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。     

智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究

过程层网络的通信性能对智能变电站的安全稳定运行起着关键的决定作用。而通信以太网络的不透明、不可视,使过程层网络通信过程不可控,这成为智能变电站发展的瓶颈。以过程层网络报文特性为切入点,对典型智能变电站——琴韵变的过程层网络报文特征进行分析,进而对过程层网络的通信特性做出研究,指出现有过程层网络通信配置中的一些不足,并给出了改进办法。这在一定程度上使过程层网络变得透明、可控,并对智能变电站的建设工作具有一定的探索性参考意义。     

智能变电站过程层网络交换技术探讨

对虚拟局域网(VLAN)和组播注册协议(GMRP)这两种目前智能变电站应用较为广泛的网络报文交换技术进行探讨,为智能变电站的网络建设提供有效的理论依据.以已投运的智能变电站所采用的网络交换技术为基础,对VLAN和GMRP技术的原理及优缺点进行分析.通过分析和对比,VLAN和GMRP技术在智能变电站均能够使用,但GMRP技术很可能成为未来过程层网络报文过滤的主流技术.     

智能变电站过程层通信监视方法研究和应用

基于三层结构的数字化变电站技术是实现智能变电站的底层技术架构,对智能变电站通信进行实时监视,是一个全新的课题。分析了应用数字化变电站技术所带来的和可能出现的通信问题,提出了对过程层网络监视分析的新方法;该方法对变电站过程层网络通信进行全面监视,从而实时掌握过程层各种信号的状态;该文根据采集到的过程层网络通信信息,在线进行分析,从而对整个过程层网络运行状况进行评估所得出的研究和分析方法,在110 kV蒙自智能变电站中进行了验证和应用。最后,总结了工程应用中的数据和经验,得出了相关结论。     

220kV泸定智能变电站过程层网络的优化

220 kV泸定变电站是按照IEC 61850标准设计的智能变电站,智能变电站过程层网络的实时性、可靠性要求高。分析了智能变电站过程层网络的发布/订阅通信模型以及OSI模型第二层交换技术的特点,从网络拓扑结构、静态VLAN划分以及动态组播过滤技术对泸定变电站过程层网络进行优化,以完善和提高泸定变电站过程层网络的功能和性能。     

智能变电站通信架构和过程层VLAN划分的探讨

智能变电站的出现,不仅是对变电站架构的变革,更是一种新的建设模式、操作模式和生产模式,在智能电网建设中的地位日益突出。智能变电站现已取代传统的电缆传输模式,而采用光纤数字通信技术和网络技术。在通信技术上,按照IEC61850标准通信体系要求以及对智能变电站过程层网络架构特点的分析,提出了基于功能、电压等级的智能变电站过程层网络VLAN划分方案。通过工程应用实例,也证明了该方法配置简单、实用且具有可读性,易于工程设计和维护。     

智能变电站中通信及对时网络的选择

随着智能电网建设的全面展开,智能化变电站通信网络的优化合理选择成为重要问题。结合智能变电站通信网络的不同需求,通过对站控层、过程层以及对时网络的各种实现方法的对比分析,得出智能变电站站内通信网络选择的最优化方案。研究结果表明:在当前技术条件下,充分考虑网络可靠性及经济性,合理实现不同结构和规模的智能变电站通信网络的建设,对智能电网稳定运行具有重要意义。     

智能变电站二次设备集成方案讨论

随着智能变电站二次设备应用的日趋成熟,将现有二次设备按照需求进行集成整合将是今后智能变电站的发展趋势。对智能变电站过程层、间隔层和站控层设备的集成方案进行了讨论,重点针对过程层合并单元和智能终端集成方案进行了分析;对间隔层保护装置、集中式测控装置、多功能测控装置、智能组件、故障录波和网络分析仪集成等方案进行了详细论述;对站控层一体化监控系统的集成进行了讨论。结合当前工程实际应用情况,提出在110kV及以下电压等级智能变电站试点应用合并单元智能终端集成装置、保护测控集成装置较为可行,为今后智能变电站的发展建设提供参考。     

基于Markov的智能变电站二次系统间隔层和过程层可靠性评估

智能变电站二次系统可靠性评估是实现智能变电站状态检修必不可少的环节。现有的二次系统可靠性评估主要将智能变电站的单个设备或者保护功能作为评价对象,未考虑二次系统中过程层设备和链路的可靠性。对此,文章针对智能变电站二次系统中的间隔层和过程层,将二次系统间隔层与过程层网络分为保护回路与测控回路,随后基于马尔科夫链模型,分别建立保护回路和测控回路的可靠性方程,并评估各回路的可靠性。根据保护回路与测控回路的功能耦合,构建适用于间隔层和过程层网络的可靠性评价方法,通过实例验证,证明文章所提出的方法能够对间隔层和过程层的可靠性进行有效评估,为智能变电站二次系统状态检修提供依据。     

智能变电站网络风暴测试研究

如何提高设备抵御网络风暴的能力是智能变电站面临的重要课题.本文首先分析了智能变电站站控层网络和过程层网络的通信方式和网络风暴产生的原因;其次依据目前智能变电站的典型架构建立了网络风暴模拟测试环境并设计了测试用例,通过测试验证了网络风暴对智能变电站各组网设备的冲击影响;最后,针对设备在网络风暴测试中暴露的问题进行了分析研究,提出了通过对网络风暴报文进行硬件过滤和风暴识别进而避免网络风暴冲击的方法,经验证该方法改进效果良好,提高了智能变电站组网设备抵御网络风暴的能力.     

智能变电站GOOSE组网应用

为了保证智能变电站GOOSE报文传输的实时性和可靠性,分析和比较了MAC地址静态组播、虚拟局域网（VLAN）、组播注册协议（GMRP）3种多播报文过滤技术的特征,指出基于端口的VLAN划分方式是现阶段智能变电站GOOSE组网工程应用中切实可行的方案。分析了智能电子设备（IED）之间GOOSE报文的数据流向和交互范围,提出一种基于GOOSE信息分类和保护间隔的VLAN划分方案,最后结合工程实例给出了GOOSE组网配置方案,该方案易于实现,GOOSE数据流向清晰,能够有效隔离多播报文。     

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...     

220kV西泾智能变电站二次系统设计技术研究

针对智能变电站网络化信息共享的特点,根据220kV西泾智能变电站实施方案,提出"SV/GOOSE信息流图+SV/GOOSE信息逻辑配置表十装置光缆联系图"的智能化变电站二次施工图设计方法.SV/GOOSE信息流图表达逻辑原理,SV/GOOSE信息逻辑配置表将原理映射为虚回路的具体输入输出信号关联,装置光缆联系图描述物理...     

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。     

数字化变电站对时状态在线监测的解决方案

数字化变电站对二次设备时间的准确性要求越来越高,时间的高精度和统一已成为数字化变电站的基本要求.在线监测二次设备的对时状态已成为在实际工程应用中迫切需要解决的问题.文章提出了一种基于GOOSE的对时状态传输处理方案.通过间隔层和过程层网络,利用GOOSE的订阅/发布机制,传输时间信息及标志;利用网络延时算法,计算对时误差;利用MMS协议将获取的对时标志和误差以报告形式上传到监控系统,实现对时状态的在线监测.     

110kV大侣智能变电站自动化系统的设计与应用

本文对110kV大侣智能变电站自动化系统的设计方案进行了应用分析：①过程层采用SV＋GOOSE＋IEEE1588共网传输模式下的保护、控制、计量、录波配置方案;②采用不同原理的电子式互感器和常规互感器混合使用的线路、主变和母线差动保护应用方案;③通信时钟同步及主备切换方案;④智能变电站保护控制设备采用动态组播协议应用方...     

220kV西泾智能变电站二次系统设计技术研究

针对智能变电站网络化信息共享的特点,根据220kV西泾智能变电站实施方案,提出＂SV/GOOSE信息流图＋SV/GOOSE信息逻辑配置表＋装置光缆联系图＂的智能化变电站二次施工图设计方法。SV/GOOSE信息流图表达逻辑原理,SV/GOOSE信息逻辑配置表将原理映射为虚回路的具体输入输出信号关联,装置光缆联系图描述物理介质连接方法。三者结合,准确指导了西泾变电站工程的数据模型配置、施工及调试。在此基础上提出加快开发智能站二次系统设计工具的需求。     

面向智能变电站三网合一网络的PRP/HSR实现方案

分析了智能变电站站控层制造报文规范(MMS)网络、过程层面向通用对象的变电站事件(GOOSE)网络、过程层采样值(SV)网络三网合一的网络应用现状,针对目前三网合一网络应用中存在的通信实时性和可靠性的问题,提出了一种基于IEC62439-3并行冗余协议/高可用性无缝环网冗余(PRP/HSR)的智能变电站三网合一网络实现方案,总结了关键设备的研制要点。试验与测试结果验证了所提方案的可靠性。最后对基于HSR双向环网模式下实现分布式母差保护进行了应用设计与分析探讨。     

基于就地保护测控的数字化变电站应用方案研究

针对现有数字化变电站存在的问题,从110kV凉水变实际应用出发,阐述一种基于就地保护测控的数字化变电站应用方案,将保护测控就地安装,过程层组成SV网用于故障录波和网络报文分析仪等智能设备,站控层组成MMS／GOOSE共网方式,为监控计算机等设备提供所需的信息。此方案有效解决了数据同步和保护测控装置过度依赖网络问题,同时避免了因采用电子式互感器发生数据偏差故障。