变电站智能电子设备动态重构闭锁逻辑生成多代理系统

为保证变电站二次系统功能的完整和便于设备检修,智能电子设备(IED)动态重构技术逐渐得到关注。IED动态重构需要装载并解析IED配置描述(CID)文件,因管控主机保存的CID文件关联的是变电站设计时的系统结构,不能表征电力系统动态变化,为确保闭锁逻辑的正确性,需重新生成闭锁逻辑并更新相应的CID文件。利用多代理技术,管理动态重构管控主机、数据采集与监控(SCADA)主机、电力系统拓扑校验、变电站五防闭锁规则库生成软件等功能组件,构建多代理系统,完成电力系统拓扑校验和闭锁逻辑生成等任务的交互策略与协调流程,获得闭锁规则库更新CID文件,保证动态重构IED闭锁功能的正确性,能适应变电站的改造和升级,并提供更加灵活的闭锁规则管理。

基于IEC 61850标准的智能电子设备及变电站自动化系统的测试

IEC61850标准是未来数字化变电站通信网络与系统的唯一国际标准,其主要目标是实现互操作,因此标准的测试活动也就围绕该目标进行,包括2个层次:验证智能电子设备(intelligent electronic device,IED)是否具有互操作的能力,即一致性测试;验证IED集成在一起完成变电站自动化功能的能力,即互操作性测试。文章重点介绍了变电站自动化系统的测试流程,并结合开发的数字化保护平台对其一致性测试进行了探讨,最后介绍了对测试质量进行评估的重要性及评估手段。

智能变电站智能电子设备在线评估及动态重构

设备在线健康诊断及失效功能恢复是智能变电站可靠运行的保障。阐述了智能变电站智能电子设备(IED)在线评估与动态重构技术发展的迫切性。基于现有的IEC 61850标准和即插即用技术,提出了在线评估与动态重构冗余备用的技术方案,探讨了即插即用、诊断模型、IED数据库自动生成、在线评估和动态重构等关键内容,分析了当前亟须解决的主要问题,符合新一代智能变电站发展方向。

数字化变电站中故障选线智能电子设备模型

结合数字化变电站的技术特点和发展趋势,针对故障选线技术在数字化变电站中的应用,建立了基于IEC 61850标准的故障选线智能电子设备(IED)模型。该模型将故障选线功能分解为IEC 61850定义的逻辑节点,对故障选线IED进行了应用信息和基本功能的标识和划分,构成了信息模型的基本框架。在此基础上研究了采样测量值到故障选线IED模型的传输和选线结果到后台管理系统的传输,解决了故障选线IED模型在数字化变电站的通信问题。

兼容IEC61850标准的智能电子设备测试

对智能电子设备进行一致性测试、互操作性测试、性能测试和功能测试,是在设备投入使用前对其IEC61850兼容性、互操作性、极端条件下的性能和功能完成能力进行全面评价的必要手段。通过对比IEC69870-5-101标准和DNP3标准的发行和实施情况,说明了测试,尤其是一致性测试对于标准推广及实现标准目标的重要性。分别从电力公司和制造商角度分析了IEC61850产品测试应达到的目标,据此给出各种测试方法。指出IEC61850产品测试的难点主要在于:丰富的信息模型和服务模型;信息模型分层和模型语义的隐含性;发布者/订阅者通信模型引入;变电站描述语言(SCL)引入;自描述能力;可扩展性;功能自由分布。归纳了由此产生的需要解决的问题。

变电站智能电子设备的动态重构技术

研究了变电站智能电子设备(IED)动态重构系统和方法,通过引入通用即插即用(UPnP)协议,结合IEC 61850模型和服务,实现IED的即插即用和状态监测,同时提出了通用IED的设计方法。采用Petri网方法在线评估IED的运行状态,及时发现IED异常或故障,并提出了镜像模式和通用模式两种方法,在备用IED上动态重构故障IED主要自动化功能的安全合理流程。构造了通用IED样机和管控主机,测试了即插即用、状态监测、在线评估和动态重构方法。研究结果表明,UPnP协议可以灵活、有效地实现IED的发现、监测、管理和控制,满足即插即用要求,IED状态监测数据可以直观反映运行状况,IED动态重构方法可以为变电站自动化系统检修提供备用方案,提高系统的可用率。

基于行为树的IEC 61850智能电子设备互操作性描述与验证

IEC 61850智能电子设备(IED)间的互操作是IEC 61850实施的关键。为解决在IED生产后对其进行互操作性测试成本高和测试周期长的问题,提出了基于形式化方法行为树(BT)的IED互操作性描述与验证方法,在IED设计阶段对其互操作性进行描述和验证。首先对参与交互应用的IED的外部行为特征及分布式功能的交互模型采用图形化BT进行建模,然后将交互模型的BT模型转化为通信顺序进程(CSP)模型,进而采用过程分析工具(PAT)对交互模型进行死锁及可达性等交互性验证。以变电站定时过流保护IED交互模型为例进行了建模与验证,结果表明该方法能有效检测IED设备设计中存在的交互性缺陷。

智能电子设备面向对象的软件设计方法

为解决数据映射带来的智能电子设备软件复杂、低效和无法利用SCL文件对功能进行灵活组态的问题,基于IEC61850标准的面向对象思想,在信息源头采用面向对象设计;根据IED能力描述文件,构建智能电子设备对象;使用IED组态工具,导入IED实例配置文件,灵活配置IED运行需要的对象;当IED运行时,通过多个对象交互完成装置功能,进一步讨论了该方法在不同硬件平台上的适用性。最后,将该方法应用于间隔层保护测控IED的软件设计,达到IED功能软件与IEC61850面向对象信息模型无缝融合和可灵活组态的效果。

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。

就地安装的智能电子设备的电磁兼容问题

继电保护和测控装置等智能电子设备下放直接安装在开关柜上已经成为一种标准典型方案,也尝试将其安装在GIS开关柜上,但不时发生原因不明的继电保护误动作使人们怀疑这种方案的可行性。实际上,现行的电磁兼容标准已经满足需要。为了确保智能电子设备能够耐受就地安装的电磁干扰水平,正常发挥功能,智能电子设备应按照最新最严酷的电磁兼容标准进行开发和试验;宜将就地安装的智能电子设备作为高压开关设备和控制设备辅助和控制回路的一部分,参与其所有的型式试验;工程设计时特别注意一次二次系统接地方面的安排;现场施工严格按照设计和施工要求进行;日常维护时也应特别注意检查接地等电磁兼容措施的完好性。

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。

变电站在线监测智能电子设备的自动化测试

变电站在线监测智能电子设备(IED)通过IEC 61850标准通信方式采集并上传一次设备的状态信息到综合应用服务器等站控层装置,是变电站一体化监控系统的重要组成部分,对其进行功能测试是保证系统正常运行的基础。文中通过分析在线监测IED的功能,设计其功能测试用例,通过自动化测试脚本以及测试引擎,代替手动测试,提高测试效率。通过研制的在线监测IED自动化测试系统,以油中溶解气体监测数据上传功能为例,进行了自动化测试实验,并给出了测试流程及测试结果,验证了该方法的正确性和可行性。

智能变电站金属氧化物避雷器在线监测智能电子设备的设计

针对智能变电站设计一种金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)在线监测智能电子设备(intelli-gent electronic devices,IED),对MOA的全电流、容性电流、阻性电流、雷击次数、温度和湿度等参数进行运算与初步诊断,与MOA在线监测终端共同实现MOA绝缘状态与运行状态的在线监测,并按照要求将监测结果发送至主IED。该设计采用高级精简指令集计算机微处理器(advanced reduced instruction set computer micro-processor,ARM)与数字信号处理器(digital signal processor,DSP)相结合的结构实现快速数据分析、处理以及复杂事务管理;采用IEC61850协议作为智能变电站MOA在线监测IED与主IED、主IED与信息一体化平台之间的通信规约,保障不同厂家之间同类设备的互操作性;采用IRIG-B码实现设备之间的同步,提高了在线监测精确度。该设计在唐山虹桥变电站得到实际运行检验,能够实现预期目标。

箱式变电站在线监测智能电子设备的IEC61850信息建模

讨论了基于IEC 61850的箱式变电站在线监测智能电子设备的信息建模方法,从功能分解、逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性5个方面阐述了智能电子设备信息建模的步骤。实践证明,根据步骤所建立的模型具备监测、保护和关断控制等功能,可为不同厂商的智能电子设备实现互操作性和系统无缝集成提供途径。

变电站智能电子设备的电磁兼容技术

介绍了电磁兼容EMC的基本概念和变电站EMC问题的特殊性,分析了变电站内的主要电磁干扰源及其干扰特性。针对智能电子设备在变电站中可能遇到的各种电磁干扰,重点阐述了IED电磁兼容技术的设计方法,提出了几种实用的解决电磁兼容问题的措施。利用上述方法所设计的继电保护装置经型式试验检验结果表明,本文提出的有关电磁兼容技术的设计方法和措施,对提高IED的抗电磁干扰能力是行之有效的。

基于IEC61850标准中SCL的智能电子设备建模

IEC61850是国际标准组织最新颁布的变电站自动化网络通信标准,SCL是IEC61850推荐的变电站配置语言,可以清楚地描述装置的配置信息,实现不同设备的共享。文中针对目前变电站的发展趋势,介绍了符合IEC61850标准的通信模型的建立规则,并根据SCL对模型搭建的要求搭建了一个简单的模型,最后对所建模型进行了检测与验证,证实了其正确性。

电能质量检测智能电子设备中的数据处理

为了确保电力系统的安全运行和电能质量的准确分析,构建了一种基于IEC 61850的电能质量监测智能电子设备框架,并提出一种基于FFT和小波变换相结合的数字信号处理方法。仿真结果证明,该方法不仅能够识别和检测扰动信号的起止时刻,也能够实时分析各次谐波的幅值和相位;在畸变和扰动的情况下,采用该改进算法具有很好的实用性和灵活性。

基于暂态故障信息的多功能一体化智能电子设备

提出一种基于暂态故障信息的集成输电线路保护、测距、录波和测控等多种功能的智能电子设备。硬件方案采用多CPU分布式结构,主要包括以下模块:过程层通信模块、保护模块、测距录波模块、测控模块、站控层通信模块和人机接口模块。暂态故障信息的利用主要体现在保护模块和测距录波模块中,详细介绍了暂态故障信息的利用方法。为了满足智能变电站发展的要求,采用了一些关键技术。该多功能一体化智能电子设备适用于现有的智能变电站,能够提高保护性能和测距精度,降低设备成本和运行维护费用。

变电站在线监测智能电子设备的自动化测试

变电站运行期间,为了实现监测自动化,需要设计和使用在线监测智能电子设备。这种设备主要是利用标准化通信方式,采集一次设备的状态信息,并上传至综合应用服务器,且在实际运行期间实施功能测试,以确保电力系统运行的稳定性。此次研究主要是探讨和分析变电站在线监测智能电子设备的自动化测试,并在此基础上应用测试脚本和测试引擎,全面提升测试效率。最后,观察变电站在线监测智能电子设备的自动化测试的测试过程和结果,全面验证了自动化测试方法的应用效果。

数字化变电站智能电子设备测试实验系统的设计

本文在研究数字化变电站保护设备及其它智能电子设备的基础(IED)上,提出了基于变电站通信规范国际标准IEC61850的变电站保护设备的测试原则及测试方法。作者建立了一个简化的智能电子设备实验系统,该系统包含了220kV变电所真实保护测控装置及数字保护测试仪等设备。通过对该系统的研究,作者结合国内微机保护测试仪的实际情况提出了几种日常维护与现场测试的技术方案。