基于IEC 61850标准的GOOSE信息模型的构建研究

通用面向对象的变电站事件(GOOSE)是IEC 61850标准中用于快速和可靠传送变电站自动化系统中实时性要求高的信息事件的通信模型,对于实现不同厂家设备间的互操作具有重要意义。首先详细讨论了GOOSE模型,并在此基础上针对GOOSE模型通信的特点,用统一建模语言(UML)构建服务器类模型、逻辑设备类模型、逻辑节点类模型和数据类模型,采用IEC 61850标准GOOSE信息建模技术及方法对GOOSE信息模型建模并构建GOOSE报文通信结构。     

基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案研究

针对煤矿井下高压配电网络经常发生越级跳闸这一难题,分析了井下高压配电网络发生越级跳闸的原因以及目前常用的电气闭锁方案、分站集中控制方案、数字化变电站方案、光纤电流纵联差动保护方案这4种越级跳闸解决方案在应用中存在的问题;介绍了基于IEC61850标准的GOOSE报文传输协议在数据交换上的优越性,在此基础上提出了一种基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案,并以某煤矿井下高压供电线路为例,阐述了该保护方案的实现过程。基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案中下级开关只关联到其上一级,上、下级开关形成纵向关联并采用GOOSE协议传输信息,同级开关之间没有通信,提高了信息传输的实时性和可靠性。     

浅析工业级以太网交换机发展现状及应用

当下,很多工业都展开了计算机网络的介入工作,在一个公司或企业中常常会采用专用的以太网交换机,实现信息的传输及控制。本文以企业级的以太网交换机的发展与应用为分析对象,展开说明。     

基于GOOSE网络信息共享的煤矿供电保护技术

针对目前煤矿供电系统存在短路故障时出现越级跳闸现象和单相接地故障选线误动问题,提出了一种基于GOOSE网络信息共享的煤矿供电保护技术,即利用GOOSE网络传输闭锁信号防越级跳闸和传输零序全电流矢量信息实现单相接地保护选线。该技术利用煤矿千兆工业以太网,基于GOOSE高速实时通信机制,实现保护装置间故障信息共享,可有效防止越级跳闸现象并提高单相接地故障选线的准确性。     

EPA安全网关原理与应用设计

根据用于工业测量和控制系统的EPA网络安全规范,探讨EPA安全网关的功能需求,解决了EPA网络中的报文转发、安全隔离等关键技术问题,介绍了EPA安全网关的硬件和软件技术实现.将开发的EPA安全网关用于一个小型的工业控制网络实验系统中,测试表明,EPA安全网关起到了良好的报文转发和安全隔离作用.     

一种改进的高性能远程内存直接访问(RDMA)的实现

Infiniband体系架构(IBA)是一种新兴的互联技术,它主要用于处理节点和输入输出节点之间的互联,从而形成一个系统级的网络.为了改进通信子系统的性能,IBA提供了很多特性,其中之一就是远程直接内存访问(Romote Direct Memory Access,RDMA).但是在标准的IBA实现中,对于控制报文和小报文使用发送接收操作来进行.本文提出了一种改进的RDMA实现,使得RDMA能够应用于控制报文和小报文,从而使得传输小报文和控制报文的延迟平均降低24%.     

基于EPL的分布式时钟同步方法

工业以太网协议Ethernet POWERLINK (EPL)分布式站点的时钟同步方法并不能在实时运行过程中保持很高的同步精度,无法满足特定环境下的控制要求;研究了工业以太网协议EPL的两种时钟同步机制,通过数理计算分析了时钟同步误差产生的原因,针对误差较大的缺点,提出了减小误差的方法;通过迭代计算消除了主从站同步报文往返的路径延迟,并设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的集线器(Hub)用于EPL菊花链网络拓扑结构,有效地克服了时钟同步报文往返传输延时不一致的缺点,测试结果表明新方法明显优于协议自身的时钟同步方法,对于实现基于EPL的高精度分布式时钟同步网络具有重要意义.     

基于WINPCAP的GOOSE报文测试软件设计

Winpcap是Windows平台下的一个免费捕包软件,能够为Win32应用程序提供访问网络底层的能力。采用Winpcap可以方便地在Windows平台下模拟GOOSE（面向通用对象的变电站事件）报文的捕获、发送。本文分析了GOOSE报文的结构与通信原理,讨论了GOOSE报文的编码、解码过程,并给出了设计流程图。     

FAST协议在变电站自动化系统中的应用

针对自动化变电站中数据需要实时、精确和高效压缩传输的现状,根据IEC61850标准在变电站自动化系统中的应用,提出采用FAST(FIX Adapted for Streaming)协议进行数据处理。该协议利用数据内容与结构描述分离的方法,用模板描述数据结构,对数据内容进行字节编码和二进制序列化压缩,既可以实现通用数据的高效压缩,又能进一步提高变电站GOOSE报文的快速需求。FAST协议在自动化变电站中的进一步应用,体现出其在工业领域海量数据传输应用中的巨大优越性,为FAST协议在工业控制系统中的深入应用提供了坚实的基础。     

基于多参信息量的智能变电站继电保护二次回路故障在线诊断

为确保智能变电站继电保护装置二次回路稳定性与可靠性,本文设计了基于多参信息量的继电保护二次回路故障在线监控与诊断系统。基于网络报文记录分析装置的功能特性,配置其与继电保护设备间链路关联性,获得二次回路核心报文数据信息,传输于调度端以综合分析,以获取SV、GOOSE网络链路实时状态与回路故障在线诊断方法策略。     

GIS间隔控制器的研究与开发

研究基于IEC61850标准的GIS间隔控制器,阐述以ARM9微处理器为核心的GIS间隔控制器嵌入式硬件平台。以GIS间隔控制器的需求功能为依据、以IEC61850建模思想为指导,建立GIS间隔控制器的标准化信息模型。将GIS间隔控制器硬件作为载体,实现 GOOSE报文通信,使GIS间隔控制器具备符合IEC61850标准的过程层通信功能,完成GIS与间隔层保护、测量装置间开关位置信息和控制信息传输的数字化。通过GPS和报文分析工具搭建实验平台,结果证明,GIS控制器通信服务符合变电站装置智能化的设计需求。     

交换式以太网在工业CT数据传输系统中的应用

针对工业CT数据传输系统快速、稳定、可靠等需求,研究交换式以太网与TCP／IP协议相结合的网络数据传输方案的可行性。在分析交换式以太网传输时延的基础上,建立工业CT数据传输系统模型,并采用Socket机制对模型进行实验测试。实验结果和方案的实际应用均表明,交换式以太网能够应用于工业CT数据传输系统,并取得满意的结果。     

智能变电站GOOSE、SV共网保护测控定检维护方法研究

本文旨在深入分析过程层GOOSE、SV采用“网采网跳”结构,且在同一网络上进行数据传输的智能变电站,在保护测控装置定检校验、调试检修工作时,出现保护、测控装置收不到智能终端上送的开关设备位置状态数据等异常现象的原因,提出两种解决方案,并进行了性价比比对分析,研究设计了一种“GOOSE、SV共网的保护测控装置调试校验工作专用网络系统”。通过在保护测控装置定检校验、调试检修工作时临时将所检设备间隔过程层网络调整成专用网络系统,彻底解决定检校验、调试检修工作时开关设备位置的数据不能上送至保护、测控装置的问题。在保护传动或者调度主站、后台监控机遥控时,不用每传动或者遥控一次都跑到现场去判断开关设备位置,大大节省校验调试检修工作和一次设备停电时间,提高电网供电的可靠性,降低对社会的不良影响。     

交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

智能变电站改变了数据采集的方式,一次设备集成的采集器负责数据采样,然后通过光以太网将采样数据以网络报文的形式发送给二次设备。介绍采用以太网交换芯片扩展网络接口在录波和网络记录装置数据采集中的应用研究,介绍实践中遇到的问题及解决方法,并分析存在的问题和其适用的范围。     

线路保护装置SV直采传输方案研究

分析了当前智能变电站SV点对点发送处理机制,提出了一种满足过程层要求的高均匀性和一致性SV直采传输方法。应用FPGA实现DMA控制器和以太网MAC控制单元,对SV报文添加发送描述符,由FPGA根据描述符直接控制SV发送。采用Spartan-6系列架构FPGA,通过PCI Express总线,系统内部实现SV数据高速传输。此方案充分利用了FPGA的并行数据处理的特性及丰富的IP资源,设计实现了多路以太网点对点数据的高带宽和高可靠性传输,极大的提升了智能变电站系统的性能。     

智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究

智能变电站二次系统普遍采用三层两网的网络架构,使用合并单元、智能终端来分别完成点对点采样、跳闸,大量使用合并单元和光模块,采样可靠性得不到保障。同时,二次信息传输是按照功能分类,通过不同的系统独立传输,信息融合度低,各业务部门获取数据比较困难,信息传输无法为电网各个业务部门提供有效支撑。因此,在组网方案上优化了原有的三层两网组网方案,采用电缆采样、GOOSE网络跳闸来代替SV直采、GOOSE直跳;在信息传输方式上,打破专业壁垒,按照业务需求来重新组织信息传输,大力促进信息融合,实现数据共享。同时提出了优化方案需要解决的关键技术,分析了新方案推广实施的可行性,通过对比分析得出了新方案具有施工简单、维护方便、运行可靠、便于管理的结论。