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。     

IEC 61850智能电子设备交互实时性建模与验证

IEC 61850智能电子设备(IED)的交互实时性是分布式功能成功实施的关键。为解决现有形式化方法对实时性建模复杂及验证困难的问题,提出了基于时间行为树的实时交互过程建模及验证方法。首先,将实时系统模型和通信顺序进程中的通信通道模型引入行为树,构造了新的时间行为树模型;然后,采用时间行为树以变电站定时过流保护IED交互过程为例进行了建模;最后,采用过程分析工具对所建模型进行了实时性验证分析与时间计算。实验结果表明,所述方法能完成IED交互过程的实时性建模与时间计算,能发现交互过程中存在的实时性缺陷。     

IEC 61850标准下的对象模型的研究及其在电能质量监测IED中的应用

采用IEC 61850标准的面向对象的建模技术IED（智能电子设备）进行建模，可以实现IED之间的互操作性。本文首先描述了基于IEC 61850标准的对象建模方法，然后以电能质量监测IED为例，对测量功能的对象模型进行了具体构建，其中包括逻辑设备、逻辑节点和数据对象以及通信服务的模型构建；并对该模型进行了必要的优化和改进。     

基于IEC61850的变电站智能电子设备的统一建模语言设计及改进

从对变电站核心的智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)设计的角度出发,运用IEC61850的思想和信息模型,采用面向对象的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)为IED建立了功能、静态对象、动态交互行为等模型,以变压器差动保护为例说明了整个设计过程。针对IEC61850主要采用通信信息片(Piece of Information for Communication,PICOM)描述逻辑节点间的交互,未给出交互时序的不足,采用UML的时序图技术描述保护的交互过程,对IEC61 850的动态建模加以补充和改进,以指导IED运行程序的设计与实现。     

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     

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.     

基于IEC 61850的避雷器监测IED的数据通信研究

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点。研究了IEC 61850信息建模技术和避雷器监测IED建模步骤,分析了其所必要的通信服务。在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,并针对避雷器在线监测的特点,研究扩展和使用了IEC 61850标准中的逻辑节点和数据,对实际避雷器监测IED进行了建模,探究了IEC 61850标准的抽象通信服务接口、特定通信服务映射等通信关键技术。简单介绍了用于装置自我描述的变电站配置语言(SCL),通过SCL对监测模型进行了描述,实现了其工程化的配置。     

基于MQTT协议的配电物联网云边通信映射研究

配电物联网中存在维护困难、监测薄弱、设备互操作性差的问题。基于IEC 61850来规范智能电子设备(IED)的信息模型和和信息交换方法,可以实现设备的互联、互通、即插即用和数据的融合。分析了配电物联网云主站与边设备的通信场景及需求,研究了基于轻量级的MQTT(消息队列遥测传输)通信协议的IEC 61850抽象通信服务映射实现方法,建立了云主站与边设备信息交互的IEC 61850通信子集。搭建了测试平台,通过功能实验和性能实验验证了映射方法的可行性。基于MQTT的IEC 61850通信映射可实现配电物联网云边设备的互联互通。     

基于面向对象方法的IEC 61850光伏逆变器的建模

以分布式光伏电站为背景,基于IEC61850的信息模型,提出了一种由SCL向C++映射的通用思路,并以光伏电站中常见的ZINV(逆变器)节点为例,简单描述了IED设备的SCL文件的建立,SCL转换到C++的方法。映射中引入XSLT,简化了映射过程。IEC 61850旨在实现数字化变电站中不同厂商的设备之间的互操作性,标准中采用了面向对象的建模方法,其内容与面向对象的程序设计(OOP)能够很好的契合。借助于OOP(C++)的类、继承、多态性等特点,契合了标准的要求,达到了互操作性的目的。     

基于IEC 61850建模的智能终端设备的实现

文中介绍了IEC 61850标准中智能电子设备(IED)建模的思想,在该思想上结合智能终端装置实例,从功能定义、分解、设备的对象模型等方面详细介绍了IED建模的方法和流程,给出了建模后达到的效果,对构建其他IED模型具有一定参考指导意义,实现了不同厂家IED之间的良好互操作性和系统无缝集成,避免重复投资,降低系统维护成本。