风电场监控通信安全解决方案

根据风电场监控通信标准IEC 61400-25提出的安全需求,深入分析了风电场监控通信过程的安全性,明确了访问控制和通信安全的重要性。依照电力系统数据和通信安全标准IEC 62351-3设计了基于角色的访问控制（RBAC）组件以实现授权和访问控制,采用开放源码MatrixSSL构建传输层安全协议（TLS）通信安全组件以满足数据交换过程的机密性、完整性及身份认证等。最后构建了集成访问控制组件和通信安全组件的代理机制模型,并以其在风电机组控制器中的应用为例阐明安全代理机制的具体实现。该解决方案遵循IEC 61400-25标准的信息模型和信息交换模型,紧密结合风电机组嵌入式环境的特点,符合IEC 62351标准,满足风电场中监控通信的安全需求。     

风电场监控软件集成服务模型设计与应用

大型风电场中的风电机组和监控系统一般由多个厂商提供，相互兼容困难，难以进行统一维护与管理。遵循IEC 61400-25标准的信息模型、信息交换模型及对Web Services的映射方法，设计了基于Web Services的风电场监控软件集成服务模型，讨论了基于该模型的多个异构风电机组与服务端互联互通的问题，给出了风电机组标准服务接口的定义方法和安全通信机制。通过对该模型的工程实现与应用分析，论证了所做工作对风电机组的统一监控和集成管理等问题的解决具有现实意义与应用价值。     

基于MMS的ACSI基本信息模型获取方法

IEC 61850标准的主要目标是实现不同厂商设备之间的互操作性，IEC 61850基本信息模型的获取是进行IEC 61850深层次互操作试验的前提。分析了抽象通信服务接口（ACSI）提供的应用关联、目录、数据定义以及制造报文规范（MMS）提供的初始化与变量列表等服务，给出了ACSI与MMS获取服务之间的映射规则，提出了基于MMS的ACSI基本信息模型获取的实现方法。基于上述方法设计了由ACSI管理器、特定通信服务映射（SCSM）管理器、MMS协议机、ASN.1编/解码器与ACSI/MMS应用软件所构成的原型系统，通过了互操作与功能测试。     

基于实时通信的风电场接地故障保护方案

风电系统的保护必须考虑电网和风电机组产生的故障,其中接地故障使相电压升高到线电压和产生瞬间过压,能降低绝缘并对设备造成损害。文中主要讨论用IEC 61850中的通用面向对象变电站事件（GOOSE）报文解决馈线接地故障保护问题,从分析一种实际的风电场和风电机组保护模型以及接地保护启动功能出发,介绍了接地故障中风电智能电子设备（IED）信息通信模型和各IED之间的交互模型,并用PSCAD软件对风电接地故障进行了仿真。设计了保护方案中的GOOSE跳闸报文的实现,通过对GOOSE报文进行模型实验和分析各IED之间交互的时间序列,可证明用信息化手段能很好地解决接地故障,避免风电机组受到损害。     

集成服务环境下风电并网的无功调节（一）无功调节

依据风电功率预测和地区系统无功优化运行方案，计算风电机组电气控制参考值，通过每台风电机控制器和变频器调节风电场注入系统的无功功率。提出了集成服务环境下风电场的无功调节策略，介绍了风电数据采集与监控（SCADA）系统的功率预测过程和参数整定过程。以基于双馈异步发电机的变速恒频风电机组为例，介绍了风电机组无功调节的实现方案。     

基于IEC 61850的IED数据结构设计

IEC 61850定义了抽象数据模型和服务模型，规定了到制造报文规范（MMS）等特定协议的映射方法。在智能电子设备（IED）具体实现过程中，数据结构的设计要兼顾IEC 61850的抽象模型和MMS的具体实现。讨论了4种数据结构设计模式，全面对比了这4种数据结构模式对IEC 61850服务模型的支持能力，指出综合 — 数据结构既符合现阶段的协议映射，又兼容未来的模型变化和协议映射的扩展。     

并网风电场公共连接点电压闪变分析

文章根据并网风电机组电能质量国际电工标准IEC61400-21的规定,给出了风电场在公共连接点处的闪变值计算方法.在此基础上,结合工程实例,对某风电场典型运行方式下在系统公共连接点处引起的电压闪变进行了计算和评估,得到了相关结论.     

集成服务环境下风电并网的无功调节（二）信息交换

以并网风电场的无功功率调节为例,研究电力企业集成服务环境下风电并网的协调控制技术。介绍了风电数据采集与监控（SCADA）系统与地调能量管理系统（EMS）的企业集成服务体系架构,重点描述了应用系统之间数据交换的实现方法,具体介绍了无功调节数据交换的数据模型和数据交换组件接口的设计方法。通信系统的仿真实验表明数据模型和数据交换接口设计的正确性。     

基于EPOCHS平台的IEC 61850采样值传输仿真

采样值传输是IEC 61850变电站自动化系统过程层与间隔层之间通信的主要部分。在电力和通信系统同步仿真（EPOCHS）平台上提出IEC 61850变电站通信仿真框架,针对具体变电站构建IEC 61850通信模型。在NS2中添加虚拟局域网（VLAN）IEEE 802.1Q协议代码,实现VLAN多播报文的仿真。对交换式以太网和共享式以太网、接收不同数目合并单元采样值报文的保护设备进行了比较。结果表明:100 Mbit/s交换式以太网完全满足标准要求,而100 Mbit/s共享式以太网采样值报文时延和时延抖动较大,导致工频保护测量值波形畸变;接收多个采样值报文的保护设备存在链路瓶颈问题,对此提出了多通信插件的解决方案。     

非并网风电SCADA系统设计

设计了一种适用于非并网风电场的数据采集与监控（SCADA）系统。该系统将传统的风电场监控、电网监控和配电站合而为一。系统以传统SCADA为基础,结合非并网监控的特点和需求,实现了对风电场、电网和用电企业的监控及数据传输,并实现了整个非并网风电系统从发电侧到用电侧的一体化监控。文中对整个系统的结构、功能进行了分析研究。