采用FPGA实现合并单元同步采样的方案

为了提高数字化变电站模拟量采集的同步精度,提出一种利用现场可编程门阵列(FPGA)实现合并单元(MU)同步采样的方案。通过分析同步误差产生的原因,指出MU内部晶振误差是造成同步性能不确定的主要原因。根据MU同步采样的要求,将秒脉冲(PPS)接收和处理的过程分为2个功能模块:PPS的接收和等间隔采样,通过准确捕捉PPS脉冲沿和精确划分采样间隔来提高同步采样精度,并利用FPGA芯片的特点,对每个步骤分别进行补偿和处理,将其误差控制在一定的范围内。实验证明该方案能使MU同步精度达到1μs。     

数字化变电站同步方案分析

基于数字化变电站的发展要求,分析了数字化变电站数据共享的需求,设计了数字化变电站需要的同步时钟源,分析了同步时钟的实现方案及其差异,介绍了采用现场可编程门阵列（FPGA）芯片实现时钟同步的方案。     

基于锁相环技术的数字化变电站采样系统同步方案

为解决数字化变电站系统中的分布式采样同步性问题,提出利用软件锁相环技术,通过修正不同设备之间的相位和频率的偏差,实现采样同步。根据变电站的实际情况,给出了具体的实现方案。并以基于电子式互感器的母线保护装置和光纤纵差保护两个例子,给出了软件锁相环技术的仿真和应用效果。证明了软件锁相环技术在成本和可靠性方面的优势。     

基于GPS秒脉冲向量信号同步技术的断路器速度特性无线测量装置研究

针对目前断路器速度特性测试受限于测试线长度、强电磁干扰、无法三相同时测试费时费力等问题,研制一种基于GPS秒脉冲向量信号同步技术的断路器速度特性无线测量装置。该装置适用于500 kV、220 kV、66 kV等不同电压等级断路器三相分合闸速度测试,实现了断路器速度特性行程曲线的无线化测量,缩短了现场测试时间,提高了速度特性测量效率。     

GPS同步采样装置中防止干扰GPS秒脉冲信号的措施

为削弱和消除干扰对基于ＧＰＳ同步采样装置的影响,在简要介绍ＧＰＳ同步采样装置的基础上,根据秒脉冲总是位于２Ｓ交界处的特点,提出了防止干扰ＧＰＳ秒脉冲信号的软硬件措施,其中,软件鉴别法简单可行,适用于ＣＰＵ内部资源充足的情况下,而硬件措施节约了ＣＰＵ的片内资源,适用于ＣＰ较重的应用场合。试验结果表明,该方法可有效地克服干扰信号对ＧＰＳ同步采样装置的影响。     

基于FPGA的数字化变电站电压并列与切换设计

提出了一种在合并单元内通过逻辑判别机制控制母线电压并列与切换的方法。电压并列与切换是单母分段或双母线接线变电站中保证供电可靠性的重要手段,基于常规变电站中电压并列与切换的模拟逻辑电路,给出了一种在数字化变电站中通过判别相关刀闸的位置状态控制电压并列与切换,并在故障时发送告警信息的方案。该方案根除了常规变电站中硬件并列或切换装置由于继电器辅助接点接触不良而带来的一系列问题,避免了利用微机保护完成软并列或切换时对保护硬件资源的占用,实现了系统功能构架的模块化。设计了一种基于FPGA与ARM的合并单元样机,在FPGA中通过预先设定的逻辑判别机制实现二次电压的并列与切换,仿真结果验证了方案的正确性和可行性。     

基于FPGA的数字化变电站电压并列与切换设计

提出了一种在合并单元内通过逻辑判别机制控制母线电压并列与切换的方法.电压并列与切换是单母分段或双母线接线变电站中保证供电可靠性的重要手段,基于常规变电站中电压并列与切换的模拟逻辑电路,给出了一种在数字化变电站中通过判别相关刀闸的位置状态控制电压并列与切换,并在故障时发送告警信息的方案.该方案根除了常规变电站中硬件并列或切换装置由于继电器辅助接点接触不良而带来的一系列问题,避免了利用微机保护完成软并列或切换时对保护硬件资源的占用,实现了系统功能构架的模块化.设计了一种基于FPGA与ARM的合并单元样机,在FPGA中通过预先设定的逻辑判别机制实现二次电压的并列与切换,仿真结果验证了方案的正确性和可行性.     

GPS同步采样装置中防止干扰GPS秒脉冲信号的措施

为削弱和消除干扰对基于GPS同步采样装置的影响,在简要介绍GPS同步采样装置的基础上,根据秒脉冲总是位于2 s交界处的特点,提出了防止干扰GPS秒脉冲信号的软硬件措施。其中,软件鉴别法简单可行,适用于CPU内部资源充足的情况下;而硬件措施节约了CPU的片内资源,适用于CPU负担较重的应用场合。试验结果表明,该方法可有效地克服干扰信号对GPS同步采样装置的影响。     

数字化变电站采样数据的同步方案研究

分析数字化变电站采样同步系统结构和采样值传输延时时序,探讨基于IEC 60044-7/8和IEC61850-9-1/2协议的数字化变电站内采样数据的同步方案.     

基于FPGA的新型脉冲电源控制系统

本文介绍一种以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心，用VHDL语言来实现的新型高性能脉冲电源控制系统。     

基于RPR的变电站通信系统传输时延上界计算

为了确定基于弹性分组环(resilient packet ring,RPR)的变电站通信系统实时性是否满足IEC 61850标准的要求,使用网络演算理论推导出各种业务在采用双缓存媒体控制(medium access control,MAC)策略的弹性分组环中传输时延上界的计算方法,并以典型变电站为例,计算得到了变电站内各种数据流的传输时延上界。计算结果为:使用吉比特弹性分组环作为过程总线,当网络负载率小于80%且节点数达到上限时,实时业务的传输时延上界小于2.5ms;使用吉比特弹性分组环既作为变电站总线又作为过程总线,当最大报文长度和网络节点数达到上限时,实时业务的传输时延上界为3.5ms左右。网络演算和OPNET仿真结果表明:基于弹性分组环的变电站通信系统能够满足IEC61850标准的要求。     

改进埃特金插值理论在智能变电站中的应用

分析了电子式互感器数据同步采样方面的问题,指出了二次插值理论和三次样条插值理论同步算法的不足。只有当数据采样频率较高时,才能使二次插值误差精度得到明显提高。三次样条插值的边界问题使计算过程变得复杂、计算量显著增大。提出了一种基于改进的三阶埃特金插值理论的同步算法,并对该算法的误差进行了理论分析和仿真。仿真验证结果与理论分析基本吻合。不同运行状态下,基波和各次谐波幅值及相角误差精度均满足IEC60044-8标准规定。改进后的三阶埃特金插值计算量小、精度高,在微机测量装置中易于实现,适于实际应用。     

智能变电站无线站域测试系统的同步策略研究

为解决智能变电站现场站域测试时无线分布式数据的时间同步问题,提出了一种适用于无线数据通信的多终端同步控制策略。介绍了智能变电站的站域测试系统及其实现的关键性问题,说明了网络传输延时不确定对IEEE 1588网络时钟同步协议的影响,研究了基于单点对多点无线通信系统同步的样本滤波、同步校正、时域跟随等问题,并给出了实施方案。实验结果表明,无线通信下经同步控制后时间精度可达微秒级,能够满足智能变电站系统级测试对时间同步的需求。     

基于同步网的时间同步技术

文章指出提供精确时间信息对现代电网的重要意义,并举例说明了时间同步技术在电力系统中的应用。介绍了当前应用于电力系统中的GPS时间同步技术,给出了其接收机的一般结构和GPS时间信息的传输方式,并对其存在的问题做了说明。在此基础上,给出了数字同步网的概念和结构,提出了基于同步网的时间同步技术,说明用SDH网络传输的时间信息结构和传输方法,指出该技术在经济与可靠性方面优于单纯依靠GPS的技术,但也对该系统现阶段存在问题进行了探讨。     

220 kV变电站GPS时间同步系统实现技术

基于220 kV变电站全球定位系统(GPS)时间同步系统项目的实施经验,总结了实现时间同步系统需要考虑的关键技术和问题,主要从对时设计、运行监测、对时校验、对时误差等进行了分析探讨。要求在变电站内实现GPS统一对时,给出了一个典型的站内设备对时架构图,设计了单主钟和冗余互备等3种GPS时钟架构设计模式,并加以说明。为实现站内对时的运行监测,设计了基于时脉冲事件顺序记录的分析方法来计算对时误差。站内对时校验应依据GPS校验仪进行,介绍了校验原理和相应校验方法,并分析影响校验精度的主要因素。对站内对时误差出现的常见原因和解决方法进行了分析介绍,并针对软、硬协同对时误差问题提出了一种基于公式化分析的误差定量分析方法。     

数字化变电站通信网络仿真平台

通信网络是数字化变电站的中枢神经,其性能极大影响到电力系统的安全性和可靠性.按照IEC 61850标准,利用实时数字仿真器创建了数字化变电站通信网络仿真平台中的合并单元和智能开关终端.同时,针对某220kV变电站主接线,设计了一个由模拟的智能化一次设备、保护设备、交换机构成的通信网络仿真平台,并给出了测试网络性能的具体方法.实验结果表明,模拟的智能化一次设备能及时发送电磁暂态实时数据和正确接受二次设备实际数据,为真实通信网络的选择提供强有力的技术支持.     

基于全站同步时钟扩展装置的智能变电站同步整组 试验方法的研究

论述了智能变电站模拟量分布式采样和数据同步的方式及带来的同步整组试验问题,对比分析了两种常规的同步整组试验方法的优缺点和适应性,提出了一种基于全站同步时钟系统扩展信号的同步整组试验方法。该方法巧妙地利用了布置在变电站就地各个间隔汇控柜内的同步信号作为测试输出的基准,具有接线简单、同步精度高的优点,实验室及现场测试的结果表明该方法具有良好的适应性。     

基于全站同步时钟扩展装置的智能变电站同步整组试验方法的研究

论述了智能变电站模拟量分布式采样和数据同步的方式及带来的同步整组试验问题,对比分析了两种常规的同步整组试验方法的优缺点和适应性,提出了一种基于全站同步时钟系统扩展信号的同步整组试验方法。该方法巧妙地利用了布置在变电站就地各个间隔汇控柜内的同步信号作为测试输出的基准,具有接线简单、同步精度高的优点,实验室及现场测试的结果表明该方法具有良好的适应性。     

数字化变电站技术应用研究

研究了数字化变电站技术的发展、特点和目前状况,分析了某110kV零号变电站综合自动化系统,讨论了数字化变电站技术的实际应用。     

应用于数字化变电站的分布式母线保护的研究

结合IEC 61850和数字化变电站的特征,分析了分布式母线保护将获得广泛应用的必然趋势,提出了一种基于数字化变电站的分布式母线保护方案,并针对大量数据的传输与处理、跨间隔的数据同步、分布式母线保护的功能分布等关键问题,提出了解决方案。