IEC61850在高压直流输电系统中的应用

随着数字化变电站的快速发展,IEC61850在数字化变电站中得到广泛应用。高压直流输电（HVDC）工程的建设也十分迅速．但换流站的数字化水平还远低于变电站,主要体现在传输规约和传输网络等方面。文中结合天广直流改造工程．从装置建模和站控层通信冗余处理两个方面来阐述IEC61850在直流输电系统中的应用。随著数字化水平要求的提高。IEC61850也将是HVDC系统自动化技术发展的重要基石。     

直流现场层模拟系统研究

高压直流控制保护系统在RTDS试验过程中,囿于RTDS仿真能力的限制,众多外围设备无法完全放入RTDS建模。由于没有足够的测控单元和现场设备,导致直流控制系统面临“控无可控”的局面,执行顺序、连锁逻辑等重要功能不能得到测试。Profisim（Process Field Simulator）现场层模拟系统在工控机上通过软件的方式建立一次设备模型和测控单元模型,然后再通过数据IO卡、Profibus现场总线、IEC61850通信,与直流控制保护系统、RTDS实时数字仿真设备构成完整的闭环测试系统,解决了RTDS的仿真瓶颈,实现了对直流控制保护系统的完整测试。该成果已成功应用于高岭背靠背直流联网工程的控制保护系统试验,结果表明缩短了试验周期、提高了试验质量。     

用于HVDC控制保护系统闭环测试的RTDS建模

以西北—华中直流联网工程(灵宝工程)为例,给出了基于实时数字仿真器RTDS(RealTimeDigitalSimulator)的高压直流输电(HVDC)控制保护设备闭环测试方法、系统构成。针对RTDS中缺乏工程设计的滤波器,采用等调谐锐度法建立了等效滤波器的模型。为使闭环系统有所参照及RTDS可脱离控制保护设备单独运行,设计了一内部控制系统。所建模型已用于灵宝工程控制保护设备的实验室测试中,设计规范、内部控制和外部装置控制间的结果对照表明所建系统模型正确。所使用方法及经验可推广到今后HVDC控制保护设备的测试中。     

直流现场层模拟系统研究

高压直流控制保护系统在 RTDS 试验过程中,囿于 RTDS 仿真能力的限制,众多外国设备无法完全放入 RTDS 建模.由于没有足够的测控单元和现场设备,导致直流控制系统面临"控无可控"的局面,执行顺序、连锁逻辑等重要功能不能得到测试.Profi Sim (ProcesS Field Simulatot) 现场层模拟系统在工控机上通过软件的方式建立一次设备模型和测控单元模型,然后再通过数据 IO 卡、Profibus 现场总线、IEC61850 通信,与直流控制保护系统、RTDS 实时数字仿真设备构成完整的闭环测试系统,解决了 RTDS 的仿真瓶颈,实现了对直流控制保护系统的完整测试.该成果已成功应用于高岭背靠背直流联网工程的控制保护系统试验,结果表明缩短了试验周期、提高了试验质量.     

基于IEC 61850的电力远动通信建模方法

为了保障不同厂商设备之间实现互操作,文中研究了IEC 61850标准的公共数据类、数据类、数据集和报告等模型,提出基于IEC 61850标准的电力远动通信建模方法,建立电力远动通信的逻辑设备、逻辑节点,以及信息交换服务模型.在模型中,控制中心作为IEC 61850客户端,变电站内的智能电子设备(IED)或代理/网关充当IEC 61850服务器,通过IEC 61850服务实现控制中心与变电站之间的远动通信.关联模型被用来建立IEC 61850客户机与服务器之间的双边应用关联,数据模型被用于遥测与遥信量的读取,数据集和报告模型被用来实现遥测、遥信数据的召唤和循环上传,以及主动变位与事件顺序记录.     

基于IEC61850的智能电网控制研究

随着智能电网的发展,快速、准确、自愈性强的现代智能电网自动管理控制方法将极大促进电网自动化、智能化的发展。IEC 61850可为智能电网的自动化提供统一的标准,实现设备的即插即用和互操作。为此文章提出了不同控制层间的信息分层方法,建立了含有直流输电接入的设备模型和信息交换模型,提出了智能电网中的遥控、遥测等以及控制保护系统的服务映射原理,通过IEC 61850可有效提高智能电网自动化的可行性、可操作性和稳健性。     

六氟化硫断路器在线监测模型及系统搭建探索——建立符合IEC 61850标准的信息模型

随着IEC61850标准的推广,符合IEC61850标准的过程层一次设备的模型构建及通信问题急需解决,而六氟化硫断路器作为重要的一次设备,其状态在线监测系统的模型和通信如何符合IEC61850标准变得尤为重要。根据六氟化硫断路器状态在线监测的特点,合理利用IEC61850中逻辑节点GGIO,为模型建立提供了新的思路;由于断路器状态监测装置和间隔层保护设备的数据通信是通过GOOSE（面向通用对象的变电站事件）报文实现的,对GOOSE报文的通信机制进行了具体阐述,并设计了状态在线监测装置系统硬件平台搭建方案。     

基于IEC 61850标准的直流数字化电能表分层信息与通信服务的建模与实现*

直流数字化电能表是开展直流输电计量计费、直流输电换流设备能量转换效率计量的重要设备。通过对IEC 61850标准的研究以及直流数字化电能表功能与用途的分析,详细说明了符合IEC 61850标准的直流数字化电能表分层信息和通信服务建模与实现方式。基于该模型设计的直流数字化电能表,已在浙江舟山柔性直流输电换流站中投入运行,运行结果表明,其完全满足直流数字化电能计量的要求。     

基于PSCAD的宜华HVDC系统建模及仿真

运用成熟的电磁仿真工具PSCAD,深入研究宜都-华新高压直流输电(HVDC)工程.参考该工程的实际数据,搭建的一次侧输电系统包含了交流系统、换流变压器、滤波器等其他组件的详细模型.搭建的二次侧控制系统模型是在CIGRE测试模型控制端的基础上修改的,并且详细介绍了控制系统的逻辑和原理.基于一次和二次侧系统模型建立宜华HVDC工程的仿真模型,并对其进行正常和故障状态下的模拟实验,验证了本模型的稳定性以及本模型可准确模拟宜华高压直流输电系统,可以作为对宜华高压直流输电进一步研究的有效平台.     

特高压直流输电建模及仿真分析

采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了交流滤波器、换流变压器、直流滤波器、直流平波电抗器、直流输电线路的初步模型,参照CIGRE HVDC标准模型的控制系统并进行修改,初步建成模型中的直流控制系统;以福建规划中的特高压直流输电系统为研究对象,利用特高压直流输电工程的典型模拟参数,搭建了直流输电系统,并与运用ATP/EMTP建立的直流输电模型的仿真结果进行对比分析,验证了所建模型能较精确地模拟特高压直流系统,可作为建设和研究特高压直流输电系统的模型和工具。     

基于 IEC 61850的广域继电保护通信建模

目前 IEC 61850标准未对广域继电保护通信模型进行描述,为此以区域主站集中式广域继电保护系统结构为研究对象,根据 IEC 61850标准层层包含的建模方法,给出了广域继电保护 IED 建模的一般步骤.然后,以220 kV数字化变电站和基于故障电压分布的广域继电保护算法为例,给出了遵循 IEC 61850标准的广域继电保护主站和子站的树型结构模型,以及主站与子站的消息流交互过程.最后建立了通信服务模型,包括:客户端/服务器传输模型、模拟值传输模型和开关量传输模型.构建该通信模型的根本目的是实现广域继电保护 IED 与数字化变电站内其他 IED 间的互操作性     

借鉴IEC 61850功能分层的保护装置的设计

借鉴IEC 61850功能分层结构,将保护装置各功能模块划分为映射的过程层和映射的间隔层,映射层之间采用以太网通信。由于实现了与IEC 61850功能分层类似的结构和相同的通信网络标准,保护装置既能在现有变电站自动化系统下具有较好的性能,又可以通过与IEC 61850各功能层的直接互联运行在IEC 61850标准的变电站自动化系统中。详细阐述了该类保护装置的硬件设计方法和实现形式,并以电容器保护装置为例,初步建立了装置的IEC 61850设备模型。     

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.     

集成式中低压数字化变电站自动化系统设计

针对中低压变电站及IEC 61850标准的特点,开发了能够实现全站的保护和控制的集中式保护装置,并设计了集成式数字化变电站系统.阐述了集成式数字化变电站自动化系统的整体结构,讨论了过程层采样方案、通用面向对象变电站事件(GOOSE)跳闸方案和集中式保护装置设计方案.对过程层采样的可靠性和GOOSE网跳闸方案的实时性和可靠性进行的检验表明了设计方案能够满足实际工程运行的需求.所设计的集成式数字化变电站自动化系统已应用于实际工程.     

变电站远程通信的安全体系研究

在分析变电站自动化通信安全问题的基础上,将可信计算组织制定的TCG规范中可信计算方法引入变电站自动化中,提出了一种采用可信计算和远程过程调用(RPC)技术的变电站自动化远程安全通信体系。在此基础上,设计了该体系中远程平台与本地平台之间基于RPC的通信,并以电容器保护装置为例,建立具有安全功能的IED逻辑节点模型。该设计能很好地与IEC 61850、IEC 61970等相关最新国际标准保持一致,为解决变电站自动化远程通信的安全问题打下了良好的基础。     

基于IEC 61850的变电站电能量采集终端的建模与实现

变电站电能量采集终端(ERTU)是用于变电站周期性数据采集的重要的厂站级设备,也是数字化变电站的组成部分之一.作为数字化变电站基础的IEC 61850标准并没有完全覆盖变电站电能量采集的全部测量量,因此,文中基于IEC 61850标准的扩展原则,扩充定义了一个公共数据类FEE、新的一组数据对象和一个逻辑节点MEEE,完整地建立了ERTU的对象模型,并进行了实例化.根据实际应用的需要,通过对ERTU和数字式电能表的分析,详细说明了建模过程并建立了符合IEC 61850标准的信息模型以及合适的服务模型.基于该设计的新型ERTU已在浙江某110 kV变电站投入运行.     

风电场升压变电站智能化技术方案与应用

阐述了基于IEC61850标准的智能化监控系统是未来变电站和风电场升压站的发展趋势,分析了IEC61850通信标准、组网方式、通用面向对象变电站事件(GOOSE)、程序化控制技术等智能化方案在密马鬃梁变电站的应用.     

基于IEC 61850的微机馈线保护IED模型的建立

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点,而实现IEC 61850标准通信协议的核心内容之一,是必须要在变电站内的IED中建立遵循IEC 61850标准的数据模型。文章以微机馈线保护装置为例,主要介绍了常规微机馈线保护所配备的功能,并将这些功能分解为IEC 61850中定义的逻辑节点,然后按照IEC 61850规约提供的模型来对分解的功能进行建模,最后采用XML语言对建立的IED模型进行了描述。     

基于Java的智能变电站信息集成

常用调度中心和变电站自动化系统均遵循IEC 61970和IEC 61850标准,由于两个标准间的异构性阻碍了调度中心与变电站之间的数据信息共享.因此,实现IEC 61970和IEC 61850标准的融合,实现调度中心和变电站的信息共享,成为当前亟需解决的问题,也是智能电网发展必须要解决的问题.在分析了两个标准异同的基础上,分别从设备层次、导电设备类、量测类、对象标识符4个方面给出两个模型的映射方案,并基于Java-Dom4j的开发环境,完成了IEC61850向IEC 61970配置信息的模型转换,验证了映射方案的可行性.