基于IEC 61850的智能变电站虚回路体系

针对智能变电站取消硬电缆回路的特点,提出可基于网络化信息共享实现整套的虚回路体系。首先使用IEC 61850建模进行设计表达,其后的系统集成、调试配置、运行检修等系列环节均以此为统一信息源,通过自动化软件工具实现。智能变电站虚回路体系需要对IEC 61850标准进行针对性的扩充和完善,网络多播管理则应通过组地址注册协议(GARP)和多播注册协议(GMRP)实现自动配置,设计和系统集成环节完全融合。在统一标准支撑下可研发出完善的第三方软件,最终让各专业人员便于对虚回路进行表达、理解、实施和维护,最大限度减少信息重复配置工作,从而避免人为环节可能导致的差错。

IEC 61850通信冗余实施方案

由于IEC61850没有对通信冗余的实现加以具体的规定,目前已经提出了几种不同的通信冗余实现方案。IEC61850的理想方案是在智能电子设备(IED)的逻辑访问点的地址层下实现通信冗余,即IED单一IP地址实现通信冗余。但是目前提出的单一IP地址实现方案,无论是在协议栈附加特定通信服务映射(SCSM)参数方案,还是基于以太网交换机的单环网方案,都存在不能完全互操作的问题。双星形独立子网是文中重点讨论的另外一种通信冗余实现方案。虽然该方案也存在互操作问题,但是该方案具有更高的可靠性,可用于保护功能相关的双重化通信,并能与以往的IEC60870-5-104通信冗余实现保持一致。文中推荐在将来的IEC61850通信冗余实现上使用这种方案,并建议在将来的IEC61850版本中对具体通信及通信冗余的实现进行更详尽的描述,以满足在通信冗余下IED之间互操作性的要求。

为变电站自动化设备定制Linux系统

介绍了如何定制一个适合变电站自动化设备中使用的嵌入式Linux系统。Linux是一个成熟的开放源码的现代操作系统,具有极好的硬件兼容性和软件可裁减性,适合应用在电力系统的变电站测控和通信等软件实时领域。一个实用的最小化Linux主要包括引导程序、初始化程序、设备文件、运行库以及在此基础上构建的用户应用程序,根据需要也可以加上适当的图形用户界面。给出了x86-PC体系下嵌入式Linux和MiniGUIWindows界面的构建过程,并对它们使用的GPL协议进行了解释。

用setjmp构建简单协作式多任务系统

讨论一个利用标准C语言setjmp库函数实现的查询式协作多任务系统,给出完整的内核和样例程序并对源代码进行说明。该系统具有简单易用的特点,只需要编写存取堆栈指针的宏就可方便地移植到新的平台上。文章详述了系统的优缺点,讨论一些性能扩展的方法。该内核适用于中小规模的嵌入式软件。

变电站程序化操作及远动装置执行

介绍了变电站程序化操作的概念和主要思想,即执行预先定义的程序化操作逻辑的方式,来完成变电站内日常的倒闸操作。通过比较当前程序化操作在站控层执行和间隔层执行的2种主要实现方式,并结合110kV变电站工程实例,叙述了在监控后台定义程序化操作逻辑,远动装置中执行顺控操作的方案及该方案优点。最后,对程序化变电站在今后的开发和工程实施中值得关注的问题和需要努力的方向做了简单归纳。

继电保护装置开发平台软件系统架构与设计

为提高继电保护装置开发质量,缩短开发周期,提出了继电保护装置开发平台的软件系统架构和设计,并介绍了系统开发的动机、目标。通过该开发平台,实现了平台和应用的分离。实践证明,使用这套开发平台,缩短了开发时间,降低了开发成本。

IEC61850信息建模的反思与变通

信息建模是IEC61850的关键部分,该标准采用抽象逻辑节点及面向对象建模等全新技术,完全不同于传统的信息分类处理及二维表方法。根据目前电力系统的实际情况,认为IEC61850信息建模方法的适用性值得反思,传统的二维表方法对应了现阶段电力系统专业划分的垂直管理模式,且具备关系型数据库理论的完备支撑;而IEC61850的面向对象抽象建模方法更适用于将来的数字化变电站领域。提出在当前应用中应该进行必要的变通,在装置中结合物理模块组成合理使用通用输入输出(GGIO)模型逻辑节点,面向对象抽象建模的功能和信息模型的表达以逻辑节点实现。这样就能兼顾IEC61850的互操作性与实施方便性2个方面的需求,是当前较好的建模解决方案。

500kV变电站遵循IEC61850标准统一建模

500kV桂林变电站的间隔层、变电站层全部遵循IEC61850标准统一建模。500 kV桂林变电站采用PS6000+变电站自动化系统,通过IEC61850通信协议实现变电站层对间隔层数据的监视和控制。该工程除了直流屏等少数不具备网络通信能力的装置外,整个系统取消了规约转换器,各智能设备间完全采用IEC61850规约通信;远动通信服务器对间隔层IEC61850通信使用双网热备用模式,而后台监控则实现了双网双工;各测控装置的间隔层联闭锁则基于GOOSE组播数据共享而实现。

一种通用的嵌入式系统ISP方法

针对没有集成ISP功能的MCU系统,提出了一种通用的嵌入式系统Flash在线编程(ISP)方案。该方案借用RAM作为ISP的程序存储器,可降低系统成本并具有较大的灵活性。以MC68332平台为例,详细介绍了这种ISP方案的具体实现过程。

智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸探讨

现有智能变电站继电保护大多数采用"直采直跳"的模式,但存在装置光口和光缆敷设过多、配置复杂、维护困难等不足。分析了通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文传输延时,结果表明网络传输延时占比较小,与网跳相比,直跳并没有优势。分析了GOOSE网跳安全性,提出间隔交换机或检修虚拟局域网(VLAN)可以提高检修扩建情况下的安全性。针对二次设备提出了网跳关键技术及验证测试方案,提出了继电保护应用网络跳闸的网络方案和约束条件。

提高速动保护精确性滤波新算法

提出了一种新的滤波算法,该算法由零、极点配置法设计的狭窄带通滤波算法和半周波傅里叶算法相结合。这种滤波算法能够对低频谐波分量和高频谐波分量起良好的抑制作用,所需数据窗短,能够快速提取基频分量。试验测试结果表明其滤波效果优于传统滤波算法,满足微机保护速动的要求。

二次设备预制舱保温结构设计

国家电网公司青海110 kV多巴变项目是二次设备预制舱华东以外的首个试点项目,需要按照该地区高寒高海拔特点进行预制舱研发。项目组最终选择了顶部、墙面和底部的无热桥全面复合保温方案,且在预制舱两端配置了空调和加热器。热仿真表明该方案能满足舱内二次设备运行要求,尤其可在-31.7℃极端低温条件下的进行冷启动或维护。目前110 kV多巴变二次设备预制舱已进行现场调试。