基于IEC 61850标准的配电自动化终端即插即用体系研究

为减少配电自动化终端安装调试过程中的大量工作,基于IEC 61850面向对象、分层分布的思想,提出了配电自动化终端即插即用体系,详细阐述了配电终端即插即用的体系结构及通信模式,重点分析了该体系中配电主站系统与终端之间的模型映射方法 ,并验证了该体系的可行性。     

基于嵌入式硬件平台的馈线自动化远方终端设计

嵌入式硬件平台的设计以硬件模块化设计和灵活组态技术为基础以减少硬件成本和缩短开周期。提出了一种基于嵌入式技术的可灵活配置的FTU(Feeder Terminal Unit)硬件平台设计方案，该平台由数字信号处理器DSP、嵌入式工业芯片组RCM2110、可编程逻辑器件CPLD、双口RAM等硬件组成，不仅在硬件结构上可以重新配置，而且构成其软件系统的监控软件、保护功能、通信模块以及嵌入式操作系统等都可以灵活配置，增强了装置的性能，更好地适应配电复杂多变的需求。     

基于IEC 61850的台区设备即插即用实现方法

低压配电自动化终端是配电网的重要组成部分,具有点多面广的特点,随着南方电网对配电自动化的大力投入,低压配电自动化终端海量接入带来的安装、调试、运维困难问题尤为突出,因此,本文提出了一种基于IEC 61850的台区设备即插即用实现方法。首先提出了基于IEC 61850标准的模型设计方法,实现端设备标准化接入与通信点表配置,其次,基于模型设计方法,设计了APP加载、卸载、多实例动态追踪的即插即用体系和控制方法,实现设备通信标准化、一致化,保证端设备的更换和接入工作的安全性、完整性、可靠性。最后,将本文提出的方法在南方电网进行工程应用,验证了所提方法的先进性和可行性,应用结果表明该方法对缓解现场施工流程复杂、人员操作繁琐等现实问题有十分积极的指导意义和参考价值。     

GPRS无线终端在配变监测系统中的应用

针对配电变压器(简称配变)监测系统中的配变运行数据在传输到供电企业过程中存在的一些技术难点,提出了一种基于通用分组无线业务(GPRS)技术的配变监测系统实现方案。阐述了运用模块化的设计方法对GPRS无线终端的硬件和软件系统的设计内容,其中硬件设计部分包括基本微处理器系统模块、GPRS通信控制模块、串口通信控制模块和开关电源模块,软件模块主要包括点对点协议(PPP)处理模块、TCP/IP处理模块、串口通信处理模块。该方案的应用解决了配变监测系统通信组网的难题。     

基于Mesh网络的自组网配电终端安全互联设计

阐述基于Mesh网络自组网配电终端的安全互联原理与实现方案,利用Mesh网络认证组网机制及VPN隧道保障网络通道的安全,利用嵌入终端的安全加密芯片保障应用数据的安全,有效提高了配电自动化通信系统的互联安全性,同时自组网Mesh节点也能有效提高终端接入配电自动化通信网络的效率,为现场安装、运维减少了工作量。     

新型配电终端结构与数据传输

新型配电智能终端是以开放的终端设计理念,根据未来配电网监测点的数据采集、传输、控制需求的一体化、模块化的要求,通过新型智能配电终端的研制,开发出使配电终端可以一次安装、多次功能扩展的一套一体化,模块化的设计技术,将推动配电终端领域在开放性、扩展型方面的进步.运行结果表明:新型配电终端功能齐全,安装拆卸方便,性能稳定,经...     

基于光通信芯片的配电光通信解决方案

目前国网实施配电自动化的城市中,其通信系统绝大部分采用基于以太网无源光网络(ethernet passive optical network,EPON)光通信技术。提出一种配电光通信解决方案,其特点是基于配用电专用ONU芯片设计光网络单元(optical network unit,ONU),将ONU内嵌到配电终端中;同时将加密安全模块集成到ONU模块中。与传统配电通信EPON解决方案相比,该方案综合考虑了配电终端通信系统的功能、性能,其将ONU模块与配电终端进行一体化设计,降低了模块功耗。通过配网现场试点表明,该方案不但能实现传统EPON方案的环网保护、大数据量高速、实时接入等功能,而且在系统功耗、安全、可维护性、经济性等方面具有较大优势。     

面向开关柜状态监测的多感知集成智能传感终端设计与实现

针对开关柜绝缘状态感知能力不足、人机交互能力弱的问题,设计了面向开关柜状态监测的多感知集成智能传感终端.文中介绍了不同智能传感终端感知、数据传输和可视化展示原理,实现智能传感终端不同放电原理的多感知能力.为了实现模块的通用,采用了模块化的设计方式,包括传感器模块、无线通信模块、调理采集模块和控制与电源模块,在功能模块化拼装的基础上,实现了硬件模块的即插即用,提出了开关柜绝缘状态评估策略,实现放电程度和发展趋势的精确判断.基于该智能传感终端进行了开关柜状态可视化展示设计,更能直观显示开关柜运行状态.     

户用型光储微电网一体化终端方案设计

针对户用型光储微电网普遍性需求,研制了集成双向计量、监控与能效管理等功能的智能微电网一体化终端。为实现终端各功能高度集成化,硬件及软件算法架构均采用模块化设计:硬件方面从终端相互通信、终端与底层设备通信、双向计量、数据存储和人机交互等模块进行设计;软件算法架构采用多时间尺度模块分级方案,考虑系统参数及实时运行状态以实现对微电网各设备的各时间尺度协调控制。通过实验平台和离线终端测试表明,该一体化终端可实现户用型光储微电网的计量、监控及能效管理功能,有利于推广户用型光储微电网的大规模应用。     

分布式电源即插即用信息交互机制研究

随着分布式电源规模化应用,如何实现其自描述和互操作是即插即用信息交互技术的难点。根据IEC61850通信模型及规约映射,可建立分布式电源即插即用信息交互机制。该交互机制以终端层设备的信息建模与自描述配置为基础,通过对IEC61850及IEC61970/IEC61968拓扑模型的扩展来消除主站与终端模型间的异构问题;由异构模型映射与数据转换模块进行终端IEC61850信息与主站IEC61968消息的交互数据转换,形成主站层与终端层间的信息交互通路;建立由监控主站、配电终端、通信网络三部分组成的即插即用信息交互架构。设计含储能电站的配电网馈线算例,通过一致性测试验证终端自描述配置信息与主站信息交互机制的有效性。     

基于IEC61850国际标准的配电自动化系统应用研究

IEC 61850国际标准是TC57工作组针对变电站自动化数据传输和数据交换作出的全面规范,为设备的“即插即用”和各厂家的智能电子设备间的互操作创造了条件,其同样可以通过扩展应用于配电自动化系统.立足于杭州市电力局配电自动化的实际,对基于IEC 61850的配电自动化系统进行了研究,主要给出了基于IEC 61850通信网络与系统和配电自动化及相关应用系统的集成两部分解决方案,为未来建设基于国际标准的配电自动化系统打下了基础.     

配电系统综合自动化的研究与设计

针对目前我国的配电网绝大多数为树状结构的架空线可靠性差、送电距离过长、损耗严重、电压质量差的问题,提出了断路器优化定位的数学模型,并应用遗传算法解决非线性优化问题,构造了遗传算法所需要的适应度函数。对基于CAN总线通信方式的配电自动化进行了系统研究,设计了配电自动化系统的整体方案,包括系统设计、功能设计、软件设计和硬件配置等。     

有限集中式就地化母线保护方案

结合母线保护跨间隔的特点,提出了由基础保护系统加若干个扩展保护系统构成的有限集中分布式就地化母线保护方案。分别介绍了基础保护系统和扩展保护系统的功能,结合典型工程设计论证了每个保护系统的最优接入间隔个数,阐述了基础保护系统和扩展保护系统之间的通信方式及报文传输机制,提出了基于秒脉冲同步信号的采样同步原理,设计了基于标准端口定义的即插即用型航插的输入输出接口,给出了装置的站控层通信接口定义、过程层接口定义、装置的外观图及航插示意图,最后列举了有限集中分布式就地化母线保护的工程配置方案。     

配电自动化终端设备中信息安全加密模块设计

当前配电网自动化系统配电终端的安全防护、升级改造大都通过更换终端设备硬件板卡的方式实现,改造过程中需要对配电终端所在区域停电。设计了配电自动化终端设备信息安全加密模块,通过在配电终端前加装该模块,实现对终端设备的安全防护改造,且不需对改造区域断电,也无需对终端设备进行其他硬件改造和软件配置。介绍了加密模块的工作原理和硬件功能,描述了加密模块对遥控命令报文的信息完整性检测与时间戳校验过程,及对配电主站的身份认证过程。模块实现了对遥控报文的完整性保护和主站的身份鉴别,能满足对配电终端的信息安全防护要求。     

基于IEC61850的配电自动化系统信息交互技术

IEC61850是由IEC推荐的用于变电站自动化的标准通信协议。配电自动化系统可以看作是变电站自动化系统的扩展,IEC61850标准思想同样适用。研究配电自动化的IEC61850建模与信息交互技术,并在DK61嵌入式开发板上模拟实际信息交互过程。首先,分析IEC61850标准信息交互模型架构及信息建模方案;而后根据配网自动化最基本的遥控、遥信及遥测功能划分模块,编写SCL配置文件定义不同功能模块的逻辑节点;最后,设计配电自动化信息交互系统客户端及服务器端算法,运用DK61开发套件模拟配电终端与主站之间的通信,验证系统的三遥功能。     

新一代控制保护系统通用硬件平台设计与应用

为适应IEC 61850和IEEE 1588等新技术在变电站自动化系统中应用的不断发展,必须设计新一代高性能、高可靠性的控制保护系统通用硬件平台。文中总结了控制保护硬件平台发展的过程,分析了目前大多数控制保护装置硬件的内部数据交互方式以及存在的不足,提出了基于分布式多处理器和模块化硬件架构的硬件平台设计,设计了一种分布式总线的通信架构,介绍了CPU模块、DSP模块和I/O模块的功能特点。基于该硬件平台的交直流控制保护系统已成功应用到多个变电站和直流输电工程中。     

基于CoaXPress接口的高速串行传输系统设计

CoaXPress是一种新型高速数字图像传输接口标准,适用于各种高速和高带宽图像传输应用。本文设计实现了一种基于CoaXPress接口的高速串行传输系统。针对多路高速串行数据传输、调度、缓存和同步难题,硬件上每个模块设计4路CoaXPress接口,模块以FPGA为核心,采用PCIe3.0×8接口与主控制器进行通信,使用DDR4缓存高速数据;FPGA固件逻辑设计中使用XDMA硬核与主控制器进行通信,使用FDMA完成对DDR4的数据调度,使用GTH收发高速串行数据;采用FIFO缓存同步技术和PXI_TRIG触发总线技术相结合的方法,成功地实现了8个CoaXPress发送模块共32路发送接口之间的同步。最终对CoaXPress接口模块和系统进行了测试,CoaXPress接口的眼图、码速率、误码率、同步精度均满足要求。本文所设计的基于CoaXPress接口的高速串行传输系统工作稳定,性能可靠,已应用于新一代空间飞行器载荷—数传链路测试。     

中心城市大型配电自动化设计方案与应用

按照智能电网对配电网规划建设以及配电自动化相关技术标准和要求,对中心城市大型配电自动化实施方案进行研究。结合实例展示配电自动化多专业统筹、技术路线选择,工程可行性控制、配电网生产运行检修及调度监控需求与支撑技术控制等具体的技术内涵和先进的设计理念。其中包括:配电自动化规划设计涉及的配电网区域特征分析、设计水平年和规模规划原则;主站系统及其信息量规划、规模控制、总体技术要求、主站体系结构、功能设计;信息交互架构及其交互边界界定与信息集成应用;配电终端及其辅助配套;配电网通信体系设计目标、配电网通信技术选择、以太无源光网络(EPON)组网方案和光缆设计等主要技术环节。给出了大型案例应用的基本成果并验证了设计思想的正确性。     

农网配电台区智能监控系统研发

根据农网配电台区的运行特点,开发了低成本的智能监控系统。系统分为监控终端、监控主站以及通信与安全模块三部分。基于配电台区的设计规范开发了典型监控终端;考虑到农电所下辖配电台区的数量限制,适度降低了主站系统性能要求;通过公网降低通信成本,通过软硬件加密保障数据安全。在此基础上,总结了设备试运行的经验,讨论了改进与升级,加强了智能控制保护开关与监控终端的配合。研发的农网配电台区智能监控系统能够较好地实现农网配电台区自动化。