法,为遵循IEC 61850的变电站间隔层IED产品研发提供了一定的借鉴和参考。     

基于点对点技术的数字化变电站工程实践

数字化变电站是变电站的信息采集、传输、处理输出过程全部数字化,理想的数字化变电站应基于IEC61850协议构建,采用光学或电学电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备,实现站控层、间隔层、过程层之间完全网络化信息交换.论述了不同模式的数字化变电站的特点及系统结构,给出了系统逻辑图.结合某电站的工程实践详细叙述了基于点对点技术的数字化变电站实施方案(设计原则、设备配置、过程层通信等),重点研究了数字化变电站的2个关键问题:采样数据同步和通用面向对象的变电站事件GOOSE(Ge-neric Object Oriented Substation Eyent)机制.并指出数字化变电站及工程实践要考虑过程层网络方案、故障录波的实现及计量系统等问题.     

基于IEC61850的变电站数字化实现与程序化操作

IEC61850通讯协议作为基于网络平台的变电站自动化系统唯一国际标准,已经逐渐成为新一代智能数字变电站的标准通讯协议。包含IEC61850通讯协议、光电CT/TV和智能电气设备(IED)的完全数字化变电站将成为未来变电站的发展方向。基于变电站数字化平台的程序化操作,打破了传统的运行操作方式,从真正意义上实现了变电站的无人化,进而为解决当前运行人员严重短缺和变电站日益增多的矛盾,提高变电站的安全运行水平开辟了一条全新的出路。     

变电站状态监测IED的IEC 61850信息建模与实现

基于IEC 61850信息模型的状态监测智能电子设备（IED）是变电站中智能一次设备的核心组成部分。分析了变电站状态监测系统的功能需求,依据最新IEC 61850第2版,采用电气设备、状态监测、传感器逻辑节点,建立了变电站状态监测IED的功能与设备模型。提出了状态监测IED之间的通信方法,将非缓存报告控制块、缓存报告控...     

基于可信计算方法的变电站自动化远程通信设计

通过对安全功能执行点定位的分析,证明把安全功能执行点定位在智能电子设备(IED)符合IEC TC57无缝通信体系.针对这种安全需求,将可信计算组织(TCG)推出的可信计算方法引入变电站自动化中,在IED中种植可信平台模块(TPM)并建立信任链,采用远程过程调用(RPC)技术将信任关系扩展到远端,设计了一种安全远程通信平台,而报文的安全由公钥基础设施(PKI)或对称加密技术来保证.在此基础上,针对变电站远程控制的安全需求,结合变电站自动化控制操作的动作序列,设计了变电站自动化远程控制的安全通信体系.该设计能与IEC 61850,TCG等相关的最新国际标准保持一致,相关的密码算法遵循国家密码管理局的商用密码管理条例.